大数据技术原理与应用-完整版PPT课件
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3
篇章安排
第一篇：大数据基础篇 第二篇：大数据存储篇 第三篇：大数据处理与分析篇 第四篇：大数据应用篇
4
第一篇：大数据基础篇
5
第二篇：大数据存储篇
6
第三篇：大数据处理与分析篇
7
第四篇：大数据应用篇
8
各章内容
第一章 大数据概述 第二章 大数据处理架构Hadoop 第三章 分布式文件系统HDFS 第四章 分布式数据库HBase 第五章 NoSQL数据库 第六章 云数据库 第七章 MapReduce 第八章 流计算 第九章 图计算 第十章 数据可视化 第十一章 大数据在互联网领域的应用 第十二章 大数据在生物医学领域的应用（自学） 第十三章 大数据的其他应用（自学）
2010年以后
大数据应用渗透各行各业，数据驱动决策，信 息社会智能化程度大幅提高
1.2大数据概念（4V）
1.2.1 数据量大
根据IDC作出的估测，数据一直都在以每年50%的速度增长，也就是说每两年 就增长一倍（大数据摩尔定律） 人类在最近两年产生的数据量相当于之前产生的全部数据量 预计到2020年，全球将总共拥有35ZB的数据量，相较于2010年，数据量将增 长近30倍
构Hadoop、分布式文件系统HDFS、分布式数据 库HBase、NoSQL数据库、云数据库、分布式并 行编程模型MapReduce、流计算、图计算、数 据可视化以及大数据在互联网、生物医学和物流 等各个领域的应用 在Hadoop、HDFS、HBase和MapReduce等重 要章节，安排了入门级的实践操作，让学生更好 地学习和掌握大数据关键技术
1.1.3数据产生方式的变革促成大数据时代的来临
图1-5 数据产生方式的变革
1.1.4 大数据的发展历程
阶段
表1-2 大数据发展的三个阶段
时间
内容
第一阶段：萌 芽期
上世纪90年代 至本世纪初
随着数据挖掘理论和数据库技术的逐步成熟， 一批商业智能工具和知识管理技术开始被应用 ，如数据仓库、专家系统、知识管理系统等。
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
2. CPU处理能力大幅提升
图1-3 CPU晶体管数目随时间变化情况
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
摩尔定律：CPU性能每隔18个月提高一倍， 价格下降一半
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
3. 网络带宽不断增加
图1-4 网络带宽随时间变化情况
信息爆炸
将涌现出一批新的 市场标杆企业
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
1. 存储设备容量不断增加，速度不断提升， 价格却在不断下降
图1-1 存储价格随时间变化情 况
1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
来自斯威本科技大学（Swinburne University of Technology）的研究团队，在2013年6月29日刊出的《自然 通讯（Nature Communications）》杂志的文章中，描述 了一种全新的数据存储方式，可将1PB（1024TB）的数据存 储到一张仅DVD大小的聚合物碟片上。
25
1.3大数据的影响
图灵奖获得者、著名数据库专家Jim Gray 博士观察并总 结人类自古以来，在科学研究上，先后历经了实验、理论 、计算和数据四种范式
实验
理论
计算
数据
1.3大数据的影响
在思维方式方面，大数据完全颠覆了传统的思维方 式： 全样而非抽样 效率而非精确 相关而非因果
22
1.2.2 数据类型繁多
大数据是由结构化和非结构化数据组成 科学研究
的
–基因组 –LHC 加速器
– 10%的结构化数据，存储在数据库中 –地球与空间探测
– 90%的非结构化数据，它们与人类信 企业应用
息密切相关
–Email、文档、文件 –应用日志
–交易记录
Web 1.0数据
–文本
–图像
第二阶段：成 熟期
第三阶段：大 规模应用期
Web2.0应用迅猛发展，非结构化数据大量产生
，传统处理方法难以应对，带动了大数据技术
本世纪前十年
的快速突破，大数据解决方案逐渐走向成熟， 形成了并行计算与分布式系统两大核心技术，
谷歌的GFS和MapReduce等大数据技术受到追
百度文库
捧，Hadoop平台开始大行其道
表1-1 三次信息化浪潮
信息化浪潮 发生时间
标志
解决问题
代表企业
第一次浪潮
1980年前 后
个人计算机
信息处理
Intel、AMD、IBM 、苹果、微软、联 想、戴尔、惠普等
第二次浪潮
1995年前 后
互联网
雅虎、谷歌、阿里 信息传输 巴巴、百度、腾讯
等
第三次浪潮
2010年前 后
物联网、云 计算和大数 据
9
第一章 大数据概述
提纲
1.1 大数据时代 1.2 大数据概念 1.3 大数据的影响 1.4 大数据的应用 1.5 大数据关键技术 1.6 大数据计算模式 1.7 大数据产业 1.8 大数据与云计算、物联网的
关系
1.1大数据时代
1.1.1第三次信息化浪潮
根据IBM前首席执行官郭士纳的观点，IT领域每隔十五年 就会迎来一次重大变革
1.3大数据的影响
在社会发展方面，大数据决策逐渐成为一种新的决 策方式，大数据应用有力促进了信息技术与各行业 的深度融合，大数据开发大大推动了新技术和新应 用的不断涌现
在就业市场方面，大数据的兴起使得数据科学家成 为热门职业
在人才培养方面，大数据的兴起，将在很大程度上 改变中国高校信息技术相关专业的现有教学和科研 体制
–视频
Web 2.0数据
–查询日志/点击流
–Twitter/ Blog / SNS
–Wiki
23
1.2.3 处理速度快
从数据的生成到消耗，时间窗口非常小，可用于生 成决策的时间非常少
1秒定律：这一点也是和传统的数据挖掘技术有着 本质的不同
24
1.2.4 价值密度低
价值密度低，商业价值高 以视频为例，连续不间断监控过程中，可能有用的数据仅 仅有一两秒，但是具有很高的商业价值
《大数据技术原理与应用》
主讲教师：
课程特色
搭建起通向“大数
据知识空间”的桥
梁和纽带
构建知识体系、阐
明基本原理
引导初级实践、了
大
数 据
解相关应用
之
门
为学生在大数据领
域“深耕细作”奠
定基础、指明方向
内容提要
本课程系统介绍了大数据相关知识，共有13章 系统地论述了大数据的基本概念、大数据处理架
篇章安排
第一篇：大数据基础篇 第二篇：大数据存储篇 第三篇：大数据处理与分析篇 第四篇：大数据应用篇
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第一篇：大数据基础篇
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第二篇：大数据存储篇
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第三篇：大数据处理与分析篇
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第四篇：大数据应用篇
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各章内容
第一章 大数据概述 第二章 大数据处理架构Hadoop 第三章 分布式文件系统HDFS 第四章 分布式数据库HBase 第五章 NoSQL数据库 第六章 云数据库 第七章 MapReduce 第八章 流计算 第九章 图计算 第十章 数据可视化 第十一章 大数据在互联网领域的应用 第十二章 大数据在生物医学领域的应用（自学） 第十三章 大数据的其他应用（自学）
2010年以后
大数据应用渗透各行各业，数据驱动决策，信 息社会智能化程度大幅提高
1.2大数据概念（4V）
1.2.1 数据量大
根据IDC作出的估测，数据一直都在以每年50%的速度增长，也就是说每两年 就增长一倍（大数据摩尔定律） 人类在最近两年产生的数据量相当于之前产生的全部数据量 预计到2020年，全球将总共拥有35ZB的数据量，相较于2010年，数据量将增 长近30倍
构Hadoop、分布式文件系统HDFS、分布式数据 库HBase、NoSQL数据库、云数据库、分布式并 行编程模型MapReduce、流计算、图计算、数 据可视化以及大数据在互联网、生物医学和物流 等各个领域的应用 在Hadoop、HDFS、HBase和MapReduce等重 要章节，安排了入门级的实践操作，让学生更好 地学习和掌握大数据关键技术
1.1.3数据产生方式的变革促成大数据时代的来临
图1-5 数据产生方式的变革
1.1.4 大数据的发展历程
阶段
表1-2 大数据发展的三个阶段
时间
内容
第一阶段：萌 芽期
上世纪90年代 至本世纪初
随着数据挖掘理论和数据库技术的逐步成熟， 一批商业智能工具和知识管理技术开始被应用 ，如数据仓库、专家系统、知识管理系统等。
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
2. CPU处理能力大幅提升
图1-3 CPU晶体管数目随时间变化情况
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
摩尔定律：CPU性能每隔18个月提高一倍， 价格下降一半
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
3. 网络带宽不断增加
图1-4 网络带宽随时间变化情况
信息爆炸
将涌现出一批新的 市场标杆企业
1.1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
1. 存储设备容量不断增加，速度不断提升， 价格却在不断下降
图1-1 存储价格随时间变化情 况
1.2信息科技为大数据时代提供技术支撑
来自斯威本科技大学（Swinburne University of Technology）的研究团队，在2013年6月29日刊出的《自然 通讯（Nature Communications）》杂志的文章中，描述 了一种全新的数据存储方式，可将1PB（1024TB）的数据存 储到一张仅DVD大小的聚合物碟片上。
25
1.3大数据的影响
图灵奖获得者、著名数据库专家Jim Gray 博士观察并总 结人类自古以来，在科学研究上，先后历经了实验、理论 、计算和数据四种范式
实验
理论
计算
数据
1.3大数据的影响
在思维方式方面，大数据完全颠覆了传统的思维方 式： 全样而非抽样 效率而非精确 相关而非因果
22
1.2.2 数据类型繁多
大数据是由结构化和非结构化数据组成 科学研究
的
–基因组 –LHC 加速器
– 10%的结构化数据，存储在数据库中 –地球与空间探测
– 90%的非结构化数据，它们与人类信 企业应用
息密切相关
–Email、文档、文件 –应用日志
–交易记录
Web 1.0数据
–文本
–图像
第二阶段：成 熟期
第三阶段：大 规模应用期
Web2.0应用迅猛发展，非结构化数据大量产生
，传统处理方法难以应对，带动了大数据技术
本世纪前十年
的快速突破，大数据解决方案逐渐走向成熟， 形成了并行计算与分布式系统两大核心技术，
谷歌的GFS和MapReduce等大数据技术受到追
百度文库
捧，Hadoop平台开始大行其道
表1-1 三次信息化浪潮
信息化浪潮 发生时间
标志
解决问题
代表企业
第一次浪潮
1980年前 后
个人计算机
信息处理
Intel、AMD、IBM 、苹果、微软、联 想、戴尔、惠普等
第二次浪潮
1995年前 后
互联网
雅虎、谷歌、阿里 信息传输 巴巴、百度、腾讯
等
第三次浪潮
2010年前 后
物联网、云 计算和大数 据
9
第一章 大数据概述
提纲
1.1 大数据时代 1.2 大数据概念 1.3 大数据的影响 1.4 大数据的应用 1.5 大数据关键技术 1.6 大数据计算模式 1.7 大数据产业 1.8 大数据与云计算、物联网的
关系
1.1大数据时代
1.1.1第三次信息化浪潮
根据IBM前首席执行官郭士纳的观点，IT领域每隔十五年 就会迎来一次重大变革
1.3大数据的影响
在社会发展方面，大数据决策逐渐成为一种新的决 策方式，大数据应用有力促进了信息技术与各行业 的深度融合，大数据开发大大推动了新技术和新应 用的不断涌现
在就业市场方面，大数据的兴起使得数据科学家成 为热门职业
在人才培养方面，大数据的兴起，将在很大程度上 改变中国高校信息技术相关专业的现有教学和科研 体制
–视频
Web 2.0数据
–查询日志/点击流
–Twitter/ Blog / SNS
–Wiki
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1.2.3 处理速度快
从数据的生成到消耗，时间窗口非常小，可用于生 成决策的时间非常少
1秒定律：这一点也是和传统的数据挖掘技术有着 本质的不同
24
1.2.4 价值密度低
价值密度低，商业价值高 以视频为例，连续不间断监控过程中，可能有用的数据仅 仅有一两秒，但是具有很高的商业价值
《大数据技术原理与应用》
主讲教师：
课程特色
搭建起通向“大数
据知识空间”的桥
梁和纽带
构建知识体系、阐
明基本原理
引导初级实践、了
大
数 据
解相关应用
之
门
为学生在大数据领
域“深耕细作”奠
定基础、指明方向
内容提要
本课程系统介绍了大数据相关知识，共有13章 系统地论述了大数据的基本概念、大数据处理架