物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)-應(yīng)用服務(wù)技術(shù)-免費(fèi)閱讀
【正文】 計(jì)算無所不在，嵌入式設(shè)備將以各種形態(tài)分布在人類的生存環(huán)境中，提供更加人性化、自然化的服務(wù)。 ? 嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，隨著移動通信技術(shù)的進(jìn)步，人們對移動數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求，嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)、工業(yè)、軍事、民用部門等各方面的重視。 ? 嵌入式軟件在中國的定位應(yīng)該集中在國防工業(yè)和工業(yè)控制、消費(fèi)電子、通信產(chǎn)業(yè)。 嵌入式軟件 ? 嵌入式軟件就是嵌入在硬件中的操作系統(tǒng)和開發(fā)工具軟件，它在產(chǎn)業(yè)中的關(guān)聯(lián)關(guān)系體現(xiàn)為： ?芯片設(shè)計(jì)制造 ?嵌入式系統(tǒng)軟件 ?嵌入式電子設(shè)備開發(fā)、制造。 中間件概述 中間件示意圖 中間件概述 ? 中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件的下層。 ? “藍(lán)云”軟件平臺的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在虛擬機(jī)以及對于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理軟件 Apache Hadoop的使用上。 （ 6） 典型云計(jì)算平臺 2. Hadoop分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu) ? 在 Google發(fā)表 MapReduce后， 2022年開源社群Apache基金會用 Java搭建出一套 Hadoop框架，用于實(shí)現(xiàn) MapReduce 算法，用戶可以在不了解分布式底層細(xì)節(jié)的情況下開發(fā)分布式程序 ? 把應(yīng)用程序分割成許多很小的工作單元，每個單元可以在任何集群節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行，利用集群的威力進(jìn)行高速運(yùn)算和存儲。 ? 虛擬化技術(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計(jì)算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計(jì)算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應(yīng)用級虛擬化和桌面虛擬化。 ? 從云計(jì)算技術(shù)角度來分，云計(jì)算大約有 4部分構(gòu)成： 物理資源、虛擬化資源、中間件管理部分和服務(wù)接口 。 ? 參與者：世界各地的軟件開發(fā)者； （ 3） 云計(jì)算服務(wù)層次 云計(jì)算的產(chǎn)業(yè)三級分層： 云軟件、云平臺、云設(shè)備 ② 中層分級 ：云平臺 Platform as a Service (PaaS) ? 打造程序開發(fā)平臺與操作系統(tǒng)平臺，讓開發(fā)人員可以通過網(wǎng)絡(luò)撰寫程序與服務(wù)，一般消費(fèi)者也可以在上面運(yùn)行程序。 （ 3） 云計(jì)算服務(wù)層次 （ 2）平臺即服務(wù) (PaaS) ? 把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來提供 。 （ 2）云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) （ 2）云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 云計(jì)算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為 4層： 物理資源層、資源池層、管理中間件層和 SOA構(gòu)建層； ① 物理資源層 包括計(jì)算機(jī)、存儲器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫和軟件等； ② 資源池層 是將大量相同類型的資源構(gòu)成同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池，如計(jì)算資源池、數(shù)據(jù)資源池等。 （ 2） 云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 1. 云計(jì)算邏輯結(jié)構(gòu) ? 云計(jì)算平臺是一個強(qiáng)大的“云”網(wǎng)絡(luò)，連接了 大量并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和服務(wù) ，可利用虛擬化技術(shù)擴(kuò)展每一個服務(wù)器的能力，將各自的資源通過云計(jì)算平臺結(jié)合起來，提供超級計(jì)算和存儲能力。 （ 1） 云計(jì)算簡介 ? 狹義的云計(jì)算 指的是廠商通過分布式計(jì)算和虛擬化技術(shù) 搭建數(shù)據(jù)中心或超級計(jì)算機(jī) ，以免費(fèi)或按需租用方式向技術(shù)開發(fā)者或者企業(yè)客戶 提供數(shù)據(jù)存儲、分析以及科學(xué)計(jì)算 等服務(wù) 。 數(shù)據(jù)融合的層次結(jié)構(gòu) 特征層融合一般采用 分布式或集中式 的融合體系。 ? 還有一種類型是 混合拓?fù)?， 即樹狀拓?fù)洹? 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合的基本原理 ? 通過對 多感知節(jié)點(diǎn) 信息的 協(xié)調(diào)優(yōu)化 ，數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以有效地 減少整個網(wǎng)絡(luò)中不必要的通信開銷 ，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和收集效率。 3. 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的產(chǎn)生背景 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的產(chǎn)生背景來自于數(shù)據(jù)融合的幾個重要作用 : ? （ 1）節(jié)省能量 ? （ 2）獲取更準(zhǔn)確的信息 ? （ 3）提高數(shù)據(jù)收集效率 數(shù)據(jù)融合的基本概念 數(shù)據(jù)融合的基本概念 ? 描述數(shù)據(jù)融合的體系結(jié)構(gòu)的 數(shù)據(jù)融合一般模型 如下圖。 數(shù)據(jù)融合的基本概念 ? 數(shù)據(jù)融合技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)對按時序獲得的若干觀測信息，在一定準(zhǔn)則下加以自動分析、綜合，以完成所需的決策和評估任務(wù)而進(jìn)行的信息處理技術(shù)。 Map是把輸入 Input分解成中間的 Key/Value對， Reduce把 Key/Value合成最終輸出 Output。 ? 一個 GFS系統(tǒng)包括一個主服務(wù)器（ master）和多個塊服務(wù)器（ server），這樣一個 GFS可以同時為多個客戶端應(yīng)用程序提供文件服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)存儲與查詢 ? 由于物聯(lián)網(wǎng)中的對象積極參與業(yè)務(wù)流程的需求、高強(qiáng)度計(jì)算需求和數(shù)據(jù)的持續(xù)在線可獲取的特性，導(dǎo)致了 網(wǎng)絡(luò)化存儲和大型數(shù)據(jù)中心 的誕生。 ? 物聯(lián)網(wǎng)對 海量信息存儲 的需求促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)、海量數(shù)據(jù)查詢技術(shù) 以及 面向物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù) 的發(fā)展。 ? 文件被分為固定的塊，由主服務(wù)器存放到塊服務(wù)器的本地硬盤上。 這兩個函數(shù)由程序員提供給系統(tǒng)，下層設(shè)施把Map和 Reduce操作分布在集群上運(yùn)行，并把結(jié)果存儲在 GFS上。 數(shù)據(jù)融合的基本概念 ? 1）數(shù)據(jù)對準(zhǔn) 。 物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵問題 ? ① 數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn)的選擇。 ? 因此，傳送已融合的數(shù)據(jù)要比未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)節(jié)省能量，延長網(wǎng)絡(luò)的生存周期。 數(shù)據(jù)融合的層次結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)融合大部分是根據(jù)具體問題及其特定對象來建立自己的融合層次。特征層融合可分為兩大類 :一類是目標(biāo)狀態(tài)融合 。 ? 比如亞馬遜數(shù)據(jù)倉庫出租生意。 （ 2） 云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) (1) 云用戶端 ： ? 提供云用戶請求服務(wù)的交互界面，也是用戶使用云的入口，用戶通過 Web瀏覽器可以注冊、登錄及定制服務(wù)、配置和管理用戶。構(gòu)建資源池更多是物理資源的集成和管理工作。這是一種分布式平臺服務(wù)，廠商提供開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺、硬件資源等服務(wù)給客戶，用戶在其平臺基礎(chǔ)上定制開發(fā)自己的應(yīng)用程序并通過其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。 ? 參與者： Google、微軟、蘋果、 Yahoo!； （ 3） 云計(jì)算服務(wù)層次 云計(jì)算的產(chǎn)業(yè)三級分層： 云軟件、云平臺、云設(shè)備 ③ 下層分級 ：云設(shè)備 Infrastructure as a Service (IaaS) ? 將基礎(chǔ)設(shè)備（如 IT系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等）集成起來，像旅館一樣，分隔成不同的房間供企業(yè)租用。 （ 4） 云計(jì)算技術(shù)層次 云計(jì)算技術(shù)層次 （ 5） 云計(jì)算的核心技術(shù) 1. 編程模型 ? MapReduce是 Google開發(fā)的 java、 Python、 C++編程模型，它是一種簡化的 分布式編程模型 和高效的 任務(wù)調(diào)度模型 ，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于 1TB）的并行運(yùn)算。 （ 5） 云計(jì)算的核心技術(shù) 5. 云計(jì)算平臺管理技術(shù) ? 云計(jì)算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點(diǎn)，同時運(yùn)行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。 （ 6）典型云計(jì)算平臺 ? 在架構(gòu)中 MapReduce API提供 Map和 Reduce
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