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分布式计算系统

样章
作者：
徐辰
定价：
46.60元
ISBN：
978-7-04-058450-9
版面字数：
490.000千字
开本：
16开
全书页数：
暂无
装帧形式：
平装
重点项目：
暂无
出版时间：
2022-09-19
读者对象：
高等教育
一级分类：
计算机/教育技术类
二级分类：
计算机类专业核心课程
三级分类：
计算机导论

本书聚焦于Hadoop、Spark、Flink 等面向数据密集型应用的分布式计算系统，将原理、架构、编程的知识进行有机结合，统一从设计思想、体系架构、工作原理、容错机制和编程示例5 个维度进行剖析。本书注重通过横向比较阐释该类系统设计的共性原理，帮助读者形成完整、统一的知识体系。

本书概述了分布式计算系统（第1 章），根据应用场景的差异将分布式计算系统划分为批处理系统（第3、4 章）、流计算系统（第7、8 章）、批流融合系统（第9、10 章）、图处理系统（第11 章），并选取了各个类别中的典型代表。由于这些分布式计算系统不可能孤立地存在，因此本书也介绍了面向文件存储（第2 章）、资源管理（第5 章）以及协调服务（第6 章）的系统。

本书可作为高等院校数据科学与大数据技术专业高年级本科生的教学用书，以及计算机科学与技术、软件工程、数据科学与工程等专业研究生的教学用书，也可作为部分业界研发人员的参考用书。

  • 前辅文
  • 第1章 绪论
    • 1.1 分布式系统
      • 1.1.1 分布式系统的概念
      • 1.1.2 分布式系统的类型
    • 1.2 从数据管理角度看分布式系统
      • 1.2.1 数据管理系统的发展历程
      • 1.2.2 大数据背景下数据管理面临的挑战
      • 1.2.3 面向数据管理的分布式系统
    • 1.3 分布式计算系统
      • 1.3.1 分布式计算系统的概念
      • 1.3.2 系统生态圈
    • 1.4 本书组织结构
    • 本章小结
    • 习题
  • 第2章 Hadoop 文件系统
    • 2.1 设计思想
    • 2.2 体系架构
      • 2.2.1 架构图
      • 2.2.2 应用程序执行流程
    • 2.3 工作原理
      • 2.3.1 文件分块与备份
      • 2.3.2 文件写入
      • 2.3.3 文件读取
      • 2.3.4 文件读写与一致性
    • 2.4 容错机制
      • 2.4.1 NameNode 故障
      • 2.4.2 DataNode 故障
    • 2.5 编程示例
      • 2.5.1 写文件
      • 2.5.2 读文件
    • 本章小结
    • 习题
  • 第3章 批处理系统MapReduce
    • 3.1 设计思想
      • 3.1.1 MPI 与MapReduce
      • 3.1.2 数据模型
      • 3.1.3 计算模型
    • 3.2 体系架构
      • 3.2.1 架构图
      • 3.2.2 应用程序执行流程
    • 3.3 工作原理
      • 3.3.1 数据输入
      • 3.3.2 Map 阶段
      • 3.3.3 Shuffle 阶段
      • 3.3.4 Reduce 阶段
      • 3.3.5 数据输出
    • 3.4 容错机制
      • 3.4.1 JobTracker 故障
      • 3.4.2 TaskTracker 故障
      • 3.4.3 Task 故障
    • 3.5 编程示例
      • 3.5.1 词频统计
      • 3.5.2 关系表自然连接及其优化
      • 3.5.3 网页链接排名
      • 3.5.4 K 均值聚类
    • 本章小结
    • 习题
  • 第4章 批处理系统Spark
    • 4.1 设计思想
      • 4.1.1 MapReduce 的局限性
      • 4.1.2 数据模型
      • 4.1.3 计算模型
    • 4.2 体系架构
      • 4.2.1 架构图
      • 4.2.2 应用程序执行流程
    • 4.3 工作原理
      • 4.3.1 Stage 划分
      • 4.3.2 Stage 内部的数据传输
      • 4.3.3 Stage 之间的数据传输
      • 4.3.4 应用与作业
    • 4.4 容错机制
      • 4.4.1 RDD 持久化
      • 4.4.2 故障恢复
      • 4.4.3 检查点
    • 4.5 编程示例
      • 4.5.1 词频统计
      • 4.5.2 关系表自然连接及其优化
      • 4.5.3 网页链接排名
      • 4.5.4 K 均值聚类
      • 4.5.5 检查点
    • 本章小结
    • 习题4
  • 第5章 资源管理系统Yarn
    • 5.1 设计思想
      • 5.1.1 作业与资源管理
      • 5.1.2 平台与框架
    • 5.2 体系架构
      • 5.2.1 架构图
      • 5.2.2 应用程序执行流程
    • 5.3 工作原理
      • 5.3.1 单平台多框架
      • 5.3.2 平台资源分配
    • 5.4 容错机制
    • 5.5 典型示例
      • 5.5.1 Yarn 平台运行MapReduce 框架
      • 5.5.2 Yarn 平台运行Spark 框架
      • 5.5.3 Yarn 平台运行MapReduce 和Spark 框架
    • 本章小结
    • 习题5
  • *第6章 协调服务系统ZooKeeper
    • 6.1 设计思想
      • 6.1.1 数据模型
      • 6.1.2 操作原语
    • 6.2 体系架构
    • 6.3 工作原理
      • 6.3.1 领导者选举
      • 6.3.2 读写请求流程
    • 6.4 容错机制
    • 6.5 典型示例
      • 6.5.1 命名服务
      • 6.5.2 集群管理
      • 6.5.3 配置更新
      • 6.5.4 同步控制
    • 本章小结
    • 习题6
  • *第7章 流计算系统Storm
    • 7.1 设计思想
      • 7.1.1 连续处理
      • 7.1.2 数据模型
      • 7.1.3 计算模型
    • 7.2 体系架构
      • 7.2.1 架构图
      • 7.2.2 应用程序执行流程
    • 7.3 工作原理
      • 7.3.1 流数据分组策略
      • 7.3.2 元组传递方式
    • 7.4 容错机制
      • 7.4.1 容错语义
      • 7.4.2 元组树
      • 7.4.3 ACK 机制
      • 7.4.4 消息重放
    • 7.5 编程示例
      • 7.5.1 词频统计
      • 7.5.2 支持容错的词频统计
      • 7.5.3 简化的窗口操作
      • 7.5.4 异常检测
    • 本章小结
    • 习题7
  • *第8章 流计算系统Spark Streaming
    • 8.1 设计思想
      • 8.1.1 微批处理
      • 8.1.2 数据模型
      • 8.1.3 计算模型
    • 8.2 体系架构
      • 8.2.1 架构图
      • 8.2.2 应用程序执行流程
    • 8.3 工作原理
      • 8.3.1 数据输入
      • 8.3.2 数据转换
      • 8.3.3 数据输出
    • 8.4 容错机制
      • 8.4.1 基于RDD Lineage 的容错
      • 8.4.2 基于日志的容错
      • 8.4.3 基于检查点的容错
      • 8.4.4 端到端的容错语义
    • 8.5 编程示例
      • 8.5.1 按批词频统计
      • 8.5.2 全局词频统计
      • 8.5.3 窗口操作
      • 8.5.4 异常检测
    • 本章小结
    • 习题8
  • *第9章 批流融合基础
    • 9.1 批流融合的背景
      • 9.1.1 应用需求
      • 9.1.2 Lambda 架构及其局限性
    • 9.2 批处理与流计算的统一性
      • 9.2.1 有界数据集与无界数据集
      • 9.2.2 窗口操作
      • 9.2.3 时间域
    • 9.3 Dataflow 统一编程模型
      • 9.3.1 操作描述
      • 9.3.2 窗口定义
      • 9.3.3 触发器
      • 9.3.4 结果修正
    • 9.4 关系化Dataflow 编程模型
    • 9.5 一体化执行引擎
      • 9.5.1 以批处理为核心
      • 9.5.2 以流计算为核心
    • 本章小结
    • 习题9
  • 第10章 批流融合系统Flink
    • 10.1 设计思想
      • 10.1.1 数据模型
      • 10.1.2 计算模型
      • 10.1.3 迭代模型
    • 10.2 体系架构
      • 10.2.1 架构图
      • 10.2.2 应用程序执行流程
    • 10.3 工作原理
      • 10.3.1 逻辑执行图的生成与优化
      • 10.3.2 物理执行图的生成与任务分配
      • 10.3.3 非迭代任务间的数据传输
      • 10.3.4 迭代任务间的数据传输
      • *10.3.5 Dataflow 编程模型的实现
      • *10.3.6 关系化Dataflow 编程模型的实现
    • 10.4 容错机制
      • 10.4.1 状态管理
      • 10.4.2 非迭代计算过程的容错
      • 10.4.3 迭代计算过程的容错
    • 10.5 编程示例
      • 10.5.1 词频统计
      • 10.5.2 斐波那契数列生成
      • *10.5.3 整数求和
      • 10.5.4 支持容错的词频统计
    • 本章小结
    • 习题10
  • *第11章 图处理系统Giraph
    • 11.1 设计思想
      • 11.1.1 数据模型
      • 11.1.2 计算模型
      • 11.1.3 迭代模型
    • 11.2 体系架构
      • 11.2.1 架构图
      • 11.2.2 应用程序执行流程
    • 11.3 工作原理
      • 11.3.1 数据划分
      • 11.3.2 超步计算
      • 11.3.3 同步控制
    • 11.4 容错机制
      • 11.4.1 检查点
      • 11.4.2 故障恢复
    • 11.5 编程示例
      • 11.5.1 连通分量
      • 11.5.2 单源最短路径
      • 11.5.3 网页链接排名
      • 11.5.4 K 均值聚类
    • 本章小结
    • 习题11
  • 参考文献

本课程聚焦于 Hadoop、Spark、Flink 等面向数据密集型应用的分布式计算系统，将原理、架构、编程的知识进行有机结合，统一从设计思想、体系架构、工作原理、容错机制和编程示例 5 个维度进行剖析。课程注重通过横向比较阐释该类系统设计的共性原理，帮助学生形成完整、统一的知识体系。

本课程概述了分布式计算系统（第 1 章），根据应用场景的差异将分布式计算系统划分为批处理系统（第 3、4 章）、流计算系统（第 7、8 章）、批流融合系统（第 9、10 章）、图处理系统（第 11 章），并选取了各个类别中的典型代表。由于这些分布式计算系统不可能孤立地存在，因此本课程也介绍了面向文件存储（第 2 章）、资源管理（第 5 章）以及协调服务（第6 章）的系统。

本课程可作为高等院校数据科学与大数据技术专业高年级本科生的教学课程，以及计算机科学与技术、软件工程、数据科学与工程等专业研究生的教学课程，也可作为部分业界研发人员的参考。

课程网址： http://abook.hep.com.cn/187029

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