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《大数据存储与处理》教案
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《大数据存储与处理》
教案
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第 1 章 绪论
教学目的:通过本章的教学,使学生了解大数据存储与处理的发展历程、技术特点和技
术体系,掌握 NoSQL 数据库系统的概念、结构、功能、分类等。
教学重点: NoSQL 数据库诞生背景、分布式数据库设计理论、NoSQL 数据库分类。
教学难点: CAP 理论、BASE 理论。
教学方法及手段:课堂讲授、多媒体教学
课外作业:教材习题选做
学时分配:2 学时
教学内容:NoSQL 数据库系统的发展历程、概念、结构、功能、分类等。
第一课时
(大数据时代对数据存储的挑战、NoSQL 简介、NoSQL 特点、关系型数据库与
非关系型数据库的区别)
一、情景导入
1. 教师通过举例,引出大数据对数据存储的需求的概念
大数据要求数据管理系统既能海量数据存储,又能高效率的并发读写,同时必须支持
扩展性。NoSQL 数据库作为传统关系型数据库的补充,弥补了传统关系型数据库在这些
方面的不足,满足了海量数据的存储、访问和管理。
2. 明确学习目标
(1)了解大数据对数据存储的需求
(2)了解 NoSQL
(3)掌握 NoSQL 特点
(4)了解关系型数据库与非关系性数据库的区别
二、进行重点知识讲解
1.大数据时代对数据存储的挑战
教师可以参考课件进行讲解大数据对数据存储的需求,包括高并发读写需求、高效率
存储需求和高扩展性,对这些需求做简要介绍。
2.NoSQL 简介
教师可以参考课件进行讲解 NoSQL 背景及含义,对这些需求做简要介绍。
3.NoSQL 特点
教师可以参考课件进行讲解 NoSQL 具有“易扩展”、“大数据量,高性能”、“灵
活的数据模型”以及“高可用”的显著特点,对这些特点做重点讲解。
4.关系型数据库与非关系型数据库的区别
教师可以参考课件进行讲解关系型数据库与非关系型数据库的区别,包含存储方式、
存储结构、存储规范、拓展方式、查询方式、规范化、读写性能和授权方式,对这些区别做
简要讲解。
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三、归纳总结,随堂练习,布置作业
对课堂上讲解的知识点进行总结,让学生叙述对 NoSQL 及关系型数据库与非关系型
数据库的区别的了解。
第二课时
(CAP 原则、BASE 理论、最终一致性)
一、回顾上节课内容,讲述 NoSQL 的基础理论
1.对上节课留的作业进行答疑
2.回顾上节课内容,引出本节课的主题
通过上节课的学习,学生对 NoSQL 有了初步的了解。本节课将针对 NoSQL 的基础
理论对 NoSQL 进一步讲解。
3.明确学习目标
(1)熟悉 CAP 原则
(2)熟悉 BASE 理论
(3)熟悉最终一致性
二、进行重点知识的讲解
1. CAP 理论
教师可以参考课件进行讲解 NoSQL 的 CAP 原则,对 CAP 原则三个要素、取舍策略
和应用场景做重点讲解。
2. BASE 理论
教师可以参考课件进行讲解 NoSQL 的 BASE 理论,对 BASE 理论三大要素及 ACID
理论的区别做重点讲解。
3. 最终一致性
教师可以参考课件进行讲解 NoSQL 的最终一致性,对最终一致性概念及不同形式做
重点讲解。
4. 键值对存储数据库
教师可以参考课件进行讲解键值对存储数据库,对键值对存储数据库的概念、结构和
应用场景做重点讲解。
5. 文档存储数据库
教师可以参考课件进行讲解文档存储数据库,对文档存储数据库的概念、结构和应用
场景做重点讲解。
6. 列式存储数据库
教师可以参考课件进行讲解列式存储数据库,对列式存储数据库的概念、结构和应用
场景做重点讲解。
7. 图形存储数据库
教师可以参考课件进行讲解图形存储数据库,对图形存储数据库的概念、结构和应用
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场景做重点讲解。
8. NoSQL 数据库的比较
教师可以参考课件对上述所讲的 NoSQL 数据库四种分类进行汇总讲解,对比每种类
型的 NoSQL 数据库进行比较,对这部分内容做简要讲解。
三、归纳总结,随堂练习,布置作业
对课堂上讲解的知识点进行总结,让学生叙述对 CAP 原则、BASE 理论和最终一致性
的了解。对课堂上讲解的知识点进行总结,让学生叙述对键值对存储数据库、文档存储数据
库、列式存储数据库和图形存储数据库的了解。
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第 2 章 认识 HBase
教学目的:通过本章的教学,使学生了解 HBase 的历史和特点,掌握 HBase 的基本数
据模型和拓扑结构,掌握 HBase 部署、操作方法和应用场景,了解 HBase 的基本组件及常
用功能。
教学重点:HBase 的基本数据模型和拓扑结构,HBase 部署、操作方法和应用场景。
教学难点:HBase 部署、操作方法和应用场景。
教学方法及手段:课堂讲授、多媒体教学
课外作业:教材习题选做
学时分配:2 学时
教学内容: HBase 的历史和特点, HBase 的基本数据模型和拓扑结构, HBase 部署、
操作方法和应用场景,HBase 的基本组件及常用功能。
第一课时
(HBase 概述、组件)
一、HBase 概述
1. 介绍 HBase
HBase 是一个基于 Java、开源的、高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的列式非关系
型数据库,也可以称为列式分布式数据库(简称 HBase 分布式数据库)。HBase 的目标
是存储并处理海量非结构化和半结构化的松散数据,更具体来说是仅需使用普通的硬件配
置,就能够处理由成千上万的行和列所组成的海量数据。本节我们将针对 HBase 概述、
HBase 数据模型进行讲解。
2. 明确学习目标
熟悉 HBase 概念,掌握 HBase 的组件
二、进行重点知识讲解
HBase 概念
教师可以参考课件进行讲解 HBase 的起源、定义、特点以及应用场景。
HBase 的数据模型
教师可以参考课件绘制 HBase 的数据模型图,来讲述 HBase 的组件。
三、归纳总结,随堂练习,布置作业
对课堂上讲解的知识点进行总结,使用随堂练习题巩固本节课的知识点。
第二课时
(HBase 的架构、部署)
一、回顾上节课内容,讲述 HBase 的架构
1. 对上节课留的作业进行答疑
2.回顾上节课内容,引出本节课的主题
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灿烂万年
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