大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)方法分析

霍 妍

（吉林警察學(xué)院，吉林 長春 130117）

0 引言

大數(shù)據(jù)技術(shù)是現(xiàn)代社會中具有重要的應(yīng)用，并且可以和軟件系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)加以結(jié)合，提高軟件系統(tǒng)的應(yīng)用性能。本文首先分析了大數(shù)據(jù)技術(shù)原理和軟件系統(tǒng)的開發(fā)原理，之后闡述了大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理的實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)中的大數(shù)據(jù)案例分析、教學(xué)中的軟件系統(tǒng)開發(fā)案例分析等內(nèi)容，最后對這些教學(xué)方法的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以下進(jìn)行具體的分析。

1 大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理

1.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)原理

大數(shù)據(jù)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的典型代表，應(yīng)該加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的教學(xué)，使得學(xué)生掌握這一新興技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，如可以利用該技術(shù)進(jìn)行智能化輔助決策。在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行輔助決策的過程中，對于輔助決策系統(tǒng)的海量信息檢索能力要求較高，并且還需要系統(tǒng)具備交叉復(fù)現(xiàn)的分析能力、“全信息”運(yùn)算能力、智能決策執(zhí)行能力，這些都是精準(zhǔn)輔助決策系統(tǒng)所需要具備的基本能力。通過輔助決策系統(tǒng)的這些基本功能，可以為指揮決策者提供按需訂制的情報信息，以及多元多維的決策視角。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中，需要結(jié)合數(shù)據(jù)聚類分析、數(shù)據(jù)清洗及數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，充分發(fā)揮出大數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的價值信息。對于數(shù)據(jù)聚類的分析，需要定義好數(shù)據(jù)的特征向量，并選擇好數(shù)據(jù)的聚類中心，可以采取歐式距離來對數(shù)據(jù)的類別進(jìn)行評估分析[1]。根據(jù)算法中的要求，將大數(shù)據(jù)劃分成不同的類別，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的聚類。之后就可以對每一個類別中的壞數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，達(dá)到提取出數(shù)據(jù)中所含規(guī)律的目的。

1.2 軟件系統(tǒng)的開發(fā)原理

在對軟件系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)的過程中，需要明確軟件系統(tǒng)的基本開發(fā)原理，從而使得學(xué)生掌握軟件系統(tǒng)的形成過程。對于軟件系統(tǒng)的開發(fā)原理，首先需要軟件系統(tǒng)的基本應(yīng)用需求進(jìn)行分析，在整個過程中，應(yīng)該將資料收集全面，保證所開發(fā)出的軟件系統(tǒng)能夠滿足各類不同用戶的需求。之后就可以采取方法對軟件系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，如可以采取軟件集成開發(fā)技術(shù)。當(dāng)軟件系統(tǒng)開發(fā)完畢之后，就可以對所開發(fā)出來的軟件系統(tǒng)進(jìn)行測試，保證軟件系統(tǒng)的各項(xiàng)功能能夠正常發(fā)揮。如果在軟件系統(tǒng)測試過程中，發(fā)現(xiàn)軟件系統(tǒng)存在著缺陷，則應(yīng)及時加以處理。對于軟件系統(tǒng)的測試方法，包括了白盒測試和黑盒測試等，這些都是在軟件系統(tǒng)教學(xué)過程中關(guān)鍵要點(diǎn)。

2 大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)方法分析

2.1 大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理的實(shí)踐教學(xué)

由于大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)的原理教學(xué)實(shí)踐性相對較強(qiáng)，很多知識的掌握都不能僅僅局限于理論教學(xué)，這樣就不能使得學(xué)生真正掌握大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)的原理。為此在大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)的原理教學(xué)當(dāng)中，應(yīng)該多采用實(shí)踐教學(xué)的方法，如可以鼓勵及引導(dǎo)學(xué)生開展軟件程序代碼的編寫，可以為學(xué)生提供一個軟件開發(fā)的平臺。這樣就可以使得學(xué)生在該開發(fā)平臺上實(shí)現(xiàn)某些功能。這樣就可以做到實(shí)戰(zhàn)，有效鍛煉學(xué)生的軟件編寫能力、動手能力以及邏輯分析能力。

2.2 教學(xué)中的大數(shù)據(jù)案例分析

對于大數(shù)據(jù)技術(shù)的教學(xué)，可以采取某個實(shí)際案例進(jìn)行分析。通過在該案例當(dāng)中采取大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，從而解決實(shí)際問題，并且給出有效的應(yīng)對解決措施，從而體現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。如可以選擇某企業(yè)用電規(guī)律的挖掘?yàn)榘咐?，來進(jìn)行教學(xué)。通過利用所掌握的企業(yè)用電數(shù)據(jù)信息，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、清洗、挖掘，從而使得企業(yè)中不同電力用戶的用電規(guī)律。利用所得到的用電規(guī)律，就可以有針對性地為企業(yè)制定出用能優(yōu)化方案，從而提高企業(yè)的能源綜合利用效率。通過采取這樣的案例教學(xué)方式[2]，就可以使得學(xué)生真正體會到大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價值，提高學(xué)生對大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 教學(xué)中的軟件系統(tǒng)開發(fā)案例分析

為了使得學(xué)生能夠更好地掌握軟件系統(tǒng)的開發(fā)方法和開發(fā)流程，可以采取案例分析的方式，以更為直觀的方式將軟件系統(tǒng)的開發(fā)方法和開發(fā)流程展示在學(xué)生的面前。一般在軟件系統(tǒng)的開發(fā)當(dāng)中，涉及軟件控制技術(shù)，如在汽車充電軟件開發(fā)案例，通過采取軟件控制技術(shù)，可以使得汽車在充電過程中更為安全。在軟件系統(tǒng)的開發(fā)過程中，可以采取多階段的軟件控制技術(shù)，并通過軟件控制算法來實(shí)現(xiàn)軟件程序的編寫。對于軟件控制算法的選擇，可以采取PID控制算法、人工智能算法或者是數(shù)值計算等算法。這些不同的算法都在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，需要根據(jù)軟件控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用場合，來對軟件控制算法加以選擇。

3 大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)方法的應(yīng)用

3.1 教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)在教學(xué)過程中，涉及很多數(shù)據(jù)分析和軟件操作，可以開發(fā)出大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)的教學(xué)系統(tǒng)，這樣就可以方便開展接下來的教學(xué)任務(wù)。在大數(shù)據(jù)及軟件技術(shù)教學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中，應(yīng)該具備多種教學(xué)功能，如數(shù)據(jù)分析功能、數(shù)據(jù)挖掘功能、軟件模塊開發(fā)功能、軟件測試功能、軟件應(yīng)用性能分析功能等。教師利用教學(xué)系統(tǒng)，就可以方便開展教學(xué)任務(wù)。同時通過采取多種不同的教學(xué)功能模塊，也可以使得學(xué)生能夠以較為輕松的方式掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)和軟件系統(tǒng)的基本原理，提高教學(xué)質(zhì)量。同時教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)該方便教學(xué)和學(xué)生的應(yīng)用，人機(jī)界面在開發(fā)中應(yīng)該做到友好。

3.2 軟件系統(tǒng)的上機(jī)模擬教學(xué)

軟件系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)緊密結(jié)合，離開計算機(jī)系統(tǒng)則難以掌握軟件系統(tǒng)的具體工作及運(yùn)行原理，故在軟件系統(tǒng)的教學(xué)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)上機(jī)模擬教學(xué)，提高學(xué)生對軟件系統(tǒng)的動手和操作能力，以便更好地對軟件系統(tǒng)加以理解。對于上機(jī)操作，可以給學(xué)生布置相應(yīng)的軟件小系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)[3]。如在上文中所提到的利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析出企業(yè)的用電規(guī)律之后，接下來就可以利用軟件技術(shù)來開發(fā)出企業(yè)的能效優(yōu)化決策系統(tǒng)。

在能效優(yōu)化決策系統(tǒng)中，包括了能效采集終端、通信網(wǎng)絡(luò)和用戶負(fù)荷精準(zhǔn)預(yù)測及能效優(yōu)化決策軟件等組成。其中能效采集終端將其所采集到的數(shù)據(jù)信息通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絻?yōu)化決策軟件中，通過軟件中程序的分析和計算，輸出提高用戶的用電能效決策結(jié)果。其中對于用戶的能效采集終端，應(yīng)具備對用戶能耗的實(shí)時監(jiān)測功能，并通過采集終端中的通信功能模塊，將數(shù)據(jù)上傳發(fā)送到遠(yuǎn)程優(yōu)化決策服務(wù)器中。在大用戶能效優(yōu)化決策系統(tǒng)中，除了上述硬件結(jié)構(gòu)之外，還需要加強(qiáng)優(yōu)化決策系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計。在軟件系統(tǒng)中，包括了數(shù)據(jù)傳輸軟件、傳輸軟件和接收軟件等，同時在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中包括了實(shí)時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫等。同時通過軟件系統(tǒng)中編寫的大用戶能效優(yōu)化計算程序，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，并以圖形界面的方式輸出優(yōu)化決策結(jié)果給大用戶能效分析人員。在對用戶的能效進(jìn)行優(yōu)化時，首先需要對用戶能耗的組成進(jìn)行分析，對用戶中每一個用電區(qū)塊的能耗強(qiáng)度按由高到低進(jìn)行排序。并且利用可視化技術(shù)，展示出用戶中的每種用電類型在每個時間段下的用電情況，比較的時間可以為年、月、周、日等。同時掌握了用戶每一個用電區(qū)塊以及每一個時間段下的用能情況，就得出了用戶用能的時空分布情況，為用戶的能效優(yōu)化奠定了很好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。將這些基本原理和學(xué)生講清楚之后，就可以安排學(xué)生將上述軟件系統(tǒng)功能加以實(shí)現(xiàn)，從而提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，這樣就能夠提高教學(xué)效果，而不是僅僅局限在書本上的知識。

3.3 大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)方法應(yīng)用趨勢分析

由于大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)的發(fā)展速度很快，每年都會涌現(xiàn)出很多新技術(shù)，并且新技術(shù)在技術(shù)原理上也相對更為復(fù)雜。學(xué)生在掌握這些新興技術(shù)上會存在著一定的困難，為此在大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)方法上也應(yīng)加以跟進(jìn)。如可以積極引入當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)，并開發(fā)出相關(guān)的教學(xué)工具，同時搭建好相關(guān)的開發(fā)平臺。今后在大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)方法當(dāng)中，將會逐漸朝著實(shí)踐化的教學(xué)方向發(fā)展，并著重提高學(xué)生的系統(tǒng)分析和系統(tǒng)開發(fā)能力培養(yǎng)上，培養(yǎng)出應(yīng)用型、實(shí)踐型技術(shù)人才。

4 結(jié)論

隨著社會對大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)依賴程度的提高，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的作用。本文系統(tǒng)分析了大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)方法，并介紹了相應(yīng)的案例分析，對于提高大數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)原理教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義。