基于大數(shù)據(jù)分析的海量信息軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

摘 要：基于大數(shù)據(jù)分析前提下所開(kāi)展的海量信息處理任務(wù)，在保障效率的同時(shí)更要確定準(zhǔn)確程度。在此基礎(chǔ)上本文重點(diǎn)分析了基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下的海量信息軟件系統(tǒng)邏輯構(gòu)成，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中的具體軟件、硬件結(jié)構(gòu)組成模式，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和任務(wù)進(jìn)行建立適合的環(huán)境，全面提升數(shù)據(jù)信息處理速度，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析環(huán)境下更高效穩(wěn)定的功能。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)分析；海量信息；信息處理；軟件設(shè)計(jì)；系統(tǒng)構(gòu)建

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Based on big data analysis，the information processing tasks should be more determined and accurate in the process of ensuring efficiency.On this basis，this article focuses on analyzing the logical construction of the mass information software system based on the big data environment，and the specific structure model of software and hardware in the process of design.The suitable environment is established for system design and development tasks.The system greatly raises the data information processing speed，and implements functions with better efficiency and stability in the big data analysis environment.

Keywords：big data analysis；mass information；information processing；software design；system construction

1 引言（Introduction）

大數(shù)據(jù)分析是一種商業(yè)計(jì)算模式，其來(lái)源于分布式計(jì)算、并行計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算。Hadoop作為云計(jì)算的核心技術(shù)，目前在工業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用。Hadoop是Apache開(kāi)源組織按照MapReduce的工作原理設(shè)計(jì)的一種開(kāi)源的分布式處理框架，也是云計(jì)算環(huán)境下最著名的開(kāi)源軟件。在Hadoop系統(tǒng)中，應(yīng)用程序可以并行運(yùn)行在由大規(guī)模廉價(jià)硬件構(gòu)成的分布式系統(tǒng)中。Hadoop在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了容錯(cuò)和擴(kuò)展機(jī)制，可以構(gòu)建成高可靠性和高擴(kuò)展性的分布式系統(tǒng)。在集群中運(yùn)行分布式應(yīng)用程序時(shí)，MapReduce編程模型簡(jiǎn)單易用。Hadoop提供的MapReduce編程模型是谷歌MapReduce的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)。在MapReduce編程模型中，開(kāi)發(fā)者只需要編寫(xiě)Map和Reduce函數(shù)，而任務(wù)調(diào)度、容錯(cuò)等機(jī)制由底層實(shí)現(xiàn)。因此，即使開(kāi)發(fā)者沒(méi)有分布式系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)也能編寫(xiě)出高效的分布式應(yīng)用程序。下文將以此為例進(jìn)行重點(diǎn)論述。

2 基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下的海量信息軟件系統(tǒng)邏輯構(gòu)

成（The logical construction of the mass

information software system based on the big data

environment）

2.1 邏輯分層

根據(jù)海量信息軟件的處理需求，將大數(shù)據(jù)環(huán)境下的軟件信息傳輸劃分為三個(gè)層次，依次進(jìn)行邏輯數(shù)據(jù)劃分。首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分隔，使不同功能層數(shù)據(jù)在傳輸中通過(guò)分隔來(lái)達(dá)到相互獨(dú)立的狀態(tài)，避免數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生干擾。分層后產(chǎn)生多個(gè)區(qū)域，在區(qū)域基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)的軟件控制程序進(jìn)行補(bǔ)充完善，從而達(dá)到最佳使用效果。針對(duì)運(yùn)行使用期間可能會(huì)產(chǎn)生的相關(guān)技術(shù)隱患問(wèn)題，更應(yīng)該探討出控制方案，并在系統(tǒng)內(nèi)深入完善，了解系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行環(huán)境的控制需求，以及現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)產(chǎn)生的相關(guān)隱患問(wèn)題。邏輯分層與控制系統(tǒng)軟件分隔是相互聯(lián)系的，當(dāng)分隔軟件所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以達(dá)到精準(zhǔn)度標(biāo)準(zhǔn)，海量信息處理任務(wù)也能高效完成[1]。進(jìn)行海量信息處理，需要同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)任務(wù)。進(jìn)行相互控制并觀察彼此之間的影響能力，同時(shí)完成多項(xiàng)數(shù)據(jù)任務(wù)還需要在邏輯分層中體現(xiàn)出系統(tǒng)控制程序分層。根據(jù)所得到的處理信息進(jìn)行相關(guān)指令控制，從而達(dá)到最佳控制管理效果。最后是數(shù)據(jù)庫(kù)分層，用來(lái)與所處理的信息進(jìn)行對(duì)接，避免信息傳輸期間受到數(shù)據(jù)庫(kù)連接干擾影響。

2.2 海量信息處理中的數(shù)據(jù)抽取

基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下所開(kāi)展的海量信息處理，首先要針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，控制其中所存在的安全隱患，并結(jié)合技術(shù)性方法從更深層次探討需要完善的內(nèi)容。數(shù)據(jù)抽取需要在程序控制環(huán)境下來(lái)進(jìn)行，并觀察各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸中所面臨的具體環(huán)境，通過(guò)系統(tǒng)程序加密控制來(lái)降低環(huán)境因素造成的干擾。數(shù)據(jù)抽取同樣是建立在大數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)各個(gè)系統(tǒng)程序之間進(jìn)行相互控制。大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1中的信息抽取構(gòu)建模式，可以形成多種方案，并在現(xiàn)場(chǎng)建立起更適合的環(huán)境。關(guān)于設(shè)計(jì)期間可能會(huì)產(chǎn)生的相關(guān)問(wèn)題，充分探討優(yōu)化解決方案，最終應(yīng)用效果也能得到明顯提升，通過(guò)結(jié)構(gòu)之間高效配合來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的程序控制和信息方案提取。信息提取任務(wù)完成后，接下來(lái)的分析任務(wù)也能得到高效開(kāi)展，并不會(huì)造成彼此之間的干擾影響。

2.3 數(shù)據(jù)跟蹤定位

大數(shù)據(jù)處理環(huán)境下信息獲取需要針對(duì)位置進(jìn)行定位，這樣才能發(fā)現(xiàn)其中是否存在影響數(shù)據(jù)運(yùn)行的相關(guān)因素，為技術(shù)性方案開(kāi)展建立適合的環(huán)境。數(shù)據(jù)跟蹤定位后可確定數(shù)據(jù)信息獲取的主要部分，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行信息海量處理，在系統(tǒng)內(nèi)部同時(shí)完成多項(xiàng)信息處理任務(wù)，為最終的管理任務(wù)開(kāi)展建立適合的環(huán)境。系統(tǒng)運(yùn)行期間數(shù)據(jù)信息處理速度還會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)會(huì)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行，數(shù)據(jù)跟蹤期間能夠同時(shí)完成多項(xiàng)處理任務(wù)之間的對(duì)接。通過(guò)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確跟蹤定位來(lái)提升海量信息處理的整體效率，從而達(dá)到最佳處理效果，并為各項(xiàng)管理控制計(jì)劃開(kāi)展打下穩(wěn)定基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)分析處理不僅僅體現(xiàn)在方案自身控制方面，更與平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定性之間存在必然聯(lián)系，數(shù)據(jù)跟蹤定位可幫助快速判斷請(qǐng)求合法性，避免非法請(qǐng)求進(jìn)入到系統(tǒng)中，影響到最終的功能實(shí)現(xiàn)。endprint

3 海量信息存儲(chǔ)處理軟件的綜合設(shè)計(jì)（Comprehensive

design of the mass information storage and

processing software）

3.1 文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)點(diǎn)選擇

對(duì)于文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要判斷節(jié)點(diǎn)選擇模式，觀察在系統(tǒng)中是否存在可能會(huì)影響到數(shù)據(jù)信息處理效率的因素。根據(jù)數(shù)據(jù)處理信息需求，將節(jié)點(diǎn)劃分成為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)信息處理方向以及使用需求來(lái)對(duì)內(nèi)部信息進(jìn)行選擇，從而達(dá)到最佳處理效果。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)點(diǎn)選擇可幫助區(qū)分文件，對(duì)文件內(nèi)部所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行高效識(shí)別處理，從而達(dá)到最佳處理控制效果。面對(duì)海量且分布的文件系統(tǒng)，首先針對(duì)其節(jié)點(diǎn)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)建，基于節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的來(lái)源識(shí)別以及處理對(duì)接，避免在最終控制能力上受到影響。為確保海量信息處理任務(wù)能夠安全穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)，可以增加設(shè)計(jì)DataNode節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢?nèi)蝿?wù)。處于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及傳輸均存在安全隱患，很容易受到黑客或病毒攻擊而出現(xiàn)損壞或丟失的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)DataNode節(jié)點(diǎn)后相鄰區(qū)域的數(shù)據(jù)會(huì)共同參與到搜索中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)更高效的反饋，最大程度提升數(shù)據(jù)處理反應(yīng)速度。

3.2 文件存儲(chǔ)及副本設(shè)計(jì)

文件存儲(chǔ)部分設(shè)計(jì)需要確定不同文件的主副本，對(duì)文件的查看以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)權(quán)限范圍進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。文件存儲(chǔ)信息后搜索路徑也隨之得到確定，接下來(lái)進(jìn)行的副本讀取也要在此路徑內(nèi)進(jìn)行，避免出現(xiàn)信息獲取后的誤差問(wèn)題。文件內(nèi)部數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)以及副本讀取需要遠(yuǎn)程控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)探討提升優(yōu)化方案的有效措施，具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式如圖2所示。處于信息讀取環(huán)境可能會(huì)產(chǎn)生的各項(xiàng)綜合處理模式，會(huì)直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息之間的轉(zhuǎn)變，為接下來(lái)所開(kāi)展的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息建立穩(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。圖2中顯示的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，這種安全隱患環(huán)境中可能會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題，要綜合多方面因素來(lái)探討并探究?？蛻舳水a(chǎn)生請(qǐng)求后通過(guò)服務(wù)器會(huì)傳導(dǎo)到相應(yīng)的文件模塊中，在此范圍內(nèi)進(jìn)行信息資源獲取。對(duì)于副本部分的讀取控制，需要對(duì)副本進(jìn)行結(jié)合文件夾的信息讀取控制，觀察其中所存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上充分探討優(yōu)化解決方案，全面提升綜合控制效果，完成副本與文件夾之間更穩(wěn)定的對(duì)接任務(wù)[2]。

3.3 海量信息恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

處于大數(shù)據(jù)分析環(huán)境下，針對(duì)海量信息進(jìn)行存儲(chǔ)控制，一旦發(fā)生信息丟失問(wèn)題，將會(huì)影響到接下來(lái)的各項(xiàng)處理功能的實(shí)現(xiàn)。因此設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)是針對(duì)軟件內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，觀察系統(tǒng)構(gòu)建中需要繼續(xù)深入解決的內(nèi)容，并結(jié)合技術(shù)性方法來(lái)綜合解決，構(gòu)建恢復(fù)系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)記憶功能，能夠自動(dòng)或者根據(jù)操作者對(duì)軟件系統(tǒng)的使用需求來(lái)備份數(shù)據(jù)，并對(duì)其中的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)加密保存，當(dāng)使用期間受到網(wǎng)絡(luò)病毒攻擊出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象后，也能通過(guò)海量信息恢復(fù)系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)完成恢復(fù)，確保文件信息正常使用功能不會(huì)受到影響。針對(duì)數(shù)據(jù)信息處理期間可能會(huì)產(chǎn)生的相關(guān)問(wèn)題，更應(yīng)該探討出有效解決方案，結(jié)合內(nèi)部信息處理模式來(lái)進(jìn)行方案構(gòu)建[3]。建立數(shù)據(jù)信息處理自動(dòng)恢復(fù)模式，并在系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)完成備份處理任務(wù)，恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間還需要考慮大數(shù)據(jù)處理環(huán)境下的存儲(chǔ)能力，避免在功能實(shí)現(xiàn)上出現(xiàn)干擾，并通過(guò)各個(gè)結(jié)構(gòu)之間的相互配合來(lái)綜合提升處理速度。大數(shù)據(jù)處理模式下的海量信息恢復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.4 目錄存儲(chǔ)與負(fù)載均衡設(shè)計(jì)

海量信息處理不僅是針對(duì)文件夾內(nèi)部數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行，其中更為重要的是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡分析，對(duì)其內(nèi)部所包含的目錄進(jìn)行快速掃描記錄。目錄檢索完成后接下來(lái)進(jìn)行的內(nèi)部數(shù)據(jù)處理分析效率也更高，并且能夠根據(jù)所進(jìn)行的各項(xiàng)目錄掃描來(lái)完成負(fù)載數(shù)據(jù)的劃分，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的對(duì)接[4]。負(fù)載均衡設(shè)計(jì)同樣需要建立在節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)上，以節(jié)點(diǎn)為分界衡量對(duì)象，實(shí)現(xiàn)目錄與其內(nèi)部文件之間的對(duì)接，并在此基礎(chǔ)上充分構(gòu)建適合數(shù)據(jù)分析處理的軟件，綜合提升目錄掃描處理效果。設(shè)計(jì)訪問(wèn)用戶的分區(qū)，直接進(jìn)行訪問(wèn)請(qǐng)求與文件夾之間的對(duì)接，任務(wù)得到高效處理后，接下來(lái)的各項(xiàng)處理分析任務(wù)也能更加理想，建立起綜合聯(lián)系系統(tǒng)。根據(jù)不同IP用戶來(lái)進(jìn)行DNS分流設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建出內(nèi)部控制體系，綜合提升海量數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)速度，并在達(dá)到處理對(duì)接速度標(biāo)準(zhǔn)的前提下降低誤差產(chǎn)生幾率，為構(gòu)建綜合指標(biāo)建立穩(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。處于數(shù)據(jù)信息分析模式下的目錄存儲(chǔ)，更應(yīng)該體現(xiàn)出變化性，觀察是否在信息內(nèi)存在需要繼續(xù)強(qiáng)化完善的內(nèi)容，并建立起適合的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，為管理任務(wù)進(jìn)行建立有效的環(huán)境[5]。目錄在檢索過(guò)程中自動(dòng)更新，也能夠避免在檢索內(nèi)容上受到影響，文件夾內(nèi)部信息處理效率也會(huì)得到明顯提升。

4 大數(shù)據(jù)分析環(huán)境下的海量信息軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)

現(xiàn)（Development and implementation of the mass

information software system in the big data

analysis environment）

4.1 腳本測(cè)試代碼構(gòu)建

對(duì)于腳本測(cè)試過(guò)程中的代碼構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)，更應(yīng)該體現(xiàn)出系統(tǒng)內(nèi)部程序控制。根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)劃分模式來(lái)進(jìn)行軟件程序匯編，對(duì)海量數(shù)據(jù)軟件系統(tǒng)的功能腳本進(jìn)行檢驗(yàn)，觀察其功能實(shí)現(xiàn)是否可以達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。Tomcat為腳本檢驗(yàn)代碼構(gòu)建的服務(wù)器載體，分析系統(tǒng)運(yùn)行使用中所面對(duì)的處理環(huán)境，以及信息內(nèi)部是否存在影響最終功能實(shí)現(xiàn)的因素，有關(guān)于設(shè)計(jì)期間比較常見(jiàn)的運(yùn)行功能實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)，同樣可以在此服務(wù)器支持下來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用Windows 10操作系統(tǒng)作為運(yùn)行載體，面對(duì)文件夾中的信息進(jìn)行處理檢索，對(duì)所設(shè)計(jì)構(gòu)建的方案可行性進(jìn)行檢驗(yàn)，有關(guān)于設(shè)計(jì)期間確定的重點(diǎn)功能，在此范圍內(nèi)更應(yīng)該體現(xiàn)出積極性，并深入觀察其中可能會(huì)造成隱患的因素，同樣采用規(guī)避措施解決[5]。代碼構(gòu)建需要借助SAT模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，面對(duì)不同的文件夾更應(yīng)該體現(xiàn)出其中的功能差異性，從而避免數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)彼此干擾的現(xiàn)象。endprint

4.2 海量信息處理系統(tǒng)模擬

確定海量信息軟件構(gòu)成模式后，為提升設(shè)計(jì)方案可行性，可以首先針對(duì)其中的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)中存在的漏洞，并通過(guò)程序優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法來(lái)統(tǒng)計(jì)漏洞數(shù)量和所在位置，從而通過(guò)程序設(shè)計(jì)來(lái)將其優(yōu)化處理。確定一個(gè)模擬數(shù)據(jù)庫(kù)，其中的信息數(shù)量要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這樣接下來(lái)所開(kāi)展的各項(xiàng)設(shè)計(jì)方案才不會(huì)因此受到影響。利用軟件來(lái)對(duì)模擬數(shù)據(jù)庫(kù)中所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷是否在數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)錯(cuò)誤情況。在檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)記錄這部分錯(cuò)誤參數(shù)，有關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸中受網(wǎng)絡(luò)病毒影響所受到的攻擊，更應(yīng)該體現(xiàn)出其中的深層次控制方案，實(shí)現(xiàn)控制方案與系統(tǒng)數(shù)據(jù)效率提升方面的相互連接，并構(gòu)建出更合理的設(shè)計(jì)模式。系統(tǒng)模擬中可以對(duì)文件夾安全程度進(jìn)行檢驗(yàn)，模擬黑客攻擊過(guò)程，體現(xiàn)出內(nèi)部控制，并構(gòu)建出合理的現(xiàn)場(chǎng)控制環(huán)境，了解軟件系統(tǒng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)類型后，接下來(lái)所開(kāi)展的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)控制任務(wù)也能更高效完成[6]。通過(guò)設(shè)計(jì)方案強(qiáng)化的方法來(lái)幫助降低軟件系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)性，效率提升也更科學(xué)穩(wěn)定。

5 結(jié)論（Conclusion）

綜上所述，云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的個(gè)人和企業(yè)選擇將自己的業(yè)務(wù)遷移到大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，以此來(lái)降低本地的硬件成本和系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用。數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量十分龐大，管理系統(tǒng)的復(fù)雜性較高。從存儲(chǔ)設(shè)備級(jí)別上看，數(shù)據(jù)中心為了控制成本，大量采用廉價(jià)存儲(chǔ)設(shè)備，致使數(shù)據(jù)極易因硬件設(shè)備故障而丟失。這些都對(duì)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能、可靠性等方面帶來(lái)了挑戰(zhàn)。云存儲(chǔ)是解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最有效手段。本文提出的一種海量大數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是應(yīng)用系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

參考文獻(xiàn)（References）

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作者簡(jiǎn)介：

李錦華（1979-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù).endprint