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融合架構
的
高時效可擴展大數(shù)據(jù)分析平臺
研究背景: 大數(shù)據(jù)應用的多樣化 需要的計算模型、數(shù)據(jù)模型多樣化; 目前每類模型需要單獨的開源系統(tǒng)來支持(如HDFS、HBase、Neo4j、MongoDB,F(xiàn)link,Spark,Tensorflow等)。 多系統(tǒng)導致大數(shù)據(jù)分析平臺非常復雜、效率低下。 研究目標: 研究和開發(fā)面向新型多計算模型融合架構的、高時效、可擴展的新 一代大數(shù)據(jù)分析支撐系統(tǒng)與工具平臺FAST(Fusion-Architecture, Scalable, Time-efficient big data analysis platform)。 針對目前大數(shù)據(jù)分析平臺復雜、效率低下的痛點,該系統(tǒng)具有三個 方面的優(yōu)勢:首先,這套系統(tǒng)采用融合架構,一方面實現(xiàn)關系、圖、鍵 值、文檔等多種數(shù)據(jù)模型的高效融合,另一方面實現(xiàn)批處理計算、流計 算的深度融合,并可以通過SQL擴展語言來進行多模型的統(tǒng)一查詢,實現(xiàn)高效的跨模型查詢。其次,對于復雜系統(tǒng)來說,時效性非常重要,這 套系統(tǒng)采用融合架構提高效率是實現(xiàn)高時效的基礎,更重要的是,我們 對大數(shù)據(jù)分析從數(shù)據(jù)到用戶進行了端到端的全棧時效優(yōu)化。最后,對于 大數(shù)據(jù)應用來說,系統(tǒng)擴展性非常重要,本系統(tǒng)在資源層、存儲層和計 算層進行了全面的擴展性優(yōu)化。下面在融合架構、高時效和可擴展這三 個方面,分別詳細介紹FAST系統(tǒng)的三個主要亮點。 融合架構 FAST系統(tǒng)的第一個亮點是融合架構,我們在技術方面的創(chuàng)新主要包 括多數(shù)據(jù)模型融合和多計算模型融合兩方面。 多數(shù)據(jù)模型融合: 設計和研發(fā)了多模型數(shù)據(jù)管理與查詢引擎,支持關系、圖、鍵值、 文檔等多種數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)了查詢解析、查詢優(yōu)化、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù) 分布等功能,將多種數(shù)據(jù)模型進行統(tǒng)一管理和深度融合。同時擴展了SQL語言,通過統(tǒng)一的查詢接口支持對關系、鍵值、圖、文檔等數(shù)據(jù)進行獨立訪問或者跨模型查詢。 經(jīng)過試驗,多模型數(shù)據(jù)融合查詢,比Spark 2.3.4的查詢時間能平均減少70.7%。目前spark等現(xiàn)有系統(tǒng)還需要手工編程方式來實現(xiàn)跨模型查 詢,所以FAST系統(tǒng)在易用性上也表現(xiàn)良好,降低使用門檻,提高開發(fā)效率。 多計算模型融合: 在計算層實現(xiàn)了最常見的批處理計算和流計算深度融合,批流融合的核心方法是在系統(tǒng)內部實現(xiàn)批和流的統(tǒng)一表達,批是對有限數(shù)據(jù)集 的運算,流是對無限數(shù)據(jù)流的計算,我們設計了UCollection結構對批和 流數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一表達,通過識別的bounded標志,來確定是批、流、或批流融合。有了統(tǒng)一表達,可以開展一系列融合優(yōu)化來提升系統(tǒng)性能。 并且對上通過Unified API統(tǒng)一用戶的批、流接口,實現(xiàn)二者在編程范式上的統(tǒng)一表達。對于批流混合的計算,融合架構系統(tǒng)的查詢延遲比Flink 1.4.2能減少57%,吞吐量平均可以提升到6.72倍。 高時效 FAST系統(tǒng)的第二個亮點是高時效,即縮短大數(shù)據(jù)分析的時間消耗, 提高效率。由于大數(shù)據(jù)分析平臺是一個非常復雜的系統(tǒng),為了做到高時效,系統(tǒng)不能存在性能短板,因此需要對大數(shù)據(jù)分析的整個過程進行端到端的全棧時效優(yōu)化。如圖中所示,自下而上,需要在多模態(tài)存儲、批流融合、機器學習、人工操作各層都進行優(yōu)化。 對于多模態(tài)存儲,面向應用負載和異構硬件特征進行自適應優(yōu)化; 對于批流融合計算,在統(tǒng)一表達基礎上,進行系列融合優(yōu)化技術, 包括DAG優(yōu)化、迭代優(yōu)化、部署優(yōu)化、操作符優(yōu)化等; 在機器學習層面,進行模型優(yōu)化、消息優(yōu)化、梯度優(yōu)化、概率優(yōu)化 等來提高時效; 而且我們也考慮到大數(shù)據(jù)分析過程中用戶人工操作的時效性問題, 通過智能地進行大數(shù)據(jù)分析方法和模型的推薦,來縮減人工操作的 時間。 可擴展 FAST系統(tǒng)的第三個亮點是可擴展,由于大數(shù)據(jù)應用規(guī)模很大,數(shù)據(jù)增速快,對系統(tǒng)可擴展性的要求非常高,為此我們在系統(tǒng)的資源層、 存儲層和計算層進行了全面的擴展性優(yōu)化。 在資源層,系統(tǒng)都部署在云計算的虛擬化資源之上,利用了云計算資源的彈性機制進行系統(tǒng)擴展。并在系統(tǒng)中實現(xiàn)了可伸縮調整模塊, 能實時監(jiān)控軟硬件系統(tǒng)的狀態(tài),按照應用需求來自適應地進行彈性伸縮。 在存儲層,分布式存儲系統(tǒng)擴展性的關鍵在于分布式共識和一致性 協(xié)議(Raft),因此提出了KV-Raft、vRaft等進行Raft的擴展優(yōu)化。 在計算層,我們擴展了機器學習模型的參數(shù)規(guī)模,使系統(tǒng)可以支持 到百億級別的超大規(guī)模機器學習模型訓練,并且性能方面有明顯提 升。 亮點成果: 融合架構大數(shù)據(jù)分析平臺目前已經(jīng)在阿里巴巴雙十一進行示范應用。 從2020年11月10日至11月16日一周的時間,在阿里的生產(chǎn)環(huán)境中,研發(fā) 的系統(tǒng)一直連續(xù)穩(wěn)定運行,基于淘寶和天貓的實際用戶信息進行大數(shù)據(jù) 分析,綜合運用了本系統(tǒng)的存儲、計算、機器學習等多個模塊的能力, 累計進行了184億件商品推薦。 同時在雙十一期間,基于智能交互向導技術,也面向電子商務應用 的賣家提供了“生意參謀”應用,基于大數(shù)據(jù)分析,幫助賣家分析產(chǎn)品 銷量變化的原因,以及促銷的有效手段等。
中國人民大學
2021-05-09
我國開征遺產(chǎn)稅
的
可行性和現(xiàn)實路徑
遺產(chǎn)稅的開征是我國地方稅制體系建設中的一個重要問題.本文探討了我國開征遺產(chǎn)稅的必要性與可行性,在借鑒其他國家遺產(chǎn)稅制實踐經(jīng)驗的基礎上.提出構建我國遺產(chǎn)稅制的初步設想.
南京財經(jīng)大學
2021-05-08
完善中央與地方財政關系
的
制度路徑與策略
"營改增"是繼1994年分稅制實施以后,又一次較為深刻的稅制變革.在實現(xiàn)制度意圖的同時,"營改增"會對中央與地方財政關系提出新的挑戰(zhàn),導致地方政府承受更大的財政壓力.但借此可以探尋處理中央與地方財政關系的新的制度路徑與策略,來推動稅制的完善以及中央與地方財政關系的理順.
南京財經(jīng)大學
2021-05-08
苯一步羥基化合成苯酚
的
綠色合成工藝
成果描述:苯酚是重要的基本有機化工原料,在工業(yè)上具有廣泛的用途,其需求量大,主要用于生產(chǎn)雙酚A(亞異丙基二酚)和酚醛樹脂,也用于生產(chǎn)己內酰胺、苯胺、烷基酚、脂肪酸等產(chǎn)品, 此外,苯酚還可直接用作化學試劑、防腐劑和消毒劑。近年來,由于電子通訊、汽車工業(yè)和建筑業(yè)的迅猛發(fā)展,苯酚的一些下游產(chǎn)品需求增長較快,相應帶動了對苯酚需求的強勁增長,世界苯酚需求大約以年均3%~4%的速度增長。目前世界上生產(chǎn)苯酚的主要方法有異丙苯法、甲苯-苯甲酸法。其中異丙苯法是目前世界上生產(chǎn)苯酚最主要的方法,其生產(chǎn)能力約占世界苯酚總生產(chǎn)能力的92 %,目前,苯酚合成工藝正向無廢、少廢、不聯(lián)產(chǎn)丙酮技術發(fā)展。 本成果提供原料易得、價廉、制備成本低、性能穩(wěn)定、壽命長、可重復使用的催化劑。采用活性炭直接作為苯羥基化制取苯酚的催化劑,可獲得單程收率12%,選擇性75-80%,重復10次左右活性保持基本不變;經(jīng)硝酸氧化改性的活性炭浸漬負載硫酸鐵后烘干,制得載鐵活性炭,采用載鐵活性炭作為催化劑,可實現(xiàn)溫和條件下(30℃,接近常溫)高選擇性制取苯酚,收率可提高到20%,選擇性達到90%以上;采用連續(xù)流動反應器體系,在優(yōu)化的工藝條件下,最好可得到苯酚收率28.1%和選擇性大于98%。此成果中的載鐵活性炭有較好的的實用性,可用于取代苯的環(huán)氧化。市場前景分析:該項技術可應用于化工生產(chǎn)企業(yè),使用該項技術,可以避免副產(chǎn)物,苯酚單程收率高,原料可回收進一步使用,生產(chǎn)過程更容易達到環(huán)評要求。與同類成果相比的優(yōu)勢分析:催化劑活性評價: 30 °C、苯:H2O2為 1:3、載鐵催化劑用量0.5g、反應時間4~7 h,苯酚收率> 20 %。 催化劑穩(wěn)定性評價: 30 °C、苯:H2O2為 1:3、載鐵催化劑用量0.5g、反應時間4~7 h,催化劑重復3次,活性保持基本不變。 國內先進。
四川大學
2021-04-10
適用于EPS板材物料搬運
的
夾抱式AGV
夾抱式AGV取代人力叉車搬運,實現(xiàn)了物料的智能倉儲管理。實現(xiàn)物料自動搬運入庫、出庫,倉儲信息管理。專用于EPS大板搬運機器人采用EPS大板豎向的運送方式,最大限度的縮小了運送通道、充分利用了生產(chǎn)和倉儲空間。填補了國內泡塑行業(yè)空白。
電子科技大學
2021-04-10
一種可尋址測量局域波前
的
成像探測芯片
本發(fā)明公開了一種可尋址測量局域波前的成像探測芯片,包括可尋址加電液晶微光學結構、面陣可見光探測器和驅控預處理模塊
華中科技大學
2021-04-10
特種石墨烯粉末涂料
的
研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
粉末涂料是一種新型的100%固體粉末狀涂料,無溶劑、可回收、環(huán)保無毒、性能優(yōu)異;石墨烯超薄超輕、比表面積超大,力學、熱學和電學性能優(yōu)異,是制備特種功能涂料的理想材料,我司依托廈門大學石墨烯工程與產(chǎn)業(yè)研究院雄厚的技術實力進行石墨烯粉末涂料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,相關技術難題已取得長足突破,產(chǎn)業(yè)化前景明朗。石墨烯不僅可以改善涂層的物理機械性能,也可用于制備防腐、導電、散熱、電磁屏蔽等特種功能涂料,目前公司已規(guī)劃多條石墨烯粉末涂料生產(chǎn)線,預計投產(chǎn)后可實現(xiàn)5000噸的年產(chǎn)能,相關產(chǎn)品已通過國家權威機構的檢測認證,在五金、建筑、管道、3C、電器、能源、汽車及其零部件等領域均有廣闊的應用前景,市場反饋良好。
廈門大學
2021-04-10
組織工程角膜上皮
的
基礎研究和臨床應用
"組織工程角膜上皮構建技術是現(xiàn)代組織工程領域的前沿技術。廈門大學“組織工程角膜上皮的基礎研究和臨床應用”項目組在973計劃項目等國家級基金資助下,歷時10余年,針對組織工程角膜上皮構建技術開展了系統(tǒng)的基礎研究,發(fā)現(xiàn)了角膜上皮干細胞體內以及體外擴增的多種調控因子;優(yōu)化了組織工程角膜上皮構建系統(tǒng),制備了高效的組織工程角膜上皮生物反應器;構建了多種羊膜來源的細胞載體,開發(fā)了多種新的滋養(yǎng)層細胞,顯著提高了組織工程角膜上皮的質量和功能。該項目在國內首次注冊基于羊膜載體組織工程角膜上皮的臨床實驗,率先開展自體細胞來源的組織工程角膜上皮移植術,應用于嚴重角膜上皮干細胞缺乏患者的治療,獲得了良好的臨床效果。該項目的開展,填補了我國眼科臨床組織工程角膜上皮移植的多項空白,為大量角膜上皮干細胞缺乏患者帶來了光明的希望,取得了顯著的社會效益。 該項目自開展以來在國際雜志發(fā)表論文28篇,主要論文已被SCI收錄論文引用800余次;主持編寫或者參編專著或教材8本,申請5項中國發(fā)明專利,并在高水平國際學術會議進行大會報告和專題講座70余次。項目負責人獲得了運盛青年科技獎、紫金科技創(chuàng)新獎、中華眼科學會獎、華夏醫(yī)學科技
廈門大學
2021-04-10
流量過濾和Web緩存預取
的
WiFi接入設
本發(fā)明(專利號ZL 201510262134.5,2018/12/18授權)涉及一種基于流量過濾和Web緩存預取的WiFi接入設備節(jié)能方法,當WiFi接入設備發(fā)送一個HTTP請求給遠程的Web服務器時,將TCP鏈接分割成兩段:第一段TCP鏈接連接WiFi接入設備和AP,第二段TCP鏈接連接AP和Web服務器;AP通過第一段TCP鏈接接收HTTP請求并查看緩存,如果AP緩存有相應的響應數(shù)據(jù),將響應數(shù)據(jù)返回WiFi接入設備;否則,通過第二段TCP鏈接將該HTTP請求發(fā)送到Web服務器;AP接收到Web服務器響應后,收集所請求網(wǎng)頁的響應數(shù)據(jù),并通過預設的流量控制規(guī)則進行過濾,然后存入AP緩存,并通過第一段TCP鏈接返回WiFi接入設備;WiFi接入設備沒有數(shù)據(jù)收發(fā)時,進入休眠狀態(tài)。
廈門大學
2021-04-10
基于Hadoop云計算平臺
的
海量數(shù)據(jù)挖掘研究與應用
本研究低成本搭建了彈性可擴展的Hadoop云計算平臺
中山大學
2021-04-10
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