分布式数据库HBase 教案.doc

分布式数据库HBase

教师教案

任课教师：

课程名称：

授课对象：

授课学期：25年春季学期

目录

TOC\o1-1\h\u5276教案一第一章数据库概述 1

8960教案二第二章HBase简介与安装 5

32090教案三第三章HBase原理与架构 11

24751教案四第四章HBaseShell 17

5812教案五第五章HBaseAPI 25

28426教案七第六章HBase模式设计与优化 31

26505教案七第七章MapReduceOnHBase 37

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教案一第一章数据库概述

任务名称

第一章数据库概述

教学时数：2学时

授课地点

授课时间

授课教材

主要教学内容

1.分布式存储与NoSQL数据库原理；

2.HBase的优势与应用场景；

3.Hadoop环境搭建（岗课赛证融入：大数据工程师认证要求）；

4.课程思政设计：结合国产分布式数据库技术发展，强调自主创新精神。

学情分析

知识基础：学生已掌握数据库基本概念；

技能基础：具备Linux基础操作能力；

学习特点：偏好实践操作，需加强理论理解。

教学目标

素质目标：培养团队协作与问题解决能力；

知识目标：理解HBase架构与原理；

能力目标：独立完成Hadoop环境配置。

教学重点及难点

教学重点及解决措施：

Hadoop环境搭建（解决措施：分步演示+小组互助）

教学难点及解决措施：

NoSQL原理（解决措施：类比传统数据库对比讲解

教学方法及手段

任务驱动法（实验案例）、讲授法（重难点解析）、小组合作学习法。

课内外教学资源

包括各类线上线下资源、数字化资源等；

1.头歌平台HBase实验题库；

2.谷歌GFS/BigTable论文（扩展阅读）；

3.虚拟机镜像（Hadoop预装环境）。

教学活动过程

课前准备：

教学内容：HBase与RDBMS对比、BigTable论文相关基础问题

教师活动：

1.基础概念预习（线上）

活动形式：在线问卷+微课视频，发布10题预习问卷（含HBase与RDBMS对比、BigTable论文相关基础问题），提供5分钟微课视频《从Google三大论文看HBase诞生。输出要求：提交3个最想了解的HBase特性

学生活动：

（1）实践环境准备（线下）

分组任务（3人/组）：

使用Docker快速部署HBase单机版（提供安装脚本）

（2）行业案例调研

案例库选择：

金融行业：蚂蚁金服OceanBasevsHBase应用对比

社交平台：FacebookMessages的HBase实践

物联网：华为云HBase时序数据方案

设计意图：（围绕教学内容、岗课赛证融入、新技术、新工艺、新规范、新业态以及课程思政设计与融入等内容进行填写）

主题讨论（课堂前10分钟）：

展示阿里云HBase与AWSDynamoDB的技术对比

引导学生思考：国产数据库如何实现技术突围？

引导问题：

HBase的开源模式对国内技术发展的意义

分布式系统中自主可控的重要性

课中实施：

教学内容：

NoSQL简介、NoSQL特点、CAP理论、HBase概述、HBase数据模型、HBase体系结构、HBase读写流程

教师活动：

二、新课讲解

知识点1-NoSQL简介

教师通过的方式讲解NoSQL简介。

键值数据库（key-valuedatabase）

文档数据库（documentdatabase）

列族数据库（column-familydatabase）

图形数据库（graphdatabase）

知识点2-NoSQL特点

教师通过PPT的方式讲解NoSQL特点。

灵活的数据模型

高扩展性

高性能

分布式处理

知识点3-CAP理论。

教师通过PPT的方式讲解CAP理论。

一致性

可用性

分区容错性

CAP理论无法同时满足3个要素的原因

CAP理论的取舍策略

知识点4-HBase概述

教师通过PPT的方式讲解HBase概述。

HBase具有的显著特点。

HBase常见的应用场景。

海量数据存储

实时数据分析

时序数据存储

社交网络、用户画像

知识点5-HBase数据模型

教师通过PPT的方式讲解HBase数据模型。

RowKey

ColumnFamily

Qualifier

Timestamp

单元格

通过表employee介绍HBase数据模型

知识点6-HBase体系结构

教师通过PPT的方式讲解HBase体系结构。

知识点7-HBase读写流程

教师通过