本科論文開題報告

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2016本科論文開題報告范例

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2016本科論文開題報告范例

　　2016本科論文開題報告范例(1)

　　一、選題背景

　　當今的互聯(lián)網服務面臨著許許多多的挑戰(zhàn)和千變萬化的需求，其中就包括需要管理海量的數(shù)據(jù)，并且能為高速增長的用戶群提供持續(xù)可依賴的服務。這里所說的互聯(lián)網服務包括了諸如在線郵箱、搜索引擎、在線游戲、在線金融系統(tǒng)、內容分發(fā)網絡、文件共享網絡等等。因此，能提供這些互聯(lián)網服務的系統(tǒng)往往很龐大：由成百上千臺機器組成，并且這些機器可能在同一個數(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絡進行通信。在具有如此巨大的擴展性的集群中，錯誤的發(fā)生變的很常見：一部分機器可能隨時會遇到硬件或者軟件故障;網絡延遲和網絡故障隨時可能發(fā)生，導致丟包、網絡分區(qū)等情況;偶發(fā)的惡意攻擊或是操作錯誤，也有可能導致不可預測的災難性錯誤發(fā)生。所以，構建這種系統(tǒng)的軟件往往很復雜，同時，每隔一段時間，系統(tǒng)都需要進行一定的修改(升級)以提升性能、修改錯誤或增加新的功能。本文工作所面臨的最基本的問題就是如何有效地設計一種工程上可行的升級方案，使得這種規(guī)模的分布式系統(tǒng)能在升級期間能持續(xù)地提供服務。

　　二、研究目的和意義

　　時下云計算十分火爆，各種互聯(lián)網公司、銀行、政府都經常提及云計算，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品的開源項目諸如 Hadoop、Open Stack、Mongo DB 等等，又或者是國內外的著名的云計算服務提供商 Amazon AWS、Microsoft Azure、阿里云們，云計算早已從紙面或者是宣傳標語中，走向了實實在在的落地階段。但是，針對云計算抑或是分布式系統(tǒng)中一個比較具體的問題的相關研究，尤其對于國內的相關領域而言，卻是比較缺少的，國內工業(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算工程中實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習經歷，結合工程實際，嘗試對分布式系統(tǒng)的升級和數(shù)據(jù)遷移問題做一些總結和提煉的工作，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)網的計算機上，組件之間通過傳遞消息進行通信和動作協(xié)調的軟件系統(tǒng)[2]。分布式系統(tǒng)是一個統(tǒng)稱，常見的有分布式操作系統(tǒng)、分布式程序設計語言及其編譯(解釋)系統(tǒng)、分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫(存儲)系統(tǒng)等等。本文所面臨的升級和數(shù)據(jù)遷移的問題涉及到更多的是分布式存儲系統(tǒng)，分布式存儲系統(tǒng)的定義如下：分布式存儲系統(tǒng)是大量的普通的PC 服務器通過互聯(lián)網互聯(lián)，對外作為一個整體提供存儲服務。也可以說，那些以數(shù)據(jù)存儲和訪問為目的而設計的分布式系統(tǒng)稱之為分布式存儲系統(tǒng)。與普通的軟件系統(tǒng)不同，分布式存儲系統(tǒng)具有以下幾個特性，理解這些特性對解決本文所提出的問題具有基礎性的意義。擴展性：分布式存儲系統(tǒng)的擴展性是最重要的優(yōu)勢，往往可以擴展成百上千臺的規(guī)模。同時隨著集群規(guī)模的增長，其系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)為線性增長。并且，可以根據(jù)一定的策略將數(shù)據(jù)和請求分配到不同的物理節(jié)點，物理節(jié)點的數(shù)目和集群處理能力成正比，集群是線性可擴展的。同時，集群能否擴展，可否線性擴展是衡量分布式存儲系統(tǒng)的一個重要指標。低成本和高性能：分布式存儲系統(tǒng)具有的自動容錯、自動負載均衡機制使其可以構建在普通的 PC 機之上。另外，線性擴展能力也使得增加、減少機器非常方便，可以實現(xiàn)自動運維。因此，對整個集群而言，分布式存儲系統(tǒng)具備高性能。數(shù)據(jù)分布：分布式存儲系統(tǒng)區(qū)別于單機存儲系統(tǒng)最大的特點是它可以按照一定方法進行數(shù)據(jù)切片，不同的物理節(jié)點分布不同的數(shù)據(jù)分片，從而將系統(tǒng)的存儲容量壓力和訪問請求壓力分散到系統(tǒng)集群的各個物理節(jié)點上，使系統(tǒng)整體能夠存儲超大規(guī)模的數(shù)據(jù)量，同時能夠接受更多的并發(fā)請求。那么如何將數(shù)據(jù)分布到多臺服務器才能夠保證數(shù)據(jù)分布均勻?數(shù)據(jù)分布到多臺服務器后如何實現(xiàn)跨服務器讀寫操作?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 進行哈希取模，離散的分配到集群的物理節(jié)點上，Amazon 的 Dynamo 采用了一致性哈希算法進行分區(qū);b.連續(xù)分區(qū)方法，即將整個數(shù)據(jù)集合按照 key 來排序，根據(jù) key 的范圍進行分片。

　　四、本文研究的主要內容及研究框架

　　(一)本文研究的主要內容

　　本論文共分為六章，各章的主要內容如下所述：

　　第一章為引言。介紹了本論文的研究背景，簡述了云計算和分布式系統(tǒng)目前的現(xiàn)狀，系統(tǒng)升級的必要性，以及本文的主要工作和組織結構。

　　第二章為文獻綜述。介紹了分布式系統(tǒng)相關的基本理論，分析了一些典型的 Nosql系統(tǒng)，綜述了在單機軟件成熟的升級方案以及在分布式系統(tǒng)升級問題上前人的一些研究成果。

　　第三章為難點分析及總體設計。本章系統(tǒng)地分析了分布式系統(tǒng)升級問題的難點，并且提出了高可用的分布式系統(tǒng)升級設計的基本概念和原則，在此基礎上，提出了該問題的總體設計方案。

　　第四章為詳細設計和實現(xiàn)。本章在前一章的基礎上，依次詳細地設計了在單數(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)升級方案，為本論文的最為重點的章節(jié)。

　　第五章為方案測試與實施。本章在詳細設計與實現(xiàn)的基礎上，提出了相應的測試和實施方案，通過測試分析和實驗分析驗證了升級方案的有效性。

　　第六章為總結和展望�？偨Y了全文所做的工作，指出了論文的創(chuàng)新點，并且對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

　　本文研究框架可簡單表示為：

　　五、寫作提綱

　　摘要 4-5

　　ABSTRACT 5-6

　　第一章引言 9-11

　　1.1 研究背景 9

　　1.2 本文主要工作 9-10

　　1.3 本文組織結構 10-11

　　第二章文獻綜述 11-23

　　2.1 分布式相關理論 11-14

　　2.1.1 基本概念和特性 11-12

　　2.1.2 CAP 理論 12-14

　　2.2 典型 Nosql 系統(tǒng)分析 14-19

　　2.2.1 Bigtable 15-16

　　2.2.2 Dynamo 16-18

　　2.2.3 Cassandra 與 Bigtable，Dynamo 的對比 18-19

　　2.3 單機軟件升級方案 19-21

　　2.4 分布式系統(tǒng)升級方案 21-22

　　2.5 本章小結 22-23

　　第三章難點分析與總體設計 23-32

　　3.1 分布式系統(tǒng)升級難點分析 23-25

　　3.2 高可用的分布式系統(tǒng)升級設計 25-27

　　3.2.1 升級設計的基本概念 25-26

　　3.2.2 升級設計的基本原則 26-27

　　3.3 總體設計方案 27-31

　　3.3.1 方案背景 27-28

　　3.3.2 方案步驟 28-30

　　3.3.3 重點說明 30-31

　　3.4 本章小結 31-32

　　第四章詳細設計與實現(xiàn) 32-51

　　4.1 項目背景介紹 32-33

　　4.2 單數(shù)據(jù)中心分布式系統(tǒng)升級 33-38

　　4.2.1 設計意義 33-34

　　4.2.2 詳細設計 34-38

　　4.3 跨數(shù)據(jù)中心分布式系統(tǒng)升級 38-42

　　4.3.1 區(qū)別分析 38

　　4.3.2 總體說明 38-39

　　4.3.3 讀寫請求處理 39-40

　　4.3.4 詳細步驟 40-42

　　4.4 主要模塊的實現(xiàn) 42-49

　　4.4.1 總體模塊設計 42-44

　　4.4.2 升級主要模塊實現(xiàn) 44-46

　　4.4.3 數(shù)據(jù)遷移模塊實現(xiàn) 46-48

　　4.4.4 回調函數(shù)的實現(xiàn) 48-49

　　4.5 本章小結 49-51

　　第五章方案實施與測試 51-70

　　5.1 方案實施 51-57

　　5.1.1 系統(tǒng)部署 51

　　5.1.2 對外接口 51-52

　　5.1.3 升級操作過程 52-57

　　5.2 方案測試 57-66

　　5.2.1 單元測試 57-61

　　5.2.2 集成測試 61-63

　　5.2.3 系統(tǒng)測試 63-66

　　5.3 實際生產環(huán)境測試結果 66-69

　　5.4 本章小結 69-70

　　第六章總結與展望 70-72

　　6.1 回顧和總結 70-71

　　6.2 前景展望 71-72

　　參考文獻 72-74

　　致謝 74

　　六、本文研究進展(略)

　　七、參考文獻

　　[1] 楊傳輝. 大規(guī)模分布式存儲系統(tǒng) 原理解析與架構實戰(zhàn)[J]. 2013.

　　[2] Coulouris, George; Jean Dollimore; Tim Kindberg; Gordon Blair (2011). Distributed Systems: Concepts and Design (5th Edition). Boston: Addison-Wesley. ISBN 0-132-14301-1.

　　[3] Haerder, T.; Reuter, A. (1983). "Principles of transaction-oriented database recovery". ACM Computing Surveys 15 (4): 287. doi:10.1145/289.291. edit These four properties, atomicity, consistency, isolation, and durability (ACID), describe the major highlights of the transaction paradigm, which has influenced many aspects of development in database systems.

　　[4] Eric Brewer, CAP twelve years later: How the "rules" have changed, IEEE Explore, Volume 45, Issue 2 (2012), pg. 23-29.

　　[5] Armando Fox and Eric Brewer, Harvest, Yield and Scalable Tolerant Systems, Proc. 7th Workshop Hot Topics in Operating Systems (Hot OS 99), IEEE CS, 1999, pg. 174-178.

　　[6] MSBI #72 – BI # 5 – Big Data # 2 – What is Big Data ? What is No SQL ? What is Relation in association of Microsoft with SQL Azure , Windows Azure ,Big Data and No SQL together.

　　[7] Nosql. Wikipedia. http://zh.wikipedia.org/zh-cn/No SQL.

　　[8] Chang, Fay, et al. "Bigtable: A distributed storage system for structured data." ACM Transactions on Computer Systems (TOCS) 26.2 (2008): 4. [9] Giuseppe De Candia, Deniz Hastorun, Madan Jampani, etc. Dynamo: Amazon’s Highly Available Key-value Store.

　　[10] Lakshman, Avinash, and Prashant Malik. "Cassandra: a decentralized structured storage system." ACM SIGOPS Operating Systems Review 44.2 (2010): 35-40.

　　2016本科論文開題報告范例(2)

　　題目利用數(shù)學模型預測未來50年的丁克人口

　　1、研究目的和意義

　　未來學家曾尖銳地指出二十一世紀人類將面臨三大問題：首先是人口膨脹，第二是就業(yè)困難，第三是環(huán)境污染。這三大問題的焦點和后面兩大問題產生的根源在于人口問題。

　　人口系統(tǒng)是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，人口變化對未來經濟，社會發(fā)展有著直接的影響。人口年齡結構是人口研究的重要指標之一，人口年齡結構的發(fā)展趨勢的預報對人口政策的制定有著非常重要的作用。

　　而現(xiàn)在隨著國家對大學的擴招，大學生越來越多，而大學生的就業(yè)現(xiàn)狀并不看好，剛剛畢業(yè)的大學生或者在踏入社會時間不太長的畢業(yè)生經濟水平不高，有了孩子負擔會更重，而作為受過高等教育的大學生本身就具有較強的接受新事物的能力，自然而然的就成了丁克一族的后備軍，這類的大學生越來越多，現(xiàn)的大學生大多是80后人，更具有發(fā)展成為丁克一族的可能，因此，丁克現(xiàn)象在最近二十年之內必將發(fā)展非常迅速，直接影響著人口老齡化的加快。

　　面對這樣的形勢，為抑制丁克人口增長過快的趨勢，減小人口老齡化速度的加快，又要使人口的年齡結構有一個合理的分布，就必須建立丁克人口預測和控制的數(shù)學模型，為正確的人口政策提供科學的依據(jù)。

　　2、國內外發(fā)展情況(文獻綜述)

　　今天，世界的人口危機不是因為家庭中有比過去更多的孩子，實際上家庭規(guī)模并未擴大，而丁克家庭就在這樣的時代背景下涌現(xiàn)。丁克的名稱來自英文Double Income No Kids四個單詞首字母D、I、N、K的組合——DINK的諧音， Double Income No Kids有時也寫成Double Income and No Kid(Kids)。僅從單詞字面意義解釋，意思是：雙收入，沒有孩子。

　　據(jù)美國人口調查局公布的年度分析報告表明：1993年美國丁克家庭已超過家庭總數(shù)的51%，致使總和生育率下降，人口出現(xiàn)負增長;而意大利、希臘和西班牙由于受丁克現(xiàn)象影響較為嚴重，已加入全球出生率最低的國家之列。自上個世紀80年代起，丁克現(xiàn)象悄悄在中國出現(xiàn)。丁克家庭的增長直接影響人口的老齡化速度加快，導致生產力水平下降，制約著社會經濟發(fā)展。

　　中國是世界上人口最多的國家。1999年底中國大陸上居住著125909萬人(不包括港澳臺) 約占世界總人口的22%。自1990年起，丁克家庭開始在我國很多大城市涌現(xiàn)，近幾年我國的丁克家庭的比例有著上漲的趨勢。走上“丁克”之路的夫妻各有各的理由，總體來說可以歸結為兩大類：一類是自然無耐型，一類是主動接受型。

　　丁克家庭作為一種新興的特殊家庭類型不僅已在我國扎根定位,成為我國核心家庭、主干家庭、聯(lián)合家庭、單親家庭等眾多家庭類型中新的一員,而且呈繼續(xù)發(fā)展之勢。現(xiàn)在社會，“養(yǎng)兒防老”早已過時，防老養(yǎng)老終老，只能靠我們自身的能力與組織管理了。現(xiàn)在，又有了一個新的設想—構想“丁克”社區(qū)，這個設想對一般人而言又是一次觀念更新的起源。

　　人口眾多是我國基本的國情，中國在世紀之交的2000年進行了全國第五次人口普查，國家許多重大社會、政治，經濟問題的研究都要依據(jù)人口的數(shù)量。為此，進行人口預測是有效地控制人口發(fā)展與資源關系不可缺少的手段之一，同時也是人口決策的重要依據(jù).作為新興群體的預測也是人口預測中必不可少的環(huán)節(jié)。

　　人類可以作為一個單物種的群體，早在1978年由英國的人口統(tǒng)計學家Malthus根據(jù)一百多年人口統(tǒng)計資料提出了著名的人口指數(shù)增長模型(Malthus模型)，荷蘭生物數(shù)學家Verhulst也于19世紀中葉提出阻滯增長模型，能夠大體上描述丁克人口的增長趨勢。各國對于人口的研究是本論文對丁克人口研究的基礎。

　　國內關于人口預測方法大致分為兩類：一是鄧聚龍的灰色GM(1，1)預測模型，但是該模型只能對中國的總人數(shù)作中短期的預測，可以很明顯的體現(xiàn)出人口總數(shù)上的趨勢變化。二是宋健理論的中長期人口發(fā)展方程的人口預測模型，其分為人口發(fā)展方程的離散形式與人口發(fā)展方程的連續(xù)形式。但

　　模型中需要確定大量參數(shù)，需要比較多較準確的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)的獲取又有一定難度，且數(shù)據(jù)也多少有些誤差，故導致在人口預測上存在較大困難，且預測方法較難實施在國內外關于人口預測方法的研究中，用到人口發(fā)展方程的連續(xù)形式來求人口總數(shù)還是存在著很大的缺陷，至今還未解決這一難題。這些都是預測丁克人口的有效方法。

　　3、研究的主要方法、手段：

　　本文主要內容是對丁克現(xiàn)象進行具體分析，通過已知中國總人口數(shù)局并利用馬爾薩斯(Malthus)模型(指數(shù)增長模型)預測未來丁克人口，與通過已知丁克人口數(shù)據(jù)并利用GM(1,1)灰色預測模型預測的未來丁克人口進行比較分析。用已有數(shù)據(jù)對預測結果進行檢驗，比較分析誤差，以達到預測的準確性。

　　4、可行性分析：

　　通過系統(tǒng)的學習和查閱大量的有關方面的書籍，我已經對影響丁克現(xiàn)象的原因有所了解和掌握;并且在導師張鴻艷教授的幫助和精心指導下，對于丁克現(xiàn)象的人口模型以及人口預測模型的建立、求解方法和求解過程等基本理論有了了解。這些都為論文做了充分的準備，本論文的題目可行。

　　5、論文提綱：(略)

　　6、時間進程

　　1月至3月：查閱相關資料了解丁克人口預測模型;

　　3月18日：完成開題報告。

　　3月18日至5月10日：完成論文的理論部分;

　　5月11日至5月15日：用MATLAB和相應的工具箱編寫程序，完成初稿。

　　5月16日至6月3日：校稿，整理論文。

　　7、參考文獻：

　　1 中國統(tǒng)計年鑒

　　2 王永全，劉琴.專業(yè)統(tǒng)計與信息系統(tǒng)[M].北京：北京大學出版社，2007.