軟件工程論文開題報(bào)告模板
在人們素養(yǎng)不斷提高的今天,我們都不可避免地要接觸到報(bào)告,不同種類的報(bào)告具有不同的用途。我敢肯定,大部分人都對(duì)寫報(bào)告很是頭疼的,以下是小編為大家收集的軟件工程論文開題報(bào)告模板,僅供參考,歡迎大家閱讀。
一、選題背景
當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)面臨著許許多多的挑戰(zhàn)和千變?nèi)f化的需求,其中就包括需要管理海量的數(shù)據(jù),并且能為高速增長(zhǎng)的用戶群提供持續(xù)可依賴的服務(wù)。這里所說的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)包括了諸如在線郵箱、搜索引擎、在線游戲、在線金融系統(tǒng)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、文件共享網(wǎng)絡(luò)等等。因此,能提供這些互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的系統(tǒng)往往很龐大:由成百上千臺(tái)機(jī)器組成,并且這些機(jī)器可能在同一個(gè)數(shù)據(jù)中心里,也可能分散在不同的數(shù)據(jù)中心,之間通過不可依賴的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。在具有如此巨大的擴(kuò)展性的集群中,錯(cuò)誤的發(fā)生變的很常見:一部分機(jī)器可能隨時(shí)會(huì)遇到硬件或者軟件故障;網(wǎng)絡(luò)延遲和網(wǎng)絡(luò)故障隨時(shí)可能發(fā)生,導(dǎo)致丟包、網(wǎng)絡(luò)分區(qū)等情況;偶發(fā)的惡意攻擊或是操作錯(cuò)誤,也有可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的災(zāi)難性錯(cuò)誤發(fā)生。所以,構(gòu)建這種系統(tǒng)的軟件往往很復(fù)雜,同時(shí),每隔一段時(shí)間,系統(tǒng)都需要進(jìn)行一定的修改(升級(jí))以提升性能、修改錯(cuò)誤或增加新的功能。本文工作所面臨的最基本的問題就是如何有效地設(shè)計(jì)一種工程上可行的升級(jí)方案,使得這種規(guī)模的分布式系統(tǒng)能在升級(jí)期間能持續(xù)地提供服務(wù)。
二、研究目的和意義
時(shí)下云計(jì)算十分火爆,各種互聯(lián)網(wǎng)公司、銀行、政府都經(jīng)常提及云計(jì)算,各種各樣的分布式系統(tǒng)也層出不窮,不論是著名的大型分布式產(chǎn)品的開源項(xiàng)目諸如Hadoop、OpenStack、MongoDB等等,又或者是國(guó)內(nèi)外的著名的云計(jì)算服務(wù)提供商AmazonAWS、MicrosoftAzure、阿里云們,云計(jì)算早已從紙面或者是宣傳標(biāo)語中,走向了實(shí)實(shí)在在的落地階段。但是,針對(duì)云計(jì)算抑或是分布式系統(tǒng)中一個(gè)比較具體的問題的相關(guān)研究,尤其對(duì)于國(guó)內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域而言,卻是比較缺少的,國(guó)內(nèi)工業(yè)界的著名廠商們似乎都在悶頭造車,分享出來的解決云計(jì)算工程中實(shí)際具體問題的論文和研究成果依然較少。本人深知自己的能力有限,僅得益于研究生期間的一些實(shí)習(xí)經(jīng)歷,結(jié)合工程實(shí)際,嘗試對(duì)分布式系統(tǒng)的升級(jí)和數(shù)據(jù)遷移問題做一些總結(jié)和提煉的工作,并且有一定的創(chuàng)新。
三、本文研究涉及的主要理論
分布式系統(tǒng)是其組件分布在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上,組件之間通過傳遞消息進(jìn)行通信和動(dòng)作協(xié)調(diào)的軟件系統(tǒng)[2]。分布式系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)稱,常見的有分布式操作系統(tǒng)、分布式程序設(shè)計(jì)語言及其編譯(解釋)系統(tǒng)、分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫(存儲(chǔ))系統(tǒng)等等。本文所面臨的升級(jí)和數(shù)據(jù)遷移的問題涉及到更多的是分布式存儲(chǔ)系統(tǒng),分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的定義如下:分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)是大量的普通的PC服務(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián),對(duì)外作為一個(gè)整體提供存儲(chǔ)服務(wù)。也可以說,那些以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問為目的而設(shè)計(jì)的分布式系統(tǒng)稱之為分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。與普通的軟件系統(tǒng)不同,分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特性,理解這些特性對(duì)解決本文所提出的問題具有基礎(chǔ)性的意義。擴(kuò)展性:分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展性是最重要的優(yōu)勢(shì),往往可以擴(kuò)展成百上千臺(tái)的規(guī)模。同時(shí)隨著集群規(guī)模的增長(zhǎng),其系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)為線性增長(zhǎng)。并且,可以根據(jù)一定的策略將數(shù)據(jù)和請(qǐng)求分配到不同的物理節(jié)點(diǎn),物理節(jié)點(diǎn)的數(shù)目和集群處理能力成正比,集群是線性可擴(kuò)展的。同時(shí),集群能否擴(kuò)展,可否線性擴(kuò)展是衡量分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)。低成本和高性能:分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)具有的自動(dòng)容錯(cuò)、自動(dòng)負(fù)載均衡機(jī)制使其可以構(gòu)建在普通的PC機(jī)之上。另外,線性擴(kuò)展能力也使得增加、減少機(jī)器非常方便,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)維。因此,對(duì)整個(gè)集群而言,分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)具備高性能。數(shù)據(jù)分布:分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)區(qū)別于單機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是它可以按照一定方法進(jìn)行數(shù)據(jù)切片,不同的物理節(jié)點(diǎn)分布不同的數(shù)據(jù)分片,從而將系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量壓力和訪問請(qǐng)求壓力分散到系統(tǒng)集群的各個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上,使系統(tǒng)整體能夠存儲(chǔ)超大規(guī)模的數(shù)據(jù)量,同時(shí)能夠接受更多的并發(fā)請(qǐng)求。那么如何將數(shù)據(jù)分布到多臺(tái)服務(wù)器才能夠保證數(shù)據(jù)分布均勻?數(shù)據(jù)分布到多臺(tái)服務(wù)器后如何實(shí)現(xiàn)跨服務(wù)器讀寫操作?常用的數(shù)據(jù)分片和分布方法有兩種:a.哈希分區(qū)方法,即根據(jù)數(shù)據(jù)的Key進(jìn)行哈希取模,離散的分配到集群的物理節(jié)點(diǎn)上,Amazon的Dynamo采用了一致性哈希算法進(jìn)行分區(qū);b.連續(xù)分區(qū)方法,即將整個(gè)數(shù)據(jù)集合按照key來排序,根據(jù)key的范圍進(jìn)行分片。
四、本文研究的主要內(nèi)容及研究框架
(一)本文研究的主要內(nèi)容
本論文共分為六章,各章的主要內(nèi)容如下所述:
第一章為引言。介紹了本論文的研究背景,簡(jiǎn)述了云計(jì)算和分布式系統(tǒng)目前的現(xiàn)狀,系統(tǒng)升級(jí)的必要性,以及本文的主要工作和組織結(jié)構(gòu)。
第二章為文獻(xiàn)綜述。介紹了分布式系統(tǒng)相關(guān)的基本理論,分析了一些典型的Nosql系統(tǒng),綜述了在單機(jī)軟件成熟的升級(jí)方案以及在分布式系統(tǒng)升級(jí)問題上前人的一些研究成果。
第三章為難點(diǎn)分析及總體設(shè)計(jì)。本章系統(tǒng)地分析了分布式系統(tǒng)升級(jí)問題的難點(diǎn),并且提出了高可用的分布式系統(tǒng)升級(jí)設(shè)計(jì)的基本概念和原則,在此基礎(chǔ)上,提出了該問題的總體設(shè)計(jì)方案。
第四章為詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本章在前一章的基礎(chǔ)上,依次詳細(xì)地設(shè)計(jì)了在單數(shù)據(jù)中心和跨數(shù)據(jù)中心的分布式環(huán)境下的系統(tǒng)升級(jí)方案,為本論文的最為重點(diǎn)的章節(jié)。
第五章為方案測(cè)試與實(shí)施。本章在詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出了相應(yīng)的測(cè)試和實(shí)施方案,通過測(cè)試分析和實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了升級(jí)方案的有效性。
第六章為總結(jié)和展望?偨Y(jié)了全文所做的工作,指出了論文的創(chuàng)新點(diǎn),并且對(duì)論文的不足以及未來的后續(xù)研究做出了展望。
(二)本文研究框架
本文研究框架可簡(jiǎn)單表示為:
五、寫作提綱
摘要4-5
ABSTRACT5-6
第一章引言9-11
1.1研究背景9
1.3本文組織結(jié)構(gòu)10-11
2.1分布式相關(guān)理論11-14
2.1.1基本概念和特性11-12
2.2典型Nosql系統(tǒng)分析14-19
2.2.1Bigtable15-16
2.2.2Dynamo16-18
2.2.3Cassandra與Bigtable,Dynamo的對(duì)比18-19
2.5本章小結(jié)22-23
第三章難點(diǎn)分析與總體設(shè)計(jì)23-32
3.2高可用的分布式系統(tǒng)升級(jí)設(shè)計(jì)25-27
3.2.2升級(jí)設(shè)計(jì)的基本原則26-27
3.3總體設(shè)計(jì)方案27-31
3.3.2方案步驟28-30
3.3.3重點(diǎn)說明30-31
3.4本章小結(jié)31-32
第四章詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)32-51
4.2單數(shù)據(jù)中心分布式系統(tǒng)升級(jí)33-38
4.2.1設(shè)計(jì)意義33-34
4.2.2詳細(xì)設(shè)計(jì)34-38
4.3跨數(shù)據(jù)中心分布式系統(tǒng)升級(jí)38-42
4.3.1區(qū)別分析38
4.3.2總體說明38-39
4.3.3讀寫請(qǐng)求處理39-40
4.3.4詳細(xì)步驟40-42
4.4主要模塊的實(shí)現(xiàn)42-49
4.4.2升級(jí)主要模塊實(shí)現(xiàn)44-46
4.4.3數(shù)據(jù)遷移模塊實(shí)現(xiàn)46-48
4.4.4回調(diào)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)48-49
4.5本章小結(jié)49-51
第五章方案實(shí)施與測(cè)試51-70
5.1方案實(shí)施51-57
5.1.1系統(tǒng)部署51
5.2方案測(cè)試57-66
5.2.1單元測(cè)試57-61
5.2.2集成測(cè)試61-63
5.2.3系統(tǒng)測(cè)試63-66
5.3實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境測(cè)試結(jié)果66-69
5.4本章小結(jié)69-70
第六章總結(jié)與展望70-72
6.1回顧和總結(jié)70-71
6.2前景展望71-72
參考文獻(xiàn)72-74
致謝74
六、本文研究進(jìn)展(略)
七、參考文獻(xiàn)
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