《信息技术（装备制造类）》高职全套教学课件

第一章云计算信息技术(装备制造类)本课件是可编辑的正常PPT课件【ch01】云计算【ch02】大数据【ch03】人工智能【ch04】现代通信技术【ch05】物联网【ch06】工业互联网【ch07】区块链【ch08】智能制造全套可编辑PPT课件

01云计算的产生与发展PARTONE本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的产生是需求推动、技术进步、商业模式转变共同促进的结果，具体内容如表1-1所示。云计算是继20世纪80年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。云计算是分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、效用计算（UtilityComputing）、网络存储（NetworkStorageTechnologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（LoadBalance）、热备份冗余（HighAvailable）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算的产生与发展1云计算产生的背景本课件是可编辑的正常PPT课件短短几年，云计算已从新兴技术发展成为当今的热点技术。从Google（谷歌）公开发布的核心文件到AmazonEC2（亚马逊弹性计算云）的商业化应用，再到美国电信巨头AT&T（美国电话电报公司）推出的SynapticHosting（动态托管）服务，云计算从节约成本的工具到盈利的推动器，从ISP（网络服务提供商）到电信企业，已然成功地从内置的IT系统演变成公共的服务平台。云计算的产生与发展1云计算产生的背景云计算的概念是由Google提出的，是一种网络应用模式，可以从狭义和广义两个角度对其概念进行理解。本课件是可编辑的正常PPT课件从狭义角度来说：提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取、按需使用、随时扩展、按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用的IT基础设施。从广义角度来说：云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等特点。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无须人为参与。这使得应用提供者无须为烦琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。云计算的产生与发展1云计算产生的背景本课件是可编辑的正常PPT课件综上所述，云计算（CloudComputing）通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后通过多台服务器组成的系统进行处理和分析，得到结果并返给用户。早期云计算就是简单的分布式计算，主要解决任务分发，并进行计算结果的合并。因而，云计算又称为网格计算。通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒钟）完成对数以万计的数据的处理，从而提供强大的网络服务。如图1-1所示为云计算概念图。云计算的产生与发展1云计算产生的背景本课件是可编辑的正常PPT课件最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，如搜寻引擎、网络信箱等，用户只要输入简单的指令就可以获得大量信息。在浏览器中输入关键词“计算机”进行检索，就能得到大量有关“计算机”这一关键词的信息。在未来，如手机、智能手表等移动设备都可以结合云计算技术，发展出更多的应用服务。再向前一步，云计算在未来不会仅仅局限在资料搜寻、分析等功能上，如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等工作，都可以结合这项技术达成。云计算是一种模型，可以通过最小化管理成本与服务提供商进行交互，具有支持创新提速、资源弹性、易扩展等特点。同时，用户可按需购买，能够方便地根据业务发展及时调整，降低运营和维护费用。在未来的技术创新中，我们务必以实现计算资源合理组织和按需供给作为该技术创新的出发点，以满足各种用户的“计算”需求为根本创新目标，以建立合理运营模式保障云计算可持续发展。云计算的产生与发展1云计算产生的背景本课件是可编辑的正常PPT课件随着云计算的技术和产业日趋成熟，全球云计算市场规模总体呈现稳定增长态势，而我国云计算市场虽然起步较晚，在当前云计算的核心技术方面还处于跟跑地位，但近几年增长迅猛，已作为我国信息技术创新重点支持方向之一，成为推动经济增长、加速产业转型的重要力量，云计算服务正日益演变成新型的信息基础设施，我国云计算呈现出以下发展趋势和特点。1．向行业垂直化、属地化发展，私有云、混合云成为新的增长点云计算的产生与发展2我国云计算发展现状及趋势中国云计算行业已经经历一轮快速成长期，但主要是公有云，尤其是互联网和用户端服务需求快速增长。随着互联网增速放缓和公有云市场的竞争日益激烈，2018年云计算厂商和行业客户都开始意识到企业端互联网和云计算的市场机会开始到来，国内外公有云巨头近年来纷纷推出私有云、混合云、专有云产品。出于对数据的安全性、私密性的重视，公有云很难成为政府和大型企业客户的最终选择；同时，5G、人工智能、异构计算、物联网等新兴技术的发展加速了云计算与产业的深度融合，政务、医疗、金融、教育、交通、能源、电信、军工等若干行业都需要建设相应的“行业云”。本课件是可编辑的正常PPT课件2．国产软硬件生态初步形成竞争态势云计算的产生与发展2我国云计算发展现状及趋势计算技术领域自主安全的发展，芯片和基础软件至关重要，国产芯片技术的不断提升和逐渐成熟，为适配国产操作系统提供了良好的基础环境。目前，在中科院、CEC/CETC、地方国资以及华为的支持下，国内已经有一系列具备生产能力的芯片厂商，包括龙芯、飞腾、鲲鹏和兆芯等，其基础架构也几乎涵盖了从MIPS、ARM到x86和Alpha所有世界通行版本，为操作系统、中间件、数据库等基础软件的发展提供了土壤。一方面，由于本土优势以及多年的技术积累带来的产品实力的提升，中国服务器市场主要由国产品牌主导且市场份额持续攀升，同时，鲲鹏和海光等国产芯片生态已开始对英特尔生态形成竞争；另一方面，华为被美国列入“实体清单”事件的影响，凸显了IT产业供应链自主可控的重要性。未来，随着自主可控、安全的信息产品在重要领域的应用，国产化趋势将更加明显。本课件是可编辑的正常PPT课件3．云网融合服务能力体系逐渐形成，并向行业应用延伸云计算的产生与发展2我国云计算发展现状及趋势随着云计算产业的不断成熟，企业对网络需求的变化使得云网融合成为企业“上云”的显性刚需。云网融合是结合业务需求和技术创新带来的新网络架构模式，云服务按需开放网络，基于云专网提供云接入与基础连接能力，通过与云服务商的云平台结合，对外提供覆盖不同场景的云网产品（如云专网），并与其他云服务（如计算、存储等）相结合，最终延伸至具体行业的应用。目前，云网融合的服务能力体系已形成，主要包括三个层级：最底层为云专网，为企业上云、各类互联提供高质量、高可靠的承载能力；中间层为云平台提供云网产品，包括云专线、对等连接、云联网等，即基于底层云专网为云网融合的各种场景提供互联互通服务；最上层为行业应用场景，基于云网产品，结合其他类型云服务，向具体行业应用场景拓展，带有明显的行业属性，体现出“一行业一网络”甚至“一场景一网络”的特点。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的产生与发展2我国云计算发展现状及趋势云计算的蓝图已经蓄势待发：在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切任务，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。目前，PC依然是我们日常工作生活中的核心工具——我们用PC处理文档、存储资料，通过电子邮件或U盘与他人分享信息。如果PC的硬盘坏了，我们会因为资料丢失而束手无策。而在云计算时代，“云”会替我们做存储和计算的工作。“云”就是计算机群，每个群包括了几十万台、甚至上百万台计算机。“云”的好处还在于，其中的计算机可以随时更新，届时，我们只需要一台联网的计算机，不需要关心存储或计算发生在哪朵“云”上，一旦有需要，我们可以在任何地点使用任何设备，如计算机、手机等，快速地计算和找到这些资料，再也不用担心资料丢失。3．云网融合服务能力体系逐渐形成，并向行业应用延伸本课件是可编辑的正常PPT课件02云计算的内涵与特性PARTTWO本课件是可编辑的正常PPT课件云计算包含“云”，即商业层面；也包含“计算”，即技术层面。把云和计算相结合，将IT基础设施封装为公共实例，在不需要预先安装和维护任何计算资源的情况下，用户能够通过互联网按需获取。因此，形成了云计算的主要特点是“网络化”“服务化”“灵活化”。和使用水电一样，从你开始使用到结束使用进行度量，登录应用入口就可以直接使用应用，甚至不用在本地安装应用，就像打开水龙头就可以用水一样，然后付费，它本质是按需服务、按需付费的模式。要深入理解云计算及其相关技术，必须从“云”和“计算”的内涵出发，从技术特点和商业模型角度综合思考。云计算的内涵与特性1云计算的内涵本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性1云计算的内涵“网络化”表明云计算对网络的依赖和呈现形态，主要体现在计算资源动态可扩展和便捷实用模式两方面；“服务化”是指云计算作为一种完成计算的商业模型，应满足供需双方的交易需求和经济化目标，不仅有助于供应商专心提升服务质量，还方便了用户订购服务；“灵活化”指按需供给和购置，服务提供商一方面根据自身特点组织和优化服务资源配置，另一方面根据用户需求和资源订购状态制定营销策略和资源调度机制，进而实现自身效益最大化。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性1．超大的规模

云计算服务通常由运行在多个数据中心的集群系统提供，每个数据中心的节点数量可以达到上万台。因此，云计算能够为各种不同的应用提供海量的计算和存储资源。例如，Google的云计算中心已经拥有100多万台服务器，AMAZON、IBM、微软等公司的云计算中心均拥有几十万台服务器，一般中小企业的企业私有云拥有数百至上千台服务器。近年来，云计算的概念已经成为一个热点，与传统的网络应用模式相比，其具有如下优势与特点。云计算超大规模的特性可以赋予用户前所来有的计算能力，用户可以通过使用计算机等设备在任意时间和地点访问存储在云端的数据。如图1-3所示为北京超级云计算中心。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性2．高可靠性和容灾能力

云计算使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性。从某种程度上说，使用云计算比使用本地计算机更加可靠，因为一旦本地计算机损坏，在没有备份的情况下，损失的数据较难恢复。多数据中心的设计不仅提供了数据恢复的依据，还使得网络病毒和网络黑客的攻击失去其目的，进一步提高了系统的安全性。从容灾方面来看，云计算也保证了洪水、地震、火灾等灾难不会对用户的数据存储和访问产生影响。而从存储能力和计算能力上来看，云计算技术相比以往的计算机技术具有更高的服务质量，同时在节点检测上也能做到智能检测，即在解决问题的同时不会对系统本身带来过多的影响。云计算的分布式数据中心可将云端的用户信息备份到地理上相互隔离的数据库主机中，云计算的存储服务保证用户的数据在存储时有多个备份，任意一台物理机器的损坏都不会造成用户数据的丢失。云计算等同于建设了一个备份库，可以帮助用户实现双重保障。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性3．高性价比

云计算的核心理念是由低廉甚至过时的计算机组成并提供高性能和可靠的服务。云计算平台不需要都由高性能服务器组成，云计算的特殊容错措施使云计算可以采用极其低廉的节点来构成云。在达到同样性能的前提下，组建一个超级计算机所消耗的资金较多，而云计算通过采用大量商业机组成集群的方式，所需要的费用与之相比要少很多。同时，云计算的自动化集中式管理使用户无须负担日益高昂的数据中心管理成本。云计算设施可以建在电力资源丰富的地区，从而大幅降低能源成本。在使用同样的硬件资源时，云计算能够为更多的用户服务，减少了硬件、机房和电力的投入，降低了运营成本。同时，云计算对用户端要求较低，可以轻松地共享不同设备之间的数据和应用，使用极其方便。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性4．按需服务，以量计费

云计算可以根据用户的需求提供服务，同时“云”作为一个庞大的资源池，用户使用云计算可以像使用电力、煤气和自来水那样按照实际使用资源的数量进行付费，极大地降低了用户在硬件上的投入。例如，用户可以充分享受云计算的低成本优势，花费百余元、半天时间就能完成以前需要数万元、数月时间才能完成的数据处理任务。同时，用户在服务选择上将具有更大的空间，通过缴纳不同的费用来获取不同层次的服务。例如，建立在云计算上的App应用百度网盘，免费用户和超级会员有着不同的使用特权，其中付费获得的超级会员可以享有极速下载、5T超大存储空间等38项特权。图1-4所示为百度网盘免费用户和超级会员的权益对比（部分）。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性5．资源利用率高

云计算把大量资源集中在一个公共资源池中，通过资源虚拟化的方式为用户提供可伸缩的资源，支持不同类型的应用在系统中同时运行，并考虑到各种应用对资源需求随时间变化的特点，以对不同应用进行“削峰填谷”的方式，整体提高资源的利用率。云计算依据每个租户的具体需求，在一个超大的资源池中动态分配和释放资源，不需要为每个租用者预留峰值资源。由于云计算平台规模大、租户数量多、支撑的应用种类丰富，比较容易做到平稳的整体负载，因此，据相关统计显示，云计算资源利用率可以达到80%左右，随着技术进步以及组织管理更加合理化，该利用率还有进一步提升的空间。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性6．资源虚拟化与透明化

从云计算的供应商和用户两个角度来探究这一特点。首先，对于云计算服务的供应商来说，计算服务器、存储设备等各种底层资源的异构性被屏蔽，边界被打破，所有的资源可以统一被管理和调度，进而成为云计算的资源池，可以为用户按需提供服务。其次，对于云计算的用户来说，云端的虚拟化技术的应用，使得用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类设备，无须了解其中的内部结构，只关心自身需求是否得到满足即可。上述这种架构减少了设备的依赖性，也为动态的资源配置提供了可能。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性7．高伸缩和高扩展性

云计算将传统的计算、网络和存储资源通过虚拟化、容错和并行处理技术，转化成可以动态伸缩、可扩展的服务，从而更好地满足应用和用户规模增长的需要。云计算支持资源动态伸缩，添加、删除和修改云计算环境的任意一个资源节点，或者是任意一个资源节点异常宕机，都不会导致云环境中的各类业务中断，也不会导致用户数据的丢失。值得注意的是，这里的资源节点可以是计算节点，也可以是存储节点或网络节点。同时，资源动态流转也意味着在云计算平台下实现资源调度机制，资源可以流转到需要的地方。举个例子，假如某云计算平台的系统业务整体升高，便可以启动闲置资源并纳入系统中，从而提高整个云平台的承载能力。若是该云计算平台的整个系统业务处于低负载的情况下，则可以将业务集中起来，进而将其他闲置的资源转入节能模式，提高资源利用率。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的内涵与特性2云计算的特性8．支持异构基础资源

云计算可以构建在不同的基础平台上，即可以有效兼容不同种类的硬件和软件基础资源，不针对特定的应用，同一个云计算平台可以支撑多应用同时运行。云计算为用户提供良好的编程模型，用户可以根据需要进行程序制作，既为用户提供了巨大的便利，又节约了相应的开发资源。本课件是可编辑的正常PPT课件03云计算的目标、任务与价值PARTTHREE本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的目标、任务与价值1．资源整合，提高资源利用率

利用虚拟化技术，实现资源的弹性伸缩：每台服务器虚拟出多台虚拟机，避免出现服务器只能被某个业务独占的问题。可通过灵活调整虚拟机的规格（CPU、内存等），增加或者减少虚拟机，快速满足业务对计算资源需求量的变化。利用虚拟化计算，将一定量的物理内存资源虚拟出更多的虚拟内存资源，可以创建更多的虚拟机。2．快速部署，弹性扩容

采用虚拟机批量部署，可以弹性扩展/收缩资源，满足业务需要，缩短业务部署周期。基于云的业务系统采用虚拟机批量部署，能在短时间内实现大规模资源部署，快速响应业务需求，省时高效。根据业务需求可以弹性扩展/收缩资源满足业务需要，人工操作较少，以自动化部署为主。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的目标、任务与价值3.数据集中，信息安全

在传统IT平台上，数据分散在各个业务服务器上，可能存在某单点有安全漏洞的情况；部署云系统后，所有数据集中在系统内存放和维护，并提供如下安全保障。网络传输：数据传输采用HTTPS（超文本传输安全协议）加密。系统接入：需要证书或者账号。架构安全：经过安全加固的虚拟机监视器，保证虚拟机间隔离。虚拟机释放时，磁盘被全盘擦除，避免被恢复的风险。系统内账号等管理数据，可加密存放。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的目标、任务与价值4.自动调度，节能减排

基于策略的智能化、自动化资源调度，实现资源的按需取用和负载均衡，达到节能减排的效果：白天，基于负载策略进行资源监控，自动负载均衡，实现高效热管理；夜晚，基于时间策略进行负载整合，将不需要的服务器关机，最大限度地降低耗电量。节能减排即动态电源管理（DPM）可以优化数据中心的能耗。开启DPM后，当集群中虚拟机使用资源比较低时，可以聚合虚拟机到少量主机上，并关闭其他无虚拟机运行的主机，实现节能减排。当虚拟机所需资源增加时，DPM动态上电主机，确保提供足够资源。5．降温去噪，绿色办公

物理PC（PersonalComputer，个人计算机），替换为TC（ThinClient，瘦终端：用于云计算环境中虚拟桌面的接入和使用），可以大大降低发热量，改善办公环境。物理主机的处理资源在本地，需要配置高性能的CPU、硬盘和风扇等组件，会产生较大的噪声污染；替换为TC之后，计算等资源在远端的数据中心处理，本地TC仅仅支持指令输入和页面展示，所以噪声较低，能提升办公感受。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的目标、任务与价值6.高效维护，降低成本

使用传统PC办公，从PC选型、购买、库房存放、分发和维护等多个流程都需要IT技术人员参与，可能产生以下几方面的困扰：从立项购买到投入使用所需流程时间较长；传统PC能耗较高，导致企业成本增加；传统PC出现故障，从报修到可以重新使用，所需时间较长，影响企业办公效率；传统PC一般3年需要更新换代；传统IT环境下，PC数量多并且分布于各个办公地点，所需维护人力成本较高。使用桌面云办公场景，处理资源数量较少并且集中于数据中心，可以减少企业办公的困扰。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的目标、任务与价值7.无缝切换，移动办公

无论在出差途中，还是在办公室内，使用不同终端随时随地远程接入云，桌面立即呈现。数据和桌面都集中运行和保存在数据中心，用户不必中断应用，实现热插拔或更换终端。8.升级扩容，不中断业务管理节点的升级，可先升级主备模式中一个节点，待主备切换后再升级另外一个节点。计算节点的升级，可以先将该节点的虚拟机迁移到其他节点，然后对该节点升级，再将虚拟机迁回。9.软硬件系统统一管理云计算支持对一体机、服务器、存储设备、网络设备、安全设备、虚拟机、操作系统、数据库、应用软件等进行统一的管理。云计算支持异构业界主流的服务器、存储设备。软硬件系统统一管理，可以提升管理的便利性，降低管理系统的购置成本和人力成本。本课件是可编辑的正常PPT课件04云计算系统的系统架构PARTFOUR本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的系统架构云基础架构在传统基础架构计算、存储、网络硬件层的基础上，增加了虚拟化层、云层。如图1-5所示为云计算系统架构。虚拟化层是指大多数云基础架构都广泛采用虚拟化技术，包括计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化。通过虚拟化层，屏蔽了硬件层自身的差异和复杂度，向上呈现为标准化、可灵活扩展和收缩、弹性的虚拟化资源池。云计算，作为虚拟化的一种延伸，影响范围已经越来越广。但是，云计算目前还不能支持复杂的企业环境。因此云计算架构呼之欲出，经验表明，在云计算走向成熟之前，我们更应该关注云计算系统架构的细节。1云计算系统架构参考模型本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的系统架构云层则是指对资源池进行调配、组合，根据应用系统需要自动生成、扩展所需的硬件资源，将更多的应用系统通过流程化、自动化的部署和管理，进而提升工作效率。对于传统基础架构，云基础架构通过虚拟化整合与自动化，应用系统共享基础架构资源池，实现高利用率、高可用性、低成本、低能耗，并且通过云平台层的自动化管理，实现快速部署、易于扩展、智能管理，帮助用户构建IaaS（基础架构即服务）云业务模式。云计算，作为虚拟化的一种延伸，影响范围已经越来越广。但是，云计算目前还不能支持复杂的企业环境。因此云计算架构呼之欲出，经验表明，在云计算走向成熟之前，我们更应该关注云计算系统架构的细节。1云计算系统架构参考模型本课件是可编辑的正常PPT课件云计算服务是指可以拿来作为服务提供使用的云计算产品。包括云主机、云空间、云开发、云测试和综合类产品等。对于云计算的服务类型来说，一般可分为三个层面，分别是基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。这三个层次组成了云计算技术层面的整体架构，这其中包含了一些虚拟化的技术和应用、自动化的部署以及分布式计算等技术，这种技术架构的优势是可以对外表现出非常优秀的并行计算能力以及大规模的伸缩性和灵活性等特点。图1-6所示为云计算服务模型及实现架构。云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型基础设施即服务（IaaS）IaaS（InfrastructureasaService）即基础设施即服务，是指将IT基础设施作为一种服务，通过网络对外提供。在这种服务模型中，用户不需要构建数据中心，而是通过租用的方式来使用基础设施服务，包括服务器、存储和网络等。在使用模式上，IaaS与传统的主机托管有相似之处，但是在服务的灵活性、扩展性和成本等方面IaaS具有很大的优势。如果将云计算服务商比作饭店，那么云计算服务就相当于饭菜。IaaS相当于饭店为用户提供厨房、锅具、餐具、煤气灶、油烟机、烤箱、电饭煲等（CPU、内存、存储、网络和其他基本的计算资源）基础的设施。用户要吃“美味佳肴”，需要购买米、面、蔬菜、肉等食材，根据自己的习惯和口味，进行搭配食材与炒菜。也就是类比于企业客户购买云计算厂商提供的IaaS服务，然后自己搭建平台和开发应用等。IaaS是最简单的云计算交付模式，使用虚拟化操作系统、工作负载管理软件、网络和存储服务的形式交付计算资源，也可以包括操作系统和虚拟化技术到管理资源的交付。IaaS能够按需提供计算能力和存储服务，不是在传统的数据中心购买和安装所需的资源，而是根据公司需要，租用所需的资源。这种租赁模式可以部署在公司的防火墙之后或通过第三方服务提供商实现。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型2.平台即服务（PaaS）PaaS（PlatformasaService）是指平台即服务。把服务器平台作为一种服务提供的商业模式，通过网络进行程序提供的服务称为SaaS（SoftwareasaService），是云计算三种服务模式之一，而云计算时代相应的服务器平台或者开发环境作为服务进行提供就成为了PaaS（PlatformasaService）。所谓PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。主流的闭源PaaS产品提供商有亚马逊AWS、微软Azure等，如图1-7所示为其产品logo标识。本课件是可编辑的正常PPT课件3.软件即服务（SaaS）SaaS（SoftwareasaService）是指软件即服务，即通过网络提供软件服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无须购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，进而管理企业经营活动。SaaS应用软件有免费、付费和增值三种模式。付费通常为“全包”费用，包括了应用软件许可证费、软件维护费以及技术支持费，将其统一为每个用户的月度租用费。SaaS平台供应商将应用软件统一部署在服务器上，客户可以根据工作实际需求，通过互联网向厂商订购所需的应用软件服务，按订购的服务多少和时间长短向厂商支付费用，并通过互联网获得Saas平台供应商提供的服务。云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型本课件是可编辑的正常PPT课件Word、Excel和PowerPoint等软件成为工作场所中的主要工具，但基于云的MicrosoftOffice365极大地扩展了Office套件的参数。用户可以实时创建、编辑和共享任何、Mac、iOS、Android或Windows设备上的内容，通过工具软件（电子邮件、视频会议等）与同事和客户建立联系，并使用一系列支持安全交互的协作技术。我们熟悉的MicrosoftOffice365就是一款基本的SaaS应用程序，如图1-8所示为MicrosoftOffice365的宣传图。云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型本课件是可编辑的正常PPT课件4.XaaS（XasaService）除了上述常见的服务模式，用户对计算任务的需求越来越细分化，因此，也出现了更多的服务模型，包括BaaS（BlockChainasaService）、AaaS（AIasaService）等。云计算作为新一代产业经济的重要驱动力，正在渗透到经济和社会的各个领域中，对我国经济社会发展产生更加深远的影响。云计算被视为信息技术的第三次浪潮，其带来了工作方式和商业模式的根本性改变，因为“云”是20世纪机械动力领域变革在当代信息技术领域的重演。从某种角度上，我们可以将云计算的诞生意味着变革，“变革产生机遇，变革带来发展”。云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型许多企业或机构不仅表现出了对使用云计算缩减IT成本的兴趣，还希望其能够更灵活、更高效地运营业务。业内人士认为，“缩减前期IT成本”是考察或应用云计算的最大动因，而“降低或避免IT基础设施维护成本”也是重要因素。还有专家认为，未来五年内云计算能够为企业带来巨大利好，而“永久地大幅度缩减运营成本”正是其中关键因素之一。下面将从多个角度探索云计算的意义与价值，具体内容如表1-2所示。本课件是可编辑的正常PPT课件从国家层面来说，我国对云计算的发展也提出了明确的要求。（1）以大数据、云计算为核心完成未来信息化系统建设，统筹各类数据，构建大数据取之于民、用之于民的整体蓝图。（2）以整合为核心目标，统一基础设施建设，集中管理数据资源，依托云计算实现标准化、科学化的业务支撑体系。除了上述我们提到的云计算的重大意义，云计算还有一个特殊的价值需要我们关注。从我国倡导的自主创新要求来说，云计算关乎着国家的信息安全。在“云”面前，国家信息安全和主流思想文化受到挑战。“云计算”的发展将导致全球信息在收集、传输、存储、处理等各个环节上进一步集中，国家信息安全将在“去国家化”的趋势中受到严峻考验。云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型本课件是可编辑的正常PPT课件（3）建立统一资源数据平台，有效提升基础设施利用率，杜绝重复建设、投资浪费现象。（4）促进信息共享，实现业务协同，杜绝“烟囱式”的建设方式。（5）优化资源配置，提升服务能力。使人力和信息资源得到充分的利用和配置，提升为民服务的能力和水平。除了上述我们提到的云计算的重大意义，云计算还有一个特殊的价值需要我们关注。从我国倡导的自主创新要求来说，云计算关乎着国家的信息安全。在“云”面前，国家信息安全和主流思想文化受到挑战。“云计算”的发展将导致全球信息在收集、传输、存储、处理等各个环节上进一步集中，国家信息安全将在“去国家化”的趋势中受到严峻考验。云计算系统的系统架构2云计算系统的服务模型本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的系统架构3云计算系统的部署模型根据云基础架构运营、所有权与用户之间的耦合程度，云计算模式可以分为公有云、私有云、社区云和混合云等形式。1.公有云（PublicCloud）云计算基础架构提供给公众开放使用，该云计算基础架构可以由商业机构、学术组织或政府机关来拥有、管理和运营，基础架构位于云计算服务提供商内部。公有云能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户，创造新的业务价值。公有云作为一个支撑平台，还能够整合上游的服务（如增值业务、广告）提供者和下游最终用户，打造新的价值链和生态系统。本课件是可编辑的正常PPT课件2.私有云（PrivateCloud）云计算基础架构提供给包含多个消费者的单一组织专门使用。该云计算基础架构可以由该组织、第三方机构来拥有、管理和运营，基础架构可以位于组织内部或外部。私有云的特点如下：私有云一般都构筑在防火墙后，保障数据安全和服务质量；充分利用现有硬件资源和软件资源；不影响现有IT管理的流程。云计算系统的系统架构3云计算系统的部署模型本课件是可编辑的正常PPT课件4.混合云（HybridCloud）由两个或多个独立的不同云计算基础架构（私有、社区或公有）组成，通过标准或私有技术绑定在一起，实现数据和应用程序的可移植性（例如，当云爆发时实现多云之间的负载均衡）。混合云相较于其他云计算模式，具有更完善、可扩展及更经济的特点，提供了诸多实用的功能，可以使多种规模的企业受益。这些新功能使企业能够利用混合云，以前所未有的方式扩展IT基础架构。3.社区云（FederalCloud）云计算基础架构提供给由多个组织的成员组成的消费者社区专门使用，这些组织有共同关注的话题（如任务、安全需求、政策、合规性考量）。该云计算基础架构可以由该社区中的一个或多个组织、第三方机构来拥有、管理和运营，基础架构可位于组织内部或外部。社区云的特点如下：区域性和行业性；有限的特色应用；资源的高效共享；社区内成员的高度参与性。云计算系统的系统架构3云计算系统的部署模型本课件是可编辑的正常PPT课件05云计算系统的使能技术PARTFIVE本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的使能技术云计算建立在物理硬件之上。无论个人计算机系统还是云计算系统，其硬件技术基础均包括计算设备、网络通信设备以及存储设备。1云计算硬件技术基础1.计算设备在云计算系统中，计算设备也常常被笼统称为主机（Host），是支撑系统运行的最基础设施。计算设备主要包括服务器、大型机、服务器群集、笔记本电脑、台式机、平板电脑、智能手机、虚拟计算机等类型。主机一般由CPU（中央处理器）、内存、I/O接口和I/O设备构成。随着云计算与大数据的发展，“算得多”（高通量）与“算得好”（高服务质量）成为主机系统体系结构设计的新标准，也有着更为迫切的工作需求。高通量（HighThroughput）计算机应运而生。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的使能技术1云计算硬件技术基础2.网络通信设备云计算是一种基于互联网的计算方式，除了主机作为云计算节点，还必须有各式各样的通信设备来实现网络的互连，网络通信设备及部件都是连接到网络中的物理实体。主要包含中继器、集线器、交换机、网桥、路由器、网关、防火墙等。如图1-10所示为路由器和交换机。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算系统的使能技术1云计算硬件技术基础3.存储设备当基本任务是大量数据的存储、处理与管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，云计算系统也就转变成为一个云存储系统。云存储需要大量的、多种类型的存储设备集合协同工作，常见的存储介质有4种，如表1-3所示。本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装云计算网络技术基础主要建立在互联网的基础上，包括计算机网络通信协议、数据通信技术、宽带接入技术、移动通信技术、卫星通信技术等。2云计算网络技术基础1.计算机网络通信协议网络通信协议是一种网络通用语言，为连接不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络提供通信支持。例如，网络中一个微机用户和一个大型主机的操作员进行通信，由于这两个数据终端所用字符集不同，所以操作员所输入的命令彼此不认识。为了能进行通信，规定每个终端都要将各自字符集中的字符先变换为标准字符集的字符后，才进入网络传送，到达目的终端之后，再变换为该终端字符集的字符。因此，网络通信协议也可以理解为网络上各台计算机之间进行交流的一种语言。常见的网络通信协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。网络通信协议由三个要素组成，具体内容如表1-4所示，可以形象地把这三个要素描述为：语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装2云计算网络技术基础2.数据通信技术通信就是信息从一地到另一地的传递和交流过程。集成电路和超大规模集成电路的普遍使用使得计算机技术进入通信领域，改变了通信技术面貌。光纤技术使人们从传统的电通信时代迈进了光通信时代。基于蜂窝移动电话技术的移动通信凭借其便利性、个性化特点得到广泛应用，成为目前现代通信发展最快的领域。依据不同的分类标准，数据通信技术可以分为三类，如表1-5所示。本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装2云计算网络技术基础3.宽带接入技术宽带接入是相对窄带接入而言的，一般把速率超过1Mbps的接入称为宽带接入。宽带接入技术主要包括：铜线宽带接入技术、HFC技术、光纤接入技术和无线接入技术。如图1-12所示为宽带接入技术示意图。本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装2云计算网络技术基础4.移动通信技术在过去的十多年中，世界电信界发生了巨大的变化，尤其是移动通信的迅速发展，使用户彻底摆脱终端设备的束缚。进入21世纪，移动通信已经逐渐演变成社会发展和进步的必不可少的工具。第一代移动通信技术（1G）第二代移动通信技术（2G）第三代移动通信技术（3G）第四代移动通信技术（4G）第五代移动通信技术（5G）本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装2云计算网络技术基础5.卫星通信技术卫星通信技术是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。自20世纪90年代以来，卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进步。卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。如图1-14所示为卫星通信。本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装3分布式计算分布式计算主要研究分散系统（DistributedSystem）如何进行计算。分散系统是一组计算机，通过计算机网络相互连接与通信后形成的系统。把需要进行大量计算的工程数据分区成小块，由多台计算机分别计算，在上传运算结果后，将结果统一合并得出数据结论。分布式计算比起其他算法具有以下几个优点：稀有资源可以共享；通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载；可以把程序放在最适合运行的计算机上。其中，共享稀有资源和平衡负载是分布式计算的核心思想之一。云计算采用了一种简洁的分布式并行编程模型MapReduce，这是一种编程模型和任务调度模型，主要用于数据集的并行运算和并行任务的调度处理。MapReduce模式的思想是将要执行的问题分解成Map（映射）和Reduce（化简）的方式，先通过Map程序将数据切割成不相关的区块，分配（调度）给大量计算机处理，达到分布式运算的效果，再通过Reduce程序将结果汇总输出。云计算系统采用分布式存储的方式存储数据，用冗余存储的方式保证数据的可靠性。冗余的方式通过任务分解和集群，用低配机器替代超级计算机的性能来保证低成本，这种方式保证分布式数据的高可用、高可靠和经济性，即为同一份数据存储多个副本。本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装4虚拟化技术虚拟化技术的目的是希望能够截获上层操作系统应用对硬件资源的访问，然后重定向到虚拟机监控的资源池中，再由虚拟机监控来对相应资源进行管理。虚拟化是实现云计算重要的技术设施，是在通过物理主机中同时运行多个虚拟机实现虚拟化，在这个虚拟化平台上，实现对多个虚拟机操作系统的监视和多个虚拟机对物理资源的共享。虚拟机可以看作物理机的一种高效隔离的复制，有以下三个典型特征：同质，虚拟机的运行环境和物理机的环境本质上相同，但在表现上有一些差异；高效，虚拟机中运行的软件需要有接近物理机中运行的性能；资源受控，虚拟机监视器需要对系统资源有完全控制能力和管理权限。虚拟化技术指计算元件在虚拟的基础上运行，它可以扩大硬件的容量，简化软件的重配置过程，减少软件虚拟机相关开销和支持更广泛的操作系统。通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔离，包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式，也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。虚拟化技术根据对象可分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等，计算虚拟化又分为系统级虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化。本课件是可编辑的正常PPT课件电子元器件的组装5云平台技术云计算资源规模庞大，服务器数量众多并且分布在不同的地点，同时运行着数百种应用，如何有效地管理这些服务器，保证整个系统提供不间断的服务是一个巨大的挑战。云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务器协同工作，方便进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障。云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，因此，数据管理技术必须能够高效地管理大量数据。云计算系统中的数据管理技术主要是Google的BT（BigTable）数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase。本课件是可编辑的正常PPT课件06云计算安全PARTSIX本课件是可编辑的正常PPT课件信息安全的首要目标是保护系统和应用所处理的数据资料。随着单位组织陆续把应用迁移到云端，甚至是迁移到外部或公共云端，传统的数据安全措施面临巨大挑战，随“云”而来的资源弹性、多租户、全新的物理和逻辑架构及抽象层控制，迫切寻求新的数据安全策略。在云计算时代，如何安全地管理信息是所有组织不得不面临的一项艰巨任务，本小节主要围绕云计算安全进行学习。云计算安全属于网络安全的范畴，因此我们首先来了解什么是网络安全以及云时代所面临的主要安全威胁。网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续、可靠、正常地运行，网络服务不中断。网络安全内容包括网络硬件资源和信息资源的安全性，具体内容如表1-6所示。云计算安全本课件是可编辑的正常PPT课件2016年，云计算安全联盟（CloudSecurityAlliance，CSA）列出了云计算领域的十二大安全威胁，如图1-15所示。云计算安全也称为云安全，包括云计算应用系统安全、云计算应用服务安全、云计算用户信息安全等，云计算安全是云计算技术健康可持续发展的基础。云安全技术是网络时代信息安全的最新体现，它融合了并行处理、网格计算、未知病毒行为判断等新兴技术和概念，通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到服务端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。云计算安全可以促进云计算创新发展，将有利于解决投资分散、重复建设、产能过剩、资源整合不均和建设缺乏协同等问题。如图1-16所示为云安全的概念图。云计算安全本课件是可编辑的正常PPT课件云计算安全1云计算系统安全技术云计算是当前发展十分迅速的新兴产业，具有广阔的发展前景，同时其面临的安全技术挑战也是前所未有的。目前，云计算所涉及的安全技术主要包括五个方面：用户身份管理与访问控制、网络安全、数据安全、管理安全和虚拟化安全，如图1-17所示为云计算所涉及的安全技术本课件是可编辑的正常PPT课件1.用户身份管理与访问控制2.网络安全3.数据安全4.管理安全云计算安全1云计算系统安全技术5.虚拟化安全本课件是可编辑的正常PPT课件云计算安全2云安全面临的安全问题与对策从服务模型的角度，下面我们来了解云计算所面临的安全问题以及对应的解决措施，具体内容如表1-7所示。3云安全相关法律法规1.云安全联盟与《云安全指南》2.美国国家标准与技术研究院与《公有云计算安全及隐私管理指南》本课件是可编辑的正常PPT课件07云计算的创新实践PARTSEVEN本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的创新实践1工业云与智能制造在工业4.0时代，工业物联网成为企业发展的一个新方向，各大企业在资源消耗最低的前提下，努力实现高效工业生产和信息技术融合，而在这一融合过程中，将会产生大量工业数据。面对云存储等数字服务成本高昂、专业人员素质要求高等难题，仅有大型企业才有条件应用数字化制造技术，而占据我国绝大比例的广大中小型生产企业则没有条件使用。在这一大背景下，“工业云”概念应运而生。工业云会向企业提供云设计、云制造、云协同、云资源、云服务、云存储等服务，可落实于工业软件设计、工业数据管理、3D打印、工业仿真分析等工程领域。工业云的出现降低了传统制造业迈入信息化的门槛，有助于企业以较低的IT运营成本进行新型智能制造转型升级，提高我国制造业的整体竞争实力。工业App包含四项重点工作板块，如表1-8所示。本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的创新实践2农业云与智慧农业农业云致力于满足数千万农业用户的大规模信息需求，确保农业信息服务在计算和存储方面的高可靠性和可扩展性。在农业云基础建设上，用户可以按需部署或定制所需要的农业信息服务，实现了多途径、广覆盖、低成本、个性化的农业知识普惠服务。农业云通过软硬件资源的聚合和动态分配，实现资源最优化和效益最大化，降低了服务的初期投入与运营成本。智慧农业是智慧经济形态在农业中的具体表现。对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。如图1-20所示为智慧农业的概念图本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的创新实践3政务云与电子政务杜绝重复建设、节约财政支出促进信息共享、实现业务协同构筑信息堡垒、保障数据安全优化资源配置、提升服务能力4金融云与智慧银行本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的创新实践3政务云与电子政务杜绝重复建设、节约财政支出促进信息共享、实现业务协同构筑信息堡垒、保障数据安全优化资源配置、提升服务能力4金融云与智慧银行本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的创新实践5商贸云与新零售依托商贸云所探索的新零售，有以下三个特点。便捷化实惠转型6城市大脑与新型智慧城市城市大脑是基于云计算、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，打通横向各部门、纵向各层级的业务壁垒，充分推进城市数据资源网络共享、集约整合、高效开发、全面赋能，支撑城市运行生命体征感知、公共资源配置优化、重大事件预测预警、宏观决策指挥的新型基础设施。城市大脑的建设不仅仅是技术创新，更是社会创新，它揭示了城市未来的发展模式，预示着城市文明新阶段的到来。7云医院、云制药本课件是可编辑的正常PPT课件云计算的创新实践8教育云与智慧教育9物流云与应急服务10微信小程序的云开发实践本课件是可编辑的正常PPT课件08云计算未来展望PARTEIGHT本课件是可编辑的正常PPT课件云计算未来展望1云计算与新技术的融合提升迭代速度，更加敏捷保障安全，增加可信度2云计算产业生态及其地位更加低碳，实现高质量发展更理解行业，助推各行各业本课件是可编辑的正常PPT课件谢谢观看本课件是可编辑的正常PPT课件第二章大数据信息技术(装备制造类)本课件是可编辑的正常PPT课件01大数据概述PARTONE本课件是可编辑的正常PPT课件1．大数据的内涵（1）大数据的概念。所谓大数据，又称海量数据，包含了从互联网、智能手机、科学研究、商业行为、政府及其他来源产生的所有数据。互联网和计算机时代的来临扩展了收集、存储和分享数据的能力，于是加快了数据的产生。我们把这种海量的数据就称为“大数据”。大数据概述1大数据的内涵和外延人类进入信息社会以后，数据以自然方式增长，从1986年到2010年的时间里，全球数据的数量增长了100倍，今后数据量增长速度将更快。我们正生活在一个“数据爆炸”的时代。随着信息科技和计算机网络技术的不断发展，包括存储设备容量不断增加、CPU处理能力大幅提升、网络带宽不断增加等，都为大数据时代的到来提供了技术支撑。本课件是可编辑的正常PPT课件（2）大数据的发展历程。至今，人类社会经历过两次“数据爆炸”。东汉元兴元年（公元105年）蔡伦改进造纸术，以及北宋庆历时期（1041—1048年）毕昇发明活字印刷术，使得图书进入了普通百姓家，从而引发了第一次“数据爆炸”，其在世界文明发展进程中所起的作用不可估量。从20世纪90年代开始，大数据技术引发了更大规模的第二次“数据爆炸”，它正在悄然影响和改变着社会的方方面面。大数据的发展历程，大致分为三个阶段。（3）大数据的特点。大数据具有“4V”特点，即Volume（海量化）、Velocity（快速化）、Variety（多样化）、Value（价值化）。这也是大数据的基本内涵。大数据概述1大数据的内涵和外延本课件是可编辑的正常PPT课件大数据的内涵：海量化（Volumes）多样化（Variety）快速化（Velocity）价值化（Value）大数据概述1大数据的内涵和外延（1）大数据概念的延展。（2）大数据思维的延展。大数据的外延：本课件是可编辑的正常PPT课件1．大数据的技术大数据分析和应用，需要一些特殊的技术支撑，包括大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、可扩展的存储系统等。而大数据技术本身包括数据采集与预处理、数据存储和管理、数据处理与分析、数据可视化、数据安全和隐私保护等。大数据概述2大数据的技术和科学意义本课件是可编辑的正常PPT课件2．大数据的科学意义（1）形成新的科学范式。图灵奖获得者、著名数据库专家JimGray博士通过研究人类的科学研究方式，提出将科学研究分为四类范式，依次为实验归纳、模型推演、仿真模拟和数据密集型科学。在大数据时代，以数据为中心开展科学研究，已经成为科学的第四种范式，如图2-1所示。（2）大数据对科学的挑战。虽然大数据能为科学研究提供更多更快的数据来源，但人们也要充分认识到在使用大数据时的问题，因为数据量巨大，如何有效存储和管理大数据是最主要的挑战；另外，大数据集过于复杂，不易用传统数据处理方式进行分析；还有，如果研究纯粹依赖数据，没有全面分析和谨慎采纳，大数据有可能导致科学的误区。

大数据概述2大数据的技术和科学意义本课件是可编辑的正常PPT课件02大数据采集与治理PARTTWO本课件是可编辑的正常PPT课件1.大数据来源大数据来源广泛，我们的日常工作、生活和学习过程中随时随地都可以产生大量的数据，对这些数据的了解和认识，也将对我们产生越来越大的影响。当今大数据的来源可以划分为五个来源。（1）专用设备收集。（2）手机收集。（3）计算机收集。（4）交易收集。（5）机器收集。大数据采集与治理1大数据来源与采集方式2.大数据采集（1）大数据采集的概念。大数据采集是指从传感器和智能设备、企业在线系统、企业离线系统、社交网络和互联网平台等获取数据的过程。这些数据包括RFID数据、传感器数据、用户行为数据、社交网络交互数据及移动互联网数据等各种类型的结构化、半结构化及非结构化的海量数据。这些数据源的种类多，数据的类型繁杂，数据量大，并且产生的速度快，传统的数据采集方法完全无法胜任。所以，大数据采集技术面临着许多技术挑战，一方面需要保证数据采集的可靠性和高效性，另一方面要避免重复数据。本课件是可编辑的正常PPT课件数据库采集：传统企业会使用传统的关系型数据库MySQL和Oracle等来存储数据。随着大数据时代的到来，Redis、MongoDB和HBase等NoSQL数据库也常用于数据的采集。系统日志采集：主要收集公司业务平台日常产生的大量日志数据，供离线和在线的大数据分析系统使用。高可用性、高可靠性、可扩展性是日志收集系统所具有的基本特征。网络数据采集：指通过网络爬虫或网站公开API等方式从网站上获取数据信息的过程。网络爬虫会从一个或若干初始网页的URL开始，获得各个网页上的内容，并且在抓取网页的过程中，不断从当前页面上抽取新的URL放入队列，直到满足设置的停止条件为止。感知设备数据采集：是指通过传感器、摄像头和其他智能终端自动采集信号、图片或录像来获取数据。大数据智能感知系统需要实现对结构化、半结构化、非结构化的海量数据的智能化识别、定位、跟踪、接入、传输、信号转换、监控、初步处理和管理等。大数据采集与治理1大数据来源与采集方式2.大数据采集（2）大数据采集方式。针对不同的数据源，大数据采集方法分为以下几大类。本课件是可编辑的正常PPT课件大数据采集与治理2大数据治理1.大数据治理的内涵本课件是可编辑的正常PPT课件大数据采集与治理2大数据治理2.大数据治理的意义大数据治理对于确保大数据的优化、共享和安全是至关重要的。有效的大数据治理计划可通过改进决策、缩减成本、降低风险和提高安全合规等方式，体现大数据的价值。下面将大数据治理的重要作用概括为四点。（1）有效的大数据治理能够促进大数据服务创新和价值创造。（2）科学的大数据治理框架有助于提升组织的大数据管理和决策水平。（3）有效的大数据治理能够产生高质量的数据，增强数据可信度，降低成本。（4）有效的大数据治理有助于提高合规监管和安全控制，并降低风险。本课件是可编辑的正常PPT课件03数据存储和管理PARTTHREE本课件是可编辑的正常PPT课件在数据存储过程当中，当数据集的大小超过一台独立物理计算机的存储能力时，就有必要对它进行分区并存储到若干台单独的计算机上。管理网络中跨多台计算机存储的文件系统称为分布式文件系统（DistributedFilesystem）。目前，最通用的分布式文件系统是Hadoop分布式文件系统，简称HDFS。HDFS是Hadoop核心组件之一，使用多台计算机存储文件，对外提供统一操作文件的接口。HDFS为主从架构，使用Master和Slave结构对集群进行管理。如图2-3所示，一般一个HDFS集群由一个NameNode、一个SecondaryNameNode和一定数目的DataNode组成。NameNode是HDFS集群主节点，DataNode是HDFS集群从节点，两种角色各司其职，共同协调完成分布式的文件存储服务。用户通过HDFSClient和集群进行交互。数据存储和管理1分布式文件系统本课件是可编辑的正常PPT课件数据存储和管理1分布式文件系统1.

HDFS各节点介绍（1）HDFSClient。用户需要访问HDFS集群，要通过HDFSClient客户端进行访问，HDFS提供了两种客户端供用户选择：shell命令行客户端和JavaAPI客户端。（2）NameNode。HDFS集群包含单个NameNode（主服务器），用于管理文件系统命名空间并控制客户端对文件的访问权限。同时维护和管理文件系统元数据，例如，由哪些块构成文件，以及存储相应块的数据节点。（3）DataNode。HDFS群集可以有多个DataNode，通常是集群中每个节点有一个DataNode，负责管理运行节点的存储访问。HDFS中的DataNode存储实际数据，可以添加更多的DataNode来增加可用空间。在HDFS中，一个大的数据文件会被拆分成多个数据块（Block），默认情况下，每个Block最大为128MB，最后一个Block有可能小于128MB。然后这些Block分散存储到不同的DataNode上。（4）SecondaryNameNode。SecondaryNameNode用于分担NameNode合并元数据的工作，减轻NameNode的负担。本课件是可编辑的正常PPT课件数据存储和管理1分布式文件系统2.

HDFS优点（1）支持海量数据的存储（2）检测和快速应对硬件故障（3）流式数据访问（4）简化的一致性模型（5）高容错性（6）成本低3.HDFS不足（1）不能做到低延迟数据访问：由于HDFS针对高数据吞吐量做了优化，牺牲了获取数据的延迟，所以低延迟数据访问不适合HDFS。（2）不适合大量的小文件存储：由于NameNode将文件系统的元数据存储在内存中，所以该文件系统所能存储的文件总数受限于NameNode的内存容量。根据经验，每个文件、目录和数据块的存储信息大约占150字节。因此，如果有一百万个小文件，每个小文件都会占一个数据块，那至少需要300MB内存。如果是上亿级别的，就会超出当前硬件的能力。（3）不支持修改文件：对于上传到HDFS上的文件，不支持修改文件。Hadoop2.0虽然支持了文件的追加功能，但是仍不建议对HDFS上的文件进行修改。（4）不支持用户的并行写：同一时间内，只能有一个用户执行写操作。本课件是可编辑的正常PPT课件数据存储和管理2关系数据库1.关系数据库的分类一类是桌面数据库，如Access、FoxPro和DBASE等。一般而言，桌面数据库用于小型的、单机的应用程序，它不需要网络和服务器，实现起来比较方便，但它只提供数据的存取功能。另一类是客户机/服务器数据库，例如MySQL、SQLServer、Oracle和Sybase等。客户机/服务器数据库主要适用于大型的、多用户的数据库管理系统，应用程序包括两部分：一部分驻留在客户机上，用于向用户显示信息及实现与用户的交互；另一部分驻留在服务器中，主要用来实现对数据库的操作和对数据的计算处理。关系数据库的表采用二维表格来存储数据，类似Excel工作表，它存储的数据是结构化数据。在关系数据库中一个数据库可以包含任意多个数据表。这种二维表称为关系。表中的一行即为一个元组，或称为一条记录。每一行数据具有相同列，每一列称为一个属性。如图2-4所示为某班级学生信息表，表中的每一行数据为一条学生信息。每一条学生信息有5个属性，分别对应5列。本课件是可编辑的正常PPT课件2.关系数据库的特点（1）存储结构：存储结构化的数据，需要事先定义好字段名称、字段类型、字段个数，数据存储在行与列的交汇处（称为Cell单元格）。（2）存储规范：为了充分利用存储空间，尽可能的避免数据冗余，按照数据最小关系表的形式存储，数据清晰，一目了然。（3）查询方式：采用结构化查询语言（SQL）对数据进行管理。（4）事务性：为了保证数据的商业业务逻辑以及数据安全性，支持ACID的事务特性，即原子性、一致性、隔离性和持久性。（5）读/写性能：关系型数据库追求的是数据实时性和数据的一致性。数据存储和管理2关系数据库本课件是可编辑的正常PPT课件1.NoSQL数据库优点（1）易扩展。NoSQL数据库种类繁多，具有可以去掉关系数据库的关系型特性。数据之间无关系，这样就非常容易扩展。无形之间也在架构的层面上带来了可扩展的能力。（2）高性能。NoSQL数据库都具有非常高的读/写性能，尤其在大数据量下，同样表现优异。这得益于它的无关系性，数据库的结构简单。NoSQL数据类型（1）键值存储数据库。（2）列存储数据库。（3）文档型数据库。（4）图形数据库。数据存储和管理3NoSQL数据库4多模态数据库本课件是可编辑的正常PPT课件04数据分析概述PARTFOUR本课件是可编辑的正常PPT课件数据分析概述1数据分析应用案例商品推送新闻推荐高考题型预测农牧大数据2大数据分析方法越来越多的应用涉及大数据，而大数据所具有的属性，包括数量、多样性等都呈现出大数据不断增长的复杂性，因此大数据的分析方法在大数据领域就显得尤为重要，可以说是决定最终信息是否有价值的关键性因素。大数据分析方法主要有以下几种：可视化分析。对于大数据分析最基本的要求就是可视化分析，该方法既能直观地呈现大数据特点，又更益于被接受。数据挖掘分析。大数据分析的理论核心就是数据挖掘算法，各种数据挖掘的算法基于不同的数据类型和格式才能更加科学的呈现出数据本身具备的特点，通过使用数据挖掘的算法可以更快速地处理大数据。预测性分析。大数据分析应用领域之一就是预测性分析，从大数据中挖掘出特点，通过科学地建立模型，之后便可以通过模型带入新的数据，从而预测未来的数据。语义分析。非结构化数据的多元化给数据分析带来新的挑战，语义分析是指对自然语言句子的意义进行分析的过程，帮助提炼数据的含义，为后续应用场景提供支持。本课件是可编辑的正常PPT课件（1）搜索和分析引擎模式（2）离线批处理模式（3）查询式分析模式（4）实时数据分析处理模式大数据的分析模式大数据时代所分析的数据的最主要特征是“多源异构”，其分析过程是逐层抽象、降维、概括和解读的过程。根据大数据的不同来源，采取不同的分析模式。3大数据的分析模式与技术数据分析概述本课件是可编辑的正常PPT课件2.大数据的分析技术实现从急剧增长的数据资源中挖掘分析出有价值的信息，需要先进的分析技术作支撑。当前以及未来一段时期内主要通过分布式数据库或者分布式计算集群来对存储于其内的海量数据进行由浅入深的分析和分类汇总。目前分析处理大数据的应用最广泛的核心技术为Hadoop、Spark等。3大数据的分析模式与技术数据分析概述本课件是可编辑的正常PPT课件05数据可视化PARTFIVE本课件是可编辑的正常PPT课件数据可视化1数据可视化概述1.数据可视化的作用

数据可视化的作用主要是从海量数据中寻找出模式、关系和异常。（1）模式即数据中的某种规律。通过寻找模式，可以发现不确定因素中存在的确定性和可预测性。例如，基于用户和车辆的LBS定位数据，分析人车出行的个体和群体特征，并找到其中的规律，进行交通路况和安全预测。（2）关系即指各数据指标之间的相关性。例如，在进行农作物试验时，如果其他试验条件相同，发现某种粮食作物的产量会随着某种施肥量的增加而增加。通过分析，可以发现粮食产量与施肥量的数量关系。（3）异常即找出显著不同于大多数的数据。例如，金融机构可依托大数据获取关键信息，通过各种数据展现方法进行可视化分析，识别出异常交易行为，为反洗钱提供风险预警。本课件是可编辑的正常PPT课件数据可视化1数据可视化概述2.数据可视化的优势

（1）快速传递。人脑对视觉信息的处理要比书面信息快10倍。使用图表来总结复杂的数据，可以确保对关系的理解更快、更直接。（2）多维显示。可视化的分析下，数据将每一维的值分类、排序、组合和显示，即可看到表示对象或事件的数据的多个属性或变量。（3）直观展示。大数据可视化报告能够用一些简单的图形展示复杂信息，甚至单个图形也能展示数据的状态。（4）轻松记忆。很多研究表明，图文并茂能够帮助读者更好地了解所要学习的内容，也更容易理解与记忆。本课件是可编辑的正常PPT课件2数据可视化主要技术根据原理不同，可视化技术可以划分为基于几何的技术、面向像素技术、基于图标的技术、基于层次的技术等。具体介绍如下。

基于几何的技术面向像素技术基于图标的技术基于层次的技术数据可视化3可视化工具和软件常用的数据可视化工具有：Excel、Tableau、ECharts、D3.js、Python、R语言、SAS、SugarBI等。ExcelTableau3.Echarts4.D3.js5.Python6.R语言7.SAS8.SugarBI本课件是可编辑的正常PPT课件4大数据可视化分析案例1.保险业索偿分析

保险业有着大量的数据分析工作。在保险业，数据可视化技术可以用于客户分析、产品分析、理赔分析、保全分析及风险分析等诸多方面。例如，某保险公司制作了两张地图，一张地图通过饼图展示各个呼叫中心的各种响应状态所占的比例，另一张地图用圆形大小展示各个城市的索赔情况。最后将两张地图合并到一起，在一张地图上显示两张地图上不同的信息。最终辅助企业了解索赔率在医生、手机和网络这三种提交方式上是否存在差异。数据可视化2.订单生产分析

制造业有着非常复杂繁多的数据。数据可视化在制造业中发挥着极其重要的作用，对提升设备利用率、优化资源组合，提升企业运营效率、增加企业收益有着重要意义。例如，通过甘特图、子弹图的应用，进行数据融合，展示生产机器的生产运营数据，对订单数据进行处理，集中挖掘计划生产量和实际差异的相关关系，并展示订单中主要指标的信息，图2-5所示为生产运营数据图，把繁杂的订单数据表转