“Flink實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)”課程教學(xué)大綱英文名稱：Flinkreal-timebigdataprocessingtechnology課程編號(hào)：學(xué)時(shí)數(shù)：80其中講授學(xué)時(shí)數(shù)：64 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：16 學(xué)分?jǐn)?shù)：x適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)一、課程的性質(zhì)和教學(xué)目標(biāo)《Flink實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)》課程是一門專注于ApacheFlink框架的深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐的課程。該課程旨在通過系統(tǒng)的教學(xué)和實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，使學(xué)生全面理解和掌握Flink在實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)處理方面的技術(shù)和應(yīng)用。課程性質(zhì)特點(diǎn)可以概括為以下幾個(gè)方面：專業(yè)性強(qiáng)：課程內(nèi)容針對(duì)Flink這一開源的流式處理和批處理框架，深入剖析其核心概念、原理和技術(shù)細(xì)節(jié)。實(shí)踐性強(qiáng)：課程不僅包含理論知識(shí)的講解，還通過大量的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，提升實(shí)踐能力。綜合性高：課程不僅涵蓋Flink的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用，還涉及數(shù)據(jù)倉庫、流處理、批處理等多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)?！禙link實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)》課程的具體教學(xué)目標(biāo)如下：一、知識(shí)目標(biāo)理解Flink基本概念：學(xué)生能夠清晰理解Flink的定義、特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景以及與其他大數(shù)據(jù)處理框架的對(duì)比。掌握Flink核心技術(shù)：學(xué)生能夠掌握Flink的核心技術(shù)，包括流處理、批處理、狀態(tài)管理、容錯(cuò)機(jī)制等。熟悉FlinkAPI：學(xué)生能夠熟練使用Flink的API進(jìn)行編程，包括DataStreamAPI、TableAPI等。二、能力目標(biāo)編程能力：學(xué)生能夠使用Flink進(jìn)行大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和批處理，編寫高效的Flink作業(yè)。問題解決能力：學(xué)生能夠獨(dú)立分析和解決在Flink應(yīng)用中遇到的問題，如性能調(diào)優(yōu)、異常處理等。項(xiàng)目實(shí)踐能力：學(xué)生能夠參與實(shí)際的大數(shù)據(jù)項(xiàng)目，利用Flink技術(shù)解決實(shí)際問題。三、素質(zhì)目標(biāo)團(tuán)隊(duì)協(xié)作：培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，能夠在團(tuán)隊(duì)中有效溝通和協(xié)作，共同完成大數(shù)據(jù)項(xiàng)目。創(chuàng)新思維：鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注新技術(shù)和新趨勢(shì)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，為大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。二、專業(yè)能力目標(biāo)：一、基礎(chǔ)理論與知識(shí)掌握掌握ApacheFlink的核心概念和原理，包括其作為開源的流式處理和批處理框架的特性和優(yōu)勢(shì)。理解Flink如何對(duì)無界和有界數(shù)據(jù)流進(jìn)行有狀態(tài)計(jì)算，并能闡述Flink在大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。熟悉Flink的流處理模型、時(shí)間處理機(jī)制（如事件時(shí)間、處理時(shí)間、攝取時(shí)間）、窗口處理（如滾動(dòng)窗口、滑動(dòng)窗口、會(huì)話窗口）等核心概念。二、編程與操作能力熟練使用Flink的DataStreamAPI和TableAPI進(jìn)行編程，包括數(shù)據(jù)流的創(chuàng)建、轉(zhuǎn)換、聚合、過濾等操作。理解和實(shí)踐Flink的狀態(tài)管理機(jī)制，能夠在程序中創(chuàng)建和使用狀態(tài)來存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)流中的信息。熟悉Flink的容錯(cuò)和檢查點(diǎn)機(jī)制，了解如何確保作業(yè)在失敗時(shí)的數(shù)據(jù)一致性和可恢復(fù)性。三、項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)與應(yīng)用能力通過實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，能夠獨(dú)立完成Flink作業(yè)的開發(fā)、部署和調(diào)優(yōu)，包括性能優(yōu)化、資源管理等。能夠?qū)link應(yīng)用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、異常檢測(cè)、日志處理、實(shí)時(shí)推薦等實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，解決實(shí)際問題。學(xué)會(huì)與其他大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中的組件（如Kafka、Hadoop、HBase等）進(jìn)行集成和協(xié)作，構(gòu)建完整的大數(shù)據(jù)處理和分析平臺(tái)。四、問題解決與創(chuàng)新能力能夠獨(dú)立分析和解決在Flink應(yīng)用中遇到的問題，如數(shù)據(jù)傾斜、內(nèi)存溢出、延遲過高等性能問題。具備對(duì)Flink新功能和技術(shù)的敏銳度，能夠迅速掌握并將其應(yīng)用于項(xiàng)目中。鼓勵(lì)創(chuàng)新思維，能夠結(jié)合業(yè)務(wù)需求和技術(shù)趨勢(shì)，提出創(chuàng)新性的解決方案和優(yōu)化建議。五、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，能夠在團(tuán)隊(duì)中有效溝通和協(xié)作，共同完成大數(shù)據(jù)項(xiàng)目。學(xué)會(huì)與其他團(tuán)隊(duì)成員、客戶或利益相關(guān)者進(jìn)行有效的溝通和協(xié)調(diào)，確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行。課程思政目標(biāo)：一、職業(yè)道德與責(zé)任感培養(yǎng)學(xué)生的誠實(shí)守信品質(zhì)，確保在大數(shù)據(jù)處理和分析過程中遵守職業(yè)道德規(guī)范，保護(hù)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感，使其認(rèn)識(shí)到在大數(shù)據(jù)處理和分析工作中，任何決策和行動(dòng)都可能對(duì)社會(huì)和個(gè)人產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，因此必須謹(jǐn)慎對(duì)待。二、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，通過項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)和團(tuán)隊(duì)合作，讓學(xué)生學(xué)會(huì)與他人有效溝通和協(xié)作，共同解決問題。提高學(xué)生的溝通能力，使其能夠清晰表達(dá)自己的想法和觀點(diǎn)，同時(shí)也能夠傾聽他人的意見和建議，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)和諧與進(jìn)步。三、創(chuàng)新思維與解決問題能力激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)學(xué)生敢于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀念和方法，提出創(chuàng)新性的解決方案和優(yōu)化建議。培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力，使其在面對(duì)大數(shù)據(jù)處理和分析中的復(fù)雜問題時(shí)，能夠迅速找到問題的根源并提出有效的解決方案。四、法律意識(shí)與合規(guī)操作增強(qiáng)學(xué)生的法律意識(shí)，使其了解并遵守相關(guān)的法律法規(guī)和政策規(guī)定，確保在大數(shù)據(jù)處理和分析過程中不侵犯他人的合法權(quán)益。培養(yǎng)學(xué)生的合規(guī)操作習(xí)慣，使其在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析時(shí)能夠遵循公司規(guī)章制度和行業(yè)規(guī)范，避免違規(guī)操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)。五、社會(huì)責(zé)任與可持續(xù)發(fā)展培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，使其認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)處理和分析工作對(duì)于社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的重要性，積極貢獻(xiàn)自己的力量。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注可持續(xù)發(fā)展問題，在大數(shù)據(jù)處理和分析過程中注重節(jié)能減排、資源循環(huán)利用等環(huán)保問題，為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。三、課程教學(xué)內(nèi)容的基本要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章ApacheFlink概述1.1 Flink是什么掌握Flink的介紹以及Flink發(fā)展現(xiàn)狀和未來。1.2 Flink層次架構(gòu)掌握Flink核心層次架構(gòu)情況以及作用1.3 大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)的發(fā)展掌握主流大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理發(fā)展現(xiàn)狀和各自優(yōu)缺點(diǎn)1.4 Flink應(yīng)用場(chǎng)景掌握Flink的應(yīng)用場(chǎng)景知道Flink的用途1.5Flink生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)掌握Flink生態(tài)環(huán)境技術(shù)1.6 Flink與其他大數(shù)據(jù)框架的關(guān)系掌握Flink與其他大數(shù)據(jù)框架的關(guān)系與區(qū)別。重點(diǎn)：Flink是什么、Flink層次架構(gòu)、大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)的發(fā)展、Flink應(yīng)用場(chǎng)景、Flink生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)、Flink與其他大數(shù)據(jù)框架的關(guān)系。難點(diǎn)：Flink層次架構(gòu)。思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）介紹我國的大數(shù)據(jù)發(fā)展史以及現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)例激發(fā)學(xué)生愛國主義情懷，傳播愛黨、愛國、積極向上的正能量。第二章Scala語言2.1Scala語言概述掌握Scala語言是什么？以及Scala語言與其他編程語言的關(guān)系。2.2Scala語言入門理解Scala語言語言的基礎(chǔ)內(nèi)涵與Scala語言的編程方式2.3集合掌握Scala語言中常用集合2.4函數(shù)式編程掌握Scala語言中函數(shù)式編程2.5面向?qū)ο缶幊陶莆誗cala語言面向?qū)ο?.6模式匹配掌握Scala語言模式匹配重點(diǎn)：Scala語言入門、Scala語言中常用集合、面向?qū)ο缶幊屉y點(diǎn)：模式匹配思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）融合職業(yè)素養(yǎng)中編碼規(guī)范的意義，在知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)中弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀。第三章環(huán)境搭建和應(yīng)用部署3.1Flink開發(fā)環(huán)境搭建理解Flink開發(fā)環(huán)境搭建流程3.2Flink詞頻統(tǒng)計(jì)理解Flink詞頻統(tǒng)計(jì)的原理3.3Flink集群部署理解Flink集群部署的原理和方式3.4YARN模式的部署與應(yīng)用提交理解Flink在YARN模式的部署與應(yīng)用提交重點(diǎn)：Flink詞頻統(tǒng)計(jì)難點(diǎn)：YARN模式的部署與應(yīng)用提交、Flink集群部署思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）融合職業(yè)素養(yǎng)中編碼規(guī)范的意義，在知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)中弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀。第四章Flink流處理架構(gòu)與原理4.1Flink流處理架構(gòu)與原理掌握Flink流處理架構(gòu)與原理和實(shí)現(xiàn)4.2Flink流處理架構(gòu)掌握Flink流處理架構(gòu)的核心思想4.3Flink集群架構(gòu)掌握Flink集群架構(gòu)的原理和實(shí)現(xiàn)方式重點(diǎn)：Flink流處理架構(gòu)、Flink流處理架構(gòu)與原理難點(diǎn)：Flink集群架構(gòu)思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）注重文化修養(yǎng)、道德修養(yǎng)的輸入，為社會(huì)輸出人生價(jià)值、為國家發(fā)展貢獻(xiàn)力量。第五章流處理API5.1基本使用熟悉API的基本使用。5.2DataStream數(shù)據(jù)源熟悉DataStream數(shù)據(jù)源有些。5.3DataStream轉(zhuǎn)換算子掌握DataStream轉(zhuǎn)換算子有那些和用法5.4DataStreamSink掌握DataStreamSink的用法5.5用戶行為實(shí)時(shí)分析了解用戶行為實(shí)時(shí)分析的方式和方法，能夠應(yīng)用所學(xué)進(jìn)行分析熟悉運(yùn)行測(cè)試的流程及方法。重點(diǎn)：DataStream數(shù)據(jù)源、DataStream轉(zhuǎn)換算子、DataStreamSink難點(diǎn)：用戶行為實(shí)時(shí)分析思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）注重文化修養(yǎng)、道德修養(yǎng)的輸入，為社會(huì)輸出人生價(jià)值、為國家發(fā)展貢獻(xiàn)力量。第六章時(shí)間和窗口6.1時(shí)間與窗口的概念理解Flink的時(shí)間與窗口的概念6.2窗口的基本使用理解Flink的窗口的基本使用方法6.3窗口函數(shù)理解Flink窗口函數(shù)用法重點(diǎn)：窗口的基本使用、時(shí)間與窗口的概念難點(diǎn)：窗口函數(shù)思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）培養(yǎng)學(xué)生持之以恒、百折不撓、不斷打磨專業(yè)能力的品質(zhì)和工匠精神。第七章處理函數(shù)與狀態(tài)管理7.1處理函數(shù)了解Flink處理函數(shù)用法。7.2多流操作熟悉Flink多流操作過程。7.3狀態(tài)管理掌握Flink狀態(tài)管理7.3狀態(tài)持久化掌握Flink的狀態(tài)持久化方式和過程重點(diǎn)：處理函數(shù)、多流操作、狀態(tài)持久化、狀態(tài)管理難點(diǎn)：狀態(tài)持久化、狀態(tài)管理思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）培養(yǎng)學(xué)生持之以恒、百折不撓、不斷打磨專業(yè)能力的品質(zhì)和工匠精神。第八章TableAPI和SQL8.1TableAPI&SQL概述理解Flink的TableAPI&SQL概述作用。8.2FlinkSQL使用熟悉Flink的FlinkSQL使用方式和方法。8.3窗口處理掌握Flink窗口處理原理、方式和方法8.4函數(shù)熟悉Flink函數(shù)作用以及用法等。重點(diǎn)：FlinkSQL使用、窗口處理、函數(shù)難點(diǎn)：窗口處理、函數(shù)思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）鼓勵(lì)學(xué)生多與正能量的人交往，樹立正確的交友觀、價(jià)值觀。第九章FlinkKafka連接器9.1Kafka概述掌握Kfaka的原理和介紹。9.2生產(chǎn)者與消費(fèi)者理解Kafka的生產(chǎn)者與消費(fèi)者是什么，作用和實(shí)現(xiàn)方式。9.3Flink集成Kafka理解Flink集成Kafka的過程原理和方式。9.4數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)清洗與可視化理解Flink對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)清洗與可視化。重點(diǎn)：生產(chǎn)者與消費(fèi)者、Flink集成Kafka、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)清洗與可視化難點(diǎn)：Flink集成Kafka、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)清洗與可視化思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）結(jié)合大數(shù)據(jù)的分而治之思想，啟發(fā)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作意識(shí)、統(tǒng)籌意識(shí)。第十章Flink數(shù)據(jù)倉庫項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)10.1數(shù)據(jù)倉庫概述掌握數(shù)據(jù)倉庫的構(gòu)建和安裝。10.2數(shù)據(jù)倉庫架構(gòu)與模型設(shè)計(jì)掌握基于數(shù)據(jù)倉庫的與模型設(shè)計(jì)對(duì)倉庫運(yùn)行和測(cè)試。10.3實(shí)時(shí)數(shù)倉環(huán)境準(zhǔn)備10.4項(xiàng)目具體實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)倉庫架構(gòu)與模型設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)數(shù)倉環(huán)境準(zhǔn)備、項(xiàng)目具體實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：項(xiàng)目具體實(shí)現(xiàn)思政教學(xué)（支撐思政目標(biāo)）指針靈活，但萬變不離其宗。教育學(xué)生不忘初心、牢記使命，全心全意為人民服務(wù)。四、教學(xué)方式及學(xué)時(shí)分配表2各章節(jié)教學(xué)方式與學(xué)時(shí)分配序號(hào)主要內(nèi)容主要教學(xué)方式學(xué)時(shí)分配1第1章ApacheFlink概述線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練122第2章Scala語言線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練123第3章環(huán)境搭建和應(yīng)用部署線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練84第4章Flink流處理架構(gòu)與原理線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練65第5章流處理API線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練106第6章時(shí)間和窗口線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練67第7章處理函數(shù)與狀態(tài)管理線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練68第8章TableAPI和SQL線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練89第9章FlinkKafka連接器線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練810第10章Flink數(shù)據(jù)倉庫項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)線上自學(xué)+在線評(píng)測(cè)+線下課堂講授+學(xué)生邊學(xué)邊練8五、其它教學(xué)環(huán)節(jié)的要求1.課內(nèi)采用“講授為主、討論為輔”的方式，課后提供PPT課件下載。2.課外環(huán)節(jié)包括