Spark 初级编程实践 Spark 是一个大数据处理的开源 cluster computing 框架，具有高效、灵活、可扩展等特点。本实验报告旨在通过 Spark 初级编程实践，掌握 Spark 的基本使用和编程方法。 一、安装 Hadoop 和 Spark 在本机 Windows 10 上安装 Oracle VM VirtualBox 虚拟机，安装 CentOS 7 操作系统，并配置 Hadoop 3.3 环境。由于 Hadoop 版本为 3.3，所以在官网选择支持 3.3 的 Spark 安装包，解压安装包到指定文件夹，配置 spark-env.sh 文件，启动 Spark 成功。 二、Spark 读取文件系统的数据 Spark 可以读取 Linux 系统本地文件和 HDFS 系统文件。在 spark-shell 中读取 Linux 系统本地文件“/home/hadoop/test.txt”，然后统计出文件的行数。在 spark-shell 中读取 HDFS 系统文件“/user/hadoop/test.txt”（如果该文件不存在，请先创建），然后，统计出文件的行数。编写独立应用程序（使用 Scala 语言），读取 HDFS 系统文件“/user/hadoop/test.txt”（如果该文件不存在，请先创建），然后，统计出文件的行数。使用 sbt 工具将整个应用程序编译打包成 JAR 包，并将生成的 JAR 包通过 spark-submit 提交到 Spark 中运行命令。 三、编写独立应用程序实现数据去重 编写 Spark 独立应用程序，对两个输入文件 A 和 B 进行合并，并剔除其中重复的内容，得到一个新文件 C。使用 Scala 语言编写程序，并使用 sbt 工具将整个应用程序编译打包成 JAR 包，并将生成的 JAR 包通过 spark-submit 提交到 Spark 中运行命令。 四、编写独立应用程序实现求平均值问题 编写 Spark 独立应用程序，求出所有学生的平均成绩，并输出到一个新文件中。使用 Scala 语言编写程序，并使用 sbt 工具将整个应用程序编译打包成 JAR 包，并将生成的 JAR 包通过 spark-submit 提交到 Spark 中运行命令。 五、问题解决 在实验过程中，遇到了三个问题。问题一是运行 start-all 命令时 Spark 报错说缺少依赖，解决方法是下载安装包时选择正确的版本。问题二是在 etc/profile 中更改完环境后，Source 命令刷新文件仍然出现路径配置错误，解决方法是在同一个窗口 source 一下成功启动。问题三是在用 sbt 编译的过程中报错，解决方法是将编译的 sbt 文件配置改为启动 spark-shell 中现实的 Scala 版本号。 本实验报告通过对 Spark 的基本使用和编程方法的实践，掌握了 Spark 的基本使用和编程方法，并解决了实验过程中的问题。

一．实验内容 MapReduce编程实践： 使用MapReduce实现多个文本文件中WordCount词频统计功能，实验编写Map处理逻辑、编写Reduce处理逻辑、编写main方法。 二．实验目的 1、通过实验掌握基本的MapReduce编程方法。 2、实现统计HDFS系统中多个文本文件中的单词出现频率。 三．实验过程截图及说明 1、在本地创建多个文本文件并上传到Hadoop： （1）创建本地存放文件的文件夹： （2）使用vim命令向文件里添加内容： （3）在Hadoop里创建存放文件的目录： （4）将本地的3个文件上传到Hadoop上： 2、编写java代码来操作读取文件并统计： （1）启动idea： （2）目录结构： （3）编写log4j.properties文件： （4）引入需要用到的依赖： 。。。。。。 ### 大数据实验四-MapReduce编程实践 #### 一、实验内容与目的 ##### 实验内容概述 本次实验的主要内容是使用MapReduce框架来实现WordCount词频统计功能，即统计HDFS（Hadoop Distributed File System）系统中多个文本文件内的单词出现频率。具体步骤包括： 1. **编写Map处理逻辑**：设计一个Map函数，负责读取输入文件中的每一行数据，将其拆分为单词，并为每个单词分配一个初始计数值（通常是1）。 2. **编写Reduce处理逻辑**：设计一个Reduce函数，对中间结果进行汇总，将所有相同单词的计数值相加，得到该单词在整个文件集合中的总出现次数。 3. **编写main方法**：设置MapReduce作业的配置信息，如指定输入输出路径、Mapper和Reducer类等，并启动作业执行。 ##### 实验目的 1. **掌握基本的MapReduce编程方法**：理解MapReduce的基本原理和编程流程，学会如何使用Java编写MapReduce程序。 2. **实现统计HDFS系统中多个文本文件中的单词出现频率**：通过实际操作，体验MapReduce在处理大数据集时的高效性。 #### 二、实验过程详解 ##### 1. 在本地创建多个文本文件并上传到Hadoop - **创建本地存放文件的文件夹**：首先在本地机器上创建一个文件夹用于存放即将上传至Hadoop的文本文件。 - **使用vim命令向文件里添加内容**：使用文本编辑器或Linux下的`vim`命令创建多个文本文件（例如words1.txt、words2.txt、words3.txt），并在这些文件中写入一些测试数据。 - **在Hadoop里创建存放文件的目录**：登录到Hadoop集群，使用`hadoop fs -mkdir`命令在HDFS上创建一个新的目录来存放即将上传的文件。 - **将本地的3个文件上传到Hadoop上**：使用`hadoop fs -put`命令将本地的测试文件上传到HDFS上指定的目录中。 ##### 2. 编写Java代码来操作读取文件并统计 - **启动IDEA**：打开IntelliJ IDEA或其他集成开发环境。 - **目录结构**：创建项目目录结构，通常包含src/main/java、src/main/resources等目录。 - **编写log4j.properties文件**：在资源目录下创建log4j配置文件，用于日志管理。 - **引入需要用到的依赖**：在项目的build.gradle或pom.xml文件中添加必要的Hadoop和MapReduce依赖。 - **编写Mapper处理逻辑**：定义一个Mapper类，继承自`org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper`，重写`map()`方法，用于处理输入的文本数据并输出键值对（k表示单词，v表示计数值）。 - **编写Reducer处理逻辑**：定义一个Reducer类，继承自`org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer`，重写`reduce()`方法，用于对相同键（单词）的所有值（计数值）进行汇总。 - **编写main函数驱动模块**：创建一个Driver类，用于配置MapReduce作业参数，并启动作业。 - **运行main函数方法**：在IDEA中运行Driver类的main方法，提交作业至Hadoop集群执行。 - **运行成功后查看输出文件内容**：作业完成后，在HDFS上指定的输出目录中查看统计结果。 #### 三、实验总结及心得体会 **实验总结**：通过本次实验，不仅掌握了MapReduce的基本编程方法，还了解了其在大数据处理领域的重要作用。MapReduce能够高效地处理大量数据，极大地提升了数据分析的速度和准确性。 **心得体会**： 1. **理解MapReduce的工作原理**：深入学习MapReduce的工作机制，理解其分布式计算的优势。 2. **实际编程经验积累**：通过编写MapReduce程序，积累了实际编程经验，熟悉了Hadoop和MapReduce的API。 3. **分布式计算的认识**：认识到分布式计算的局限性与优势，在实际应用中需要权衡数据规模和计算需求。 4. **Hadoop框架的理解**：对Hadoop框架有了更全面的认识，为进一步学习Hadoop生态系统打下基础。 5. **编程能力提升**：通过不断调试和优化代码，提高了编程技能和解决问题的能力。 本次实验不仅是一次技术上的尝试，更是对未来大数据处理技术和分布式计算领域的一次深入探索。

MPC模型预测控制：从原理到代码实现，涵盖双积分、倒立摆、车辆运动学与动力学跟踪控制系统的详细文档与编程实践,MPC模型预测控制原理到代码实现：双积分、倒立摆、车辆运动学与动力学跟踪控制案例详解,mpc模型预测控制从原理到代码实现 mpc模型预测控制详细原理推导 matlab和c++两种编程实现 四个实际控制工程案例： 双积分控制系统 倒立摆控制系统 车辆运动学跟踪控制系统 车辆动力学跟踪控制系统 包含上述所有的文档和代码。 ,MPC模型预测控制; 原理推导; MATLAB实现; C++实现; 案例: 双积分控制系统; 倒立摆控制系统; 运动学跟踪; 动力学跟踪控制系统; 文档与代码。,MPC模型预测控制：原理详解与代码实现全解析

一、实验目的 1. 通过实验掌握基本的MapReduce编程方法； 2. 掌握用MapReduce解决一些常见的数据处理问题，包括数据去重、数据排序和数据挖掘等。 二、实验平台 1. 操作系统：Linux（建议Ubuntu16.04或Ubuntu18.04） 2. Hadoop版本：3.1.3 三、实验步骤（每个步骤下均需有运行截图） （一）编程实现文件合并和去重操作 对于两个输入文件，即文件A和文件B，请编写MapReduce程序，对两个文件进行合并，并剔除其中重复的内容，得到一个新的输出文件C。下面是输入文件和输出文件的一个样例供参考。 ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「Blossom i」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_60530224/article/details/135632280 **大数据技术原理及应用——MapReduce初级编程实践** MapReduce是一种分布式计算模型，由Google提出，主要用于处理和生成大规模数据集。在这个实验中，我们将学习如何利用MapReduce编程解决实际问题，包括数据去重、数据排序和信息挖掘。 **一、MapReduce编程基础** MapReduce的核心在于两个主要阶段：Map阶段和Reduce阶段。Map阶段将输入数据分解成键值对，然后并行处理这些对。Reduce阶段则将Map阶段的结果聚合，生成最终的输出结果。 **1. 文件合并与去重** 在Map阶段，我们读取输入文件A和B，对每一行数据进行处理，生成形如`(key, value)`的键值对，其中`key`是行内容，`value`可以是一个标记，表明该行来自于哪个文件。在Reduce阶段，我们检查`value`的集合，如果存在相同的`key`但`value`不同的情况，说明这是来自不同文件的重复数据，我们只需要保留一份即可。 **2. 数据排序** 针对多个输入文件的整数排序问题，Map阶段同样生成`(key, value)`对，这里`key`是待排序的整数，`value`是排序标识。Reduce阶段根据`key`进行排序，并输出排序后的结果，同时在输出文件中，将排序索引作为新的`key`，原整数作为`value`。 **二、信息挖掘** 对于给定的父子辈关系表，我们需要找出祖孙辈关系。Map阶段，我们将每一行的父子关系转换成`(child, parent)`和`(parent, child)`两对键值对。Reduce阶段，通过检查`child`是否出现在其他键值对的`parent`位置，来发现祖孙关系，输出`(grandchild, grandparent)`对。 **三、MapReduce优化与改进** 在实现上述功能时，可以考虑以下优化： - **分区策略**：根据输入数据的特性调整分区策略，使得相同`key`的数据尽可能在同一台机器上处理，减少网络传输。 - **Combiner函数**：在Reduce前，先在Map节点上进行局部聚合，减少网络传输的数据量。 - **缓存中间结果**：对频繁出现的`key`，可以在内存中缓存，提高效率。 - **负载均衡**：确保集群中的任务分配均匀，避免单个节点过载。 在面对大量数据时，优化MapReduce程序至关重要，它可以显著提升处理速度和资源利用率。通过不断的实践和优化，我们可以更好地驾驭MapReduce，解决更复杂的大数据处理问题。

一．实验内容 HBase编程实践： 1）在Hadoop基础上安装HBase； 2）使用Shell命令（create:创建表 、list:列出HBase中所有的表信息、put:向表、行、列指定的单元格添加数据等）；使用HBase常用Java API创建表、插入数据、浏览数据。 二．实验目的 1、理解HBase在Hadoop体系结构中的角色。 2、熟练使用HBase操作常用的Shell命令。 3、熟悉HBase操作常用的JavaAPI。 三．实验过程截图及说明 1、安装HBase （1）解压HBase文件到/usr/local目录下，并将目录改名为hbase： ### HBase编程实践知识点 #### 一、HBase在Hadoop体系结构中的角色 HBase是一种分布式的、可扩展的大规模数据存储系统，它构建在Hadoop之上，特别是在Hadoop Distributed File System (HDFS)之上。HBase为结构化数据提供了一个高性能、可伸缩的存储解决方案。它支持海量数据的随机读写操作，并且能够处理PB级别的数据量。HBase的核心设计原则之一是提供高吞吐量的数据访问能力，使其特别适合于实时数据查询场景。 1. **角色定位**： - **数据库功能**：HBase虽然建立在HDFS之上，但它更像是一个数据库而非文件系统，它支持表的概念，允许用户进行行级别的读写操作。 - **数据模型**：HBase采用了列族的数据模型，这使得它可以高效地存储和检索大规模稀疏数据集。 - **高可用性和容错性**：HBase具有自动的故障恢复机制，可以在节点失败时继续提供服务。 - **实时读写**：HBase支持快速的数据读取和写入操作，这对于需要实时响应的应用场景非常有用。 #### 二、HBase的Shell命令 HBase的Shell命令是进行表管理、数据插入、查询等操作的一种简单方式。以下是一些常用的Shell命令： 1. **创建表**： - `create 'tablename', 'columnfamily'`：用于创建一个新的表，其中`tablename`是表的名字，`columnfamily`是列族的名字。 - 示例：`create 'student', 'info'`，这会创建一个名为`student`的表，其中包含一个名为`info`的列族。 2. **列出所有表**： - `list`：显示HBase中当前存在的所有表的信息。 - 示例：`list`。 3. **插入数据**： - `put 'tablename', 'rowkey', 'columnfamily:qualifier', 'value'`：将数据插入指定的表、行、列指定的位置。 - 示例：`put 'student', '95001', 'info:Sname', 'YangJile'`，这条命令会在`student`表的行键为`95001`的行中，插入一个名为`Sname`的列，并设置其值为`YangJile`。 4. **获取数据**： - `get 'tablename', 'rowkey'`：用于查看表中特定行的数据。 - 示例：`get 'student', '95001'`。 5. **扫描数据**： - `scan 'tablename'`：用于查看表中的所有数据。 - 示例：`scan 'student'`。 6. **删除表**： - `disable 'tablename'`：先使表不可用。 - `drop 'tablename'`：删除表。 - 示例：`disable 'student'`，`drop 'student'`。 #### 三、HBase的Java API 除了Shell命令之外，HBase还提供了丰富的Java API，用于更高级的编程操作。以下是一些关键的Java API概念和使用方法： 1. **创建连接**： - `ConnectionFactory.createConnection(Configuration conf)`：创建一个与HBase集群的连接。 - 示例：`Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);` 2. **创建表**： - `TableDescriptorBuilder`：用于构建表的元数据描述。 - `Admin.createTable(TableDescriptor)`：通过管理员对象创建表。 - 示例：使用`TableDescriptorBuilder`创建表描述器，并通过`Admin`对象创建表。 3. **插入数据**： - `Put`：用于构建一个将被插入到表中的单元格。 - `Table.put(Put put)`：将构建好的`Put`对象插入到表中。 - 示例：创建`Put`对象并将其插入到表中。 4. **获取数据**： - `Get`：用于构建查询条件。 - `Table.get(Get get)`：根据构建好的`Get`对象查询数据。 - 示例：创建`Get`对象并从表中获取数据。 5. **扫描数据**： - `Scan`：用于构建扫描条件。 - `Table.get(Scan scan)`：根据构建好的`Scan`对象查询数据。 - 示例：创建`Scan`对象并从表中获取数据。 6. **关闭连接**： - `conn.close()`：关闭与HBase集群的连接。 - 示例：`conn.close();`。 #### 四、实验总结与心得体会 通过本次实验，我对HBase的安装配置有了深入的理解，并掌握了如何使用Shell命令和Java API来进行表的操作。HBase的强大之处在于它能够处理大规模的数据，并且提供了高效的数据读写能力。在未来的工作中，我会更加熟练地使用HBase来解决实际问题，并探索更多关于大数据处理的技术栈。

一、实验目的 1. 通过实验掌握基本的Flink编程方法。 2. 掌握用IntelliJ IDEA工具编写Flink程序的方法。 二、实验内容和要求 1. Ubuntu18.04（或Ubuntu16.04）。 2. IntelliJ IDEA。 3. Flink1.9.1。 三、实验步骤（每个步骤下均需有运行截图） 1．使用IntelliJ IDEA工具开发WordCount程序 在Linux系统中安装IntelliJ IDEA，然后使用IntelliJ IDEA工具开发WordCount程序，并打包成JAR文件，提交到Flink中运行。 在本次实验中，主要是学习掌握基本的Flink编程方法编写Flink程序的方法以及对大数据的基础编程技能进行巩固。并且还学习了Flink的基本原理和运行机制，还通过具体的代码实现，了解到Flink程序的编写步骤和注意事项。此外，还学会了如何使用IntelliJ IDEA工具进行Flink程序的编写和调试，加深了对开发工具的了解。

该学习资料是周韧研老师所编写的《VisualC++串口通信开发入门与编程实践》这本书的源代码，是一本很好的串口通信的书籍

《python入门经典：以解决计算问题为导向的python编程实践》不仅适合入门级的python程序员系统学习，也适合作为高等院校计算机和非计算机专业的程序设计课程教材。 《Python入门经典：以解决计算问题为导向的Python编程实践》是一本系统而科学的Python入门教程，美国密歇根州立大学等多所美国知名高校采用其作为编程语言的入门教材，被奉为经典。它不仅从计算机教学和计算机科学的角度讲解了初学者如何才能更有效地去学习Python，而且特别强调用Python解决生活中的实际问题，精心组织了大量来源于生活中不同领域的与数值计算和数据处理相关的案例。 《Python编程入门经典》主要内容：介绍用于存储和操作数据的变量的概念；讨论用于读写数据的文件和输入／输出；总结常被忽视的Python功能；深入研究如何为模块和程序编写测试；介绍如何使用Python编写GUI；着重介绍XML、HTML、XSL和相关技术；解释如何扩展Python；分享数值编程技术；介绍Jython的内部机理，Jython是一个用Java编写的Python版本。 Python入门经典目录 第一部分关于计算机的思考 第0章计算机科学研究 第二部分开始编程 第1章入门 第2章控制语句 第3章算法和程序开发 第三部分组织：数据结构和函数 第4章字符串 第5章函数快速入门 第6章列表和元组 第7章深入了解函数 第8章字典和集合 第9章文件 第10章程序开发进阶 第四部分类：自定义数据结构和算法 第11章类 第12章类进阶 第13章使用类开发程序 第五部分成为更好的程序员 第14章异常和异常处理 第15章测试 第16章递归：另一种控制机制 附录 附录a开始使用python 附录b用海龟绘图法进行简单绘图 附录c绘图和数值工具：快速浏览 附录dpython 3.0 附录eascii码表 附录f优先级

Unix-Linux编程实践教程

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