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人工智能与大数据技术导论 · 第 115 页

PDF 物理页索引 131 · 第3章

书名
人工智能与大数据技术导论
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131(从 0 开始)
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第3章
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不过,值得注意的是,即便外部数据越来越丰富,但可获取性还不够高,一方面受目前技术水平所限,车联网、可穿戴设备等数据采集精度、数据清洗技术和数据质量还达不到实用要求;另一方面,由于体制机制原因,导致行业和区域上的条块分割、数据割据和孤岛普遍存在,跨企业、跨行业数据资源的融合仍然面临诸多障碍。根据中国信息通信研究院对国内800多家企业的调研来看,有50%以上的企业把内部业务平台数据、客户数据和管理平台数据作为大数据应用最主要的数据来源。企业内部数据仍是大数据的主要来源,但对外部数据的需求日益强烈。当前,有32%的企业通过外部购买获得数据,只有18%的企业使用政府开放的数据。如何促进大数据资源建设,提高数据质量,推动跨界融合流通,是推动大数据应用进一步发展的关键问题之一。

  1. 分布式存储和计算技术夯实了大数据处理的技术基础

大数据存储和计算技术是整个大数据系统的基础。在存储方面,2000年左右,谷歌等提出的文件系统以及随后的Hadoop分布式文件系统HDFS奠定了大数据存储技术的基础。与传统系统相比,GFS/HDFS将计算和存储节点在物理上结合在一起,从而避免在数据密集计算中易形成的I/O吞吐量的制约,同时这类分布式存储系统的文件系统也采用了分布式架构,能达到较高的并发访问能力。

在计算方面,谷歌在2004年公开的MapReduce分布式并行计算技术是新型分布式计算技术的代表。一个MapReduce系统由廉价的通用服务器构成,通过添加服务器节点可线性扩展系统的总处理能力,在成本和可扩展性上都有巨大的优势。谷歌的MapReduce是其内部网页索引、广告等核心系统的基础。之后出现的Apache HadoopMapReduce是谷歌MapReduce的开源实现,目前已经成为应用最广泛的大数据计算软件平台。

MapReduce架构能够满足“先存储后处理”的离线批量计算需求,但也存在局限性,最大的问题是时延过长,难以适用于机器学习迭代、流处理等实时计算任务,也不适合针对大规模图数据等特定数据结构进行快速运算。为此,业界在MapReduce的基础上提出了多种不同的并行计算技术路线。例如Storm系统是针对“边到达边计算”的实时流计算框架,可在一个时间窗口上对数据流进行在线实时分析,已经在实时广告、微博等系统中得到应用。此外,还出现了将MapReduce内存化以提高实时性的框架,针对大规模图数据进行优化的Pregel系统,等等。

以Hadoop为代表的开源软件大幅度降低数据的存储与计算的成本。传统数据存储和分析的成本约为3万美元/TB,而采用Hadoop技术,成本可以降到300美元\~1000美元/TB。新一代计算平台Spark进一步把Hadoop性能提升了30多倍,性能越来越高,技术门槛越来越低。目前,开源Hadoop和Spark已经形成了比较成熟的产品供应体系,基本上可以满足大部分企业建设大数据存储和分析平台的需求,为企业提供了低成本解决方案。

第3章 数据

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