【摘要】：近年來,由于移動網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入量的迅速擴張,計算機和社會網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)規(guī)模急劇增長。圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠很自然地對數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)、依賴等關(guān)系進行表示,因此,目前云環(huán)境下的數(shù)據(jù)一般采用圖作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行管理和操作,然而,傳統(tǒng)的圖分析工具和算法對處理如此龐大規(guī)模的數(shù)據(jù)逐漸顯得力不從心。對傳統(tǒng)經(jīng)典的工具和技術(shù)針對處理這種具有大規(guī)模數(shù)據(jù)的圖進行更新與完善,比如如何縮小這種圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的規(guī)模、如何從大規(guī)模圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取信息是極具挑戰(zhàn)和價值的問題。最小化大數(shù)據(jù)圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的規(guī)模,并且保留原數(shù)據(jù)集的信息,使之能夠被現(xiàn)有的針對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)模的數(shù)據(jù)挖掘、信息提取、推薦系統(tǒng)等技術(shù)所用,即為圖的最小化理論,該部分的研究成業(yè)已成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界所關(guān)注的焦點。鑒于諸多現(xiàn)代化技術(shù)為了提高處理效率均引入了虛擬化的思想,比如虛擬化網(wǎng)絡(luò)、虛擬化存儲等等新興技術(shù),這些技術(shù)都在計算機科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。為了提升挖掘大規(guī)模圖數(shù)據(jù)的效率、更有效地處理大規(guī)模圖數(shù)據(jù),通過借鑒虛擬化思想,我們提出了一種稱為“vGraph”的新方法。vGraph在基于原始大規(guī)模數(shù)據(jù)圖的所在的數(shù)據(jù)平面之上創(chuàng)建一個新的虛擬平面,并在其中構(gòu)建新的圖。這個方法通過針對原始數(shù)據(jù)平面的節(jié)點和邊,采用其累計相似度的計算值來創(chuàng)建虛擬節(jié)點和虛擬邊。通過在虛擬數(shù)據(jù)集和現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)集上進行實驗,我們證實了在處理大規(guī)模圖數(shù)據(jù)的過程中,采用vGraph方法能夠有效地減少數(shù)據(jù)處理的計算量,并且減少內(nèi)存使用、提升處理速度。并且,無論是從時間,還是在空間方面,使用vGraph代替目前的大數(shù)據(jù)圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是行之有效的。在云環(huán)境下,通過應(yīng)用本文提出的大數(shù)據(jù)圖的最小化理論,在服務(wù)計算場景、電子商務(wù)場景以及工業(yè)4.0場景,均得到了良好的實踐效果。1)服務(wù)計算(Service Computing)的發(fā)展促進了一切皆服務(wù)(XaaS)時代的來臨,同時也為云計算帶來了重大變革。它為商業(yè)建模,管理和電子商務(wù)等領(lǐng)域提供了新的機遇。在線購物是電子商務(wù)領(lǐng)域的一個受眾最廣的應(yīng)用,但是,在發(fā)展中國家,特別是農(nóng)村地區(qū)電子商務(wù)普及率不高的現(xiàn)象依舊存在�；ヂ�(lián)網(wǎng)接入量低,互聯(lián)網(wǎng)用戶少,信用制度不完善是阻礙發(fā)展中國家在電子商務(wù)領(lǐng)域發(fā)展的顯著原因。電子商務(wù)中顧客和線上賣家之間存在具有大規(guī)模數(shù)據(jù)的圖結(jié)構(gòu),本文以該數(shù)據(jù)圖結(jié)構(gòu)出發(fā),提出了一個基于云服務(wù)中心的OSaaS模型。實驗結(jié)果表示,通過應(yīng)用該模型,可以提高用戶針對在線購物應(yīng)用的使用率,并擴大交易數(shù)據(jù)的規(guī)模。該模型引入了在消費者和在線賣家之間扮演第三方角色的云服務(wù)中心,消費者可以通過電話向當(dāng)?shù)氐脑品⻊?wù)中心下訂單,也可以通過訪問位于社區(qū)的服務(wù)點下訂單獲取所需產(chǎn)品。實驗分析同樣表明,采用這種方式可以加速在線購物應(yīng)用在發(fā)展中國家的發(fā)展。2)信息和通信技術(shù)的迅速發(fā)展同樣沖擊著傳統(tǒng)交易平臺,將世界貿(mào)易推向了信息時代。由于信息通信技術(shù)的迅速發(fā)展,發(fā)達國家的電子商務(wù)數(shù)據(jù)的來源已經(jīng)從傳統(tǒng)單一的桌面計算機轉(zhuǎn)變成多元化的智能終端。相反,由于一些障礙,發(fā)展中國家對電子商務(wù)接受程度(表現(xiàn)為電子商務(wù)大數(shù)據(jù)圖的生成速度)進展緩慢。這主要是由于發(fā)展中國家相比發(fā)達國家缺少新興的信息通信技術(shù),文盲率較高,社會信用保障體系不健全,公民對新興技術(shù)的接受度不高,互聯(lián)網(wǎng)接入數(shù)量有限等現(xiàn)實因素。本文以發(fā)展中國家巴基斯坦為例,通過研究電子商務(wù)大數(shù)據(jù)圖的生成速度,間接研究在線購物應(yīng)用在國內(nèi)發(fā)展的限制因素,挑戰(zhàn)和屏障。并在具有充分理論研究的基礎(chǔ)上提出了一個研究模型,實證分析展示了目前巴基斯坦國家為了提高在線購物應(yīng)用的普及率所面臨的主要屏障與困難。3)隨著工業(yè)4.0的發(fā)展,世界正處于工業(yè)自動化技術(shù)的一個新的創(chuàng)新時代的開端。全球現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)融合了機器,計算,分析,物聯(lián)網(wǎng),云系統(tǒng)和自動化數(shù)據(jù)交換的能力。工業(yè)4.0是數(shù)字工廠和智能產(chǎn)品數(shù)字世界的革命。工業(yè)4.0聚焦網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)、產(chǎn)品線智能化、人機交互、3D打印等新興技術(shù),它是多學(xué)科技術(shù)的集成化,用戶僅需通過簡單交互即可得到令人難以置信的便捷服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展使得設(shè)備可以輕而易舉地增加通信功能與其他設(shè)備進行交互,從而連接了整個智能機器世界。與此同時,也同樣產(chǎn)生了不可同日而語的數(shù)據(jù)規(guī)模,大數(shù)據(jù)給這些系統(tǒng)帶來了新的機遇。本文以工業(yè)4.0下的云環(huán)境為背景,探討了如何應(yīng)用大規(guī)模圖提取摘要信息技術(shù)。該部分的研究成果有助于研究人員在工業(yè)4.0領(lǐng)域中的云環(huán)境下以此作為設(shè)計原型,進而設(shè)計不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的大數(shù)據(jù)圖提取摘要信息技術(shù)。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.13
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本文編號：2707181