林子雨编著《大数据技术原理与应用(第3版)》教材官网

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《大数据技术原理与应用(第3版)》
人民邮电出版社   ISBN:978-7-115-54405-6
定价:59.8元    版次:2021年1月第3版

2020年12月25日起上市销售

作者:林子雨(ziyulin@xmu.edu.cn, http://dblab.xmu.edu.cn/post/linziyu)

配套课程荣获“2018年国家精品在线开放课程”

2019年福建省精品在线开放课程

全国300多所高校大数据课程选用本教材

京东、当当等各大网店畅销书籍,累计销量突破13万册

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4.教材配套上机实验题目和答案、课后习题(选择题)题目和答案(需要实验和习题答案的老师,可以加入大数据课程教师交流群(QQ群号: 461510122,加群申请时需要提供高校和教师姓名进行验证),加入群以后,到群文件中,找到“大数据技术原理与应用(第3版)”目录,里面就可以下载了)
5.教学大纲(下载)、教学进度表(下载
6.教材目录(查看
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下载专区提供了与教材配套的各种资料的下载,包括讲义PPT(最新版本)、教学大纲、软件、数据集等。可以直接访问百度网盘地址:https://pan.baidu.com/s/1lLjW9cmS1tkBHkrqtpkjWw)(提取码是ziyu)

作者介绍

林子雨(1978-),男,博士(毕业于北京大学),国内高校知名大数据教师,厦门大学计算机科学系副教授,厦门大学数据库实验室负责人,中国计算机学会数据库专委会委员,中国计算机学会信息系统专委会委员,中国高校首个“数字教师”提出者和建设者。2013年开始在厦门大学开设大数据课程,建设了国内高校首个大数据课程公共服务平台,平台累计网络访问量超过1000万次,成为全国高校大数据教学知名品牌,并荣获“2018年福建省教学成果二等奖”和“2018年厦门大学教学成果特等奖”,主持的课程《大数据技术原理与应用》获评“2018年国家精品在线开放课程”。

主要研究方向为数据库、数据仓库、数据挖掘、大数据、云计算和物联网,并以第一作者身份在《软件学报》《计算机学报》和《计算机研究与发展》等国家重点期刊以及国际学术会议上发表多篇学术论文。作为项目负责人主持的科研项目包括1项国家自然科学青年基金项目(No.61303004)、1项福建省自然科学青年基金项目(No.2013J05099)和1项中央高校基本科研业务费项目(No.2011121049)。

教材介绍

本书系统介绍了大数据的相关知识,分为大数据基础篇、大数据存储与管理篇、大数据处理与分析篇、大数据应用篇。全书共17章,内容包含大数据的基本概念、大数据处理架构Hadoop、分布式文件系统HDFS、分布式数据库HBase、NoSQL数据库、云数据库、MapReduce、数据仓库Hive、Spark、流计算、Flink、图计算、数据可视化以及大数据在互联网、生物医学领域和其他行业的应用。本书在Hadoop、HDFS、HBase、MapReduce、Hive、Spark和Flink等重要章节安排了入门级的实践操作,以便读者更好地学习和掌握大数据关键技术。

本书可以作为高等院校大数据、计算机、信息管理等相关专业的大数据课程教材,也可供相关技术人员参考。

前言

《大数据技术原理与应用(第2版)》于2017年1月出版,在过去的三年里,大数据技术又获得了新的发展,开源流计算框架Flink迅速崛起,在市场上和Spark展开了激烈的角逐。与此同时,Hadoop、HBase和Spark的版本也在不断更新升级,一些编程接口发生了变化。因此,为了适应大数据技术的新发展,继续保持本书的先进性和实用性,我们及时对第2版内容进行了补充和修订。

在篇章设计上,本书依然分为四大部分,包括大数据基础篇、大数据存储与管理篇、大数据处理与分析篇和大数据应用篇。在大数据基础篇中,第1章介绍大数据的基本概念和应用领域,并阐述大数据、云计算和物联网的相互关系;第2章介绍大数据处理架构Hadoop,并把Hadoop版本升级到了3.0。在大数据存储与管理篇中,第3章介绍了分布式文件系统HDFS,在编程实践部分根据3.0版本的HDFS进行了修订;第4章介绍了分布式数据库HBase,在编程实践部分根据HBase2.0版本的API进行了修订;第5章介绍了NoSQL数据库,并增加了实验内容;第6章介绍了云数据库,并删除了阿里云RDS的实践内容和相关实验。在大数据处理与分析篇中,第7章介绍了分布式并行编程模型MapReduce;在第8章中对Hadoop进行了再探讨,介绍了Hadoop的发展演化和一些新特性;第9章介绍了基于Hadoop的数据仓库Hive,该章节为本书新增内容,很多大数据教师建议增加此章内容;在第10章中介绍了当前比较热门的、基于内存的分布式计算框架Spark,并把Spark版本升级到了2.4.0;第11章介绍了流计算以及开源流计算框架Storm;第12章介绍了开源流处理框架Flink,该章节为本书新增内容,从而使本书能够反映当前最热门的新兴大数据技术;第13章介绍了典型的大数据分析技术——图计算;最后在第14章简单介绍了可视化技术。在大数据应用篇中,用3章(第15章~第17章)内容介绍了大数据在互联网、生物医学领域和其他行业的典型应用。

本书是厦门大学计算机科学系大数据课程的配套教材,根据近几年的教学实践,建议安排32学时理论课,16个教学周,每周2学时。每章的具体学时分配如下:第1、3、4、5、8、9、11、12、13、15章每章安排2学时;第2、7、10章每章安排4学时;第6、14、16、17章这四章内容由学生自学完成。已经建设大数据教学实验室的高校,可以增加16学时上机实践课。

本书自从2015年7月第1版出版发行以来,得到了越来越多高校一线大数据课程教师的肯定,目前已经成为众多国内高校的大数据课程开课教材。在本书的使用过程中,很多老师给我们团队反馈了大量宝贵的意见、建议以及教学过程中遇到的困惑。比如,如何根据自己高校的课时安排合理选取部分教材章节作为课程内容、如何搭建上机实验环境(采用分布式还是伪分布式)、是否要在教学环节一直使用最新版本的大数据软件、如何实现不同大数据课程之间的有序衔接、采用什么样的编程语言等等。我们团队在自己实际教学经验的基础上,积极为大家答疑解惑,并把相关信息及时发布到教材官网。同时,我们也建立了“大数据课程教师交流群”(QQ群号:461510122),为全国高校大数据一线教师提供在线的沟通交流平台,很多老师都发扬了互帮互助的精神,在群里分享经验、解答问题。

为了更好地使用本书开展大数据教学,笔者为本书编写了配套的实验手册《大数据基础编程、实验和案例教程(第2版)》(注意,不是第3版),该实验手册侧重于介绍大数据软件的安装、使用和基础编程方法,并提供了大量实验和案例。由于大数据软件都是开源软件,安装过程一般比较复杂,也很耗费时间。为了尽量减少读者搭建大数据实验环境时的障碍,笔者在实验手册中详细写出了各种大数据软件的安装过程,可以确保读者顺利完成大数据实验环境搭建。

本书官方网站是http://dblab.xmu.edu.cn/post/bigdata3/,免费提供了全部配套资源的在线浏览和下载,并接受错误反馈和发布勘误信息。同时,在学习大数据课程的过程中,欢迎读者访问厦门大学数据库实验室建设的国内高校首个大数据课程公共服务平台(http://dblab.xmu.edu.cn/post/bigdata-teaching-platform/),该平台为教师教学和学生学习大数据课程提供讲义PPT、学习指南、备课指南、上机习题、技术资料、授课视频等全方位、一站式免费服务。

本书由林子雨执笔。在撰写第3版过程中,厦门大学计算机科学系硕士研究生程璐、林哲、郑宛玉、陈杰祥、陈绍纬、周伟敬等同学做了大量辅助性工作,在此,向他们的辛勤工作表示衷心的感谢。

大数据技术处于快速发展变革之中,我们厦门大学数据库实验室团队会持续跟踪大数据技术发展趋势,努力保持本书内容的新颖性,并把一些较新的教学内容及时发布到本书官网。由于笔者能力有限,书中难免存在不足之处,望广大读者不吝赐教。

林子雨             

厦门大学计算机科学系数据库实验室 

2020年3月

篇章介绍

第一篇 大数据基础

本篇内容介绍大数据(Big Data)的基本概念、影响和应用领域,并阐述大数据、云计算和物联网的相互关系,同时还将介绍大数据处理架构Hadoop。由于Hadoop已经成为应用最为广泛的大数据技术,因此,本书的大数据相关技术主要围绕Hadoop展开,包括Hadoop MapReduce、HDFS和HBase。本篇内容是理解后续其他篇章内容的基础。

本篇包括2章。第一章介绍大数据的概念和应用,分析了大数据、云计算和物联网的相互关系;第二章介绍大数据处理架构Hadoop。

第一篇 大数据基础

 第二篇 大数据存储

本篇介绍大数据存储相关技术的概念与原理,包括分布式文件系统HDFS、分布式数据库HBase、NoSQL数据库和云数据库。HDFS提供了在廉价服务器集群中进行大规模分布式文件存储的能力。HBase是一个高可靠、高性能、面向列、可伸缩的分布式数据库,主要用来存储非结构化和半结构化的松散数据。NoSQL数据库可以支持超大规模数据存储,灵活的数据模型可以很好地支持Web2.0应用,具有强大的横向扩展能力,可以有效弥补传统关系型数据库的不足。云数据库是部署和虚拟化在云计算环境中的数据库,可以将用户从繁琐的数据库硬件定制中解放出来,同时让用户拥有强大的数据库扩展能力,满足各种不同类型用户的数据存储需求。需要特别指出的是,虽然云数据库在概念上更偏向于云计算的范畴,但是,云计算和大数据是密不可分的两种技术,不能割裂看待,而且,了解云数据库有助于拓展对大数据存储和管理方式的认识,因此,本篇内容介绍了云数据库的概念和相关产品。

本篇包括4章。第三章介绍分布式文件系统HDFS;第四章介绍分布式数据库HBase;第五章介绍NoSQL数据库;第六章介绍云数据库。

第二篇 大数据存储

第三篇 大数据处理与分析

本篇介绍大数据处理与分析的相关技术。大数据包括静态数据和动态数据(流数据),静态数据适合采用批处理方式,动态数据需要进行实时计算。分布式并行编程框架MapReduce可以大幅提高程序性能,实现高效的批量数据处理。Hive是一个基于Hadoop的数据仓库工具,可以用于对存储在Hadoop文件中的数据集进行数据整理、特殊查询和分析处理,用户通过编写类似SQL的HiveQL语句就可以运行MapReduce任务,不必编写复杂的MapReduce应用程序。基于内存的分布式计算框架Spark,是一个可应用于大规模数据处理的快速、通用引擎,如今是Apache软件基金会下的顶级开源项目之一,正以其结构一体化、功能多元化的优势,逐渐成为当今大数据领域最热门的大数据计算平台。流计算框架Storm是一个低延迟、可扩展、高可靠的处理引擎,可以有效解决流数据的实时计算问题。Flink是一种具有代表性的开源流处理架构,具有十分强大的功能,它实现了Google Dataflow流计算模型,是一种兼具高吞吐、低延迟和高性能的实时流计算框架,并且同时支持批处理和流处理。大数据中包括很多图结构数据,但是MapReduce不适合用来解决大规模图计算问题,因此新的图计算框架应运而生,Pregel就是其中一种具有代表性的产品。此外,数据可视化是大数据分析的最后环节,也是非常关键的一环,因此本篇简要介绍了数据可视化的概念和相关工具。
本篇包括八章。第7章介绍分布式并行编程框架MapReduce;第8章对Hadoop进行了再探讨;第9章介绍基于Hadoop的数据仓库Hive;第10章介绍基于内存的分布式计算框架Spark;第11章介绍流计算和开源流计算框架Storm;第12章介绍开源流处理框架Flink;第13章介绍图计算框架Pregel;第14章简要介绍数据可视化的概念和相关工具。

第四篇 大数据应用

大数据已经在社会生产和日常生活中得到了广泛的应用,对人类社会的发展进步起着重要的推动作用。本篇介绍大数据在互联网、生物医学、物流、城市管理、金融、汽车、零售、餐饮、电信、能源、体育娱乐、安全、政府、日常生活等方面的应用,从中我们可以深刻地感受到大数据对社会的影响及其重要价值。

本篇包括3章。第15章以推荐系统为核心介绍大数据在互联网领域的应用;第16章介绍大数据在生物医学领域的应用;第17章介绍大数据在其他领域的应用。其中,第15章需要重点理解,其他章节可以作为开拓视野的拓展性阅读材料。

第四篇 大数据应用

第3版教材目录

点击这里查看第3版教材详细目录

教学实践

本教材源自林子雨老师在厦门大学计算机系的多年教学实践,从2013年开始已经应用于厦门大学计算机系研究生课程《大数据技术基础》和厦门大学本科生课程《大数据技术原理与应用》的实践教学,受到学生的欢迎!点击这里访问《大数据技术基础》2013班级主页

时间 课程名称 课程性质 授课对象 授课内容 教材 班级主页
2013年秋季学期 大数据基础基础 专业选修课 厦大计算机系2013级研究生 大数据技术原理,包括Hadoop,HDFS,HBase,MapReduce,NoSQL数据库、云数据库、流计算、图计算、Zookeeper、Google Spanner、Google Dremel等 林子雨编著《大数据技术基础》PDF免费开源电子书 访问主页
2016年春季学期 大数据处理技术 专业选修课 厦大计算机系2015级研究生 大数据技术原理与应用,包括Hadoop,HDFS,HBase,MapReduce,NoSQL数据库、云数据库、流计算、图计算、数据可视化、推荐系统、大数据在各个领域的应用等 林子雨编著《大数据技术原理与应用(第1版)》 访问主页
2017年春季学期 大数据处理基础 专业选修课 厦大计算机系2016级研究生 基于内存的分布式计算框架Spark,完整讲解整套Spark技术 林子雨编著在线版《Spark入门教程 访问主页
2017年春季学期 大数据技术原理与应用 全校公共选修课 厦大本科生 大数据技术原理与应用,包括Hadoop,HDFS,HBase,MapReduce,NoSQL数据库、云数据库、流计算、图计算、数据可视化、推荐系统、大数据在各个领域的应用等 林子雨编著《大数据技术原理与应用(第2版)》 访问主页
2018年春季学期 大数据技术原理与应用 计算机系选修课 厦大计算机系大三本科生 大数据技术原理与应用,包括Hadoop,HDFS,HBase,MapReduce,NoSQL数据库、云数据库、流计算、图计算、数据可视化、推荐系统、大数据在各个领域的应用等 林子雨编著《大数据技术原理与应用(第2版)》 访问主页
2019年春季学期 大数据技术原理与应用 计算机系选修课 厦大计算机系大三本科生 大数据技术原理与应用,包括Hadoop,HDFS,HBase,MapReduce,NoSQL数据库、云数据库、流计算、图计算、数据可视化、推荐系统、大数据在各个领域的应用等 林子雨编著《大数据技术原理与应用(第2版)》 访问主页
2020年春季学期 大数据技术原理与应用 计算机系选修课 厦大计算机系大三本科生 大数据技术原理与应用,包括Hadoop,HDFS,HBase,MapReduce,NoSQL数据库、云数据库、流计算、图计算、数据可视化、推荐系统、大数据在各个领域的应用等 林子雨编著《大数据技术原理与应用(第2版)》 访问主页

厦门大学,林子雨,大数据技术基础

教材勘误

注:在教材使用过程中,如发现任何错误,欢迎联系教材作者林子雨:ziyulin@xmu.edu.cn。在此向读者表示衷心的感谢!

致谢

本书由林子雨执笔。从2015年至今,已经诞生第1版、第2版和第3版教材,在各个版本教材的撰写过程中,实验室很多同学做了大量辅助性工作,包括厦门大学计算机科学系硕士研究生刘颖杰(2012级硕士研究生)、叶林宝(2012级硕士研究生)、蔡珉星(2013级硕士研究生)、李雨倩(女,2013级硕士研究生)、谢荣东(2014级硕士研究生)、罗道文(2014级硕士研究生)、邓少军(2014级硕士研究生)、阮榕城(2015级硕士研究生)、薛倩(2015级硕士研究生)、魏亮(2016级硕士研究生)、曾冠华(2016级硕士研究生)、程璐(2017级硕士研究生)、林哲(2017级硕士研究生)、郑宛玉(2018级硕士研究生)、陈杰祥(2018级硕士研究生)、陈绍纬(2019级硕士研究生)、周伟敬(2019级硕士研究生)以及本科生黄梓铭(2011级本科生)、李粲(女,2012级本科生)等。在此,向这些同学的辛勤工作表示衷心的感谢。同时,衷心感谢实验室夏小云老师对教材建设作出的大量奉献。

刘颖杰 yelinbao 蔡珉星 李雨倩
刘颖杰 叶林宝 蔡珉星 李雨倩
 谢荣东 罗道文 黄梓铭  李粲
谢荣东 罗道文 黄梓铭 李粲
阮榕城 薛倩 魏亮 曾冠华
程璐 林哲 郑宛玉 陈杰祥
陈绍纬 周伟敬 夏小云 林子雨