【导语】大数据的应用开发过于偏向底层,具有学习难度大,涉及技术面广的问题,这制约了大数据的普及。大数据架构是大数据技术应用的一个非常常见的形式,那么大数据系统架构包含内容涉及哪些?下面我们就来具体了解一下。
1、数据源
所有大数据架构都从源代码开始。这可以包含来源于数据库的数据、来自实时源(如物联网设备)的数据,及其从应用程序(如Windows日志)生成的静态文件。
2、实时消息接收
假如有实时源,则需要在架构中构建一种机制来摄入数据。
3、数据存储
公司需要存储将通过大数据架构处理的数据。一般而言,数据将存储在数据湖中,这是一个可以轻松扩展的大型非结构化数据库。
4、批处理和实时处理的组合
公司需要同时处理实时数据和静态数据,因而应在大数据架构中内置批量和实时处理的组合。这是由于能够应用批处理有效地处理大批量数据,而实时数据需要立刻处理才能够带来价值。批处理涉及到长期运转的作业,用于筛选、聚合和准备数据开展分析。
5、分析数据存储
准备好要分析的数据后,需要将它们放到一个位置,便于对整个数据集开展分析。分析数据储存的必要性在于,公司的全部数据都聚集在一个位置,因而其分析将是全面的,而且针对分析而非事务进行了优化。这可能采用基于云计算的数据仓库或关系数据库的形式,具体取决于公司的需求。
6、分析或报告工具
在摄入和处理各类数据源之后,公司需要包含一个分析数据的工具。一般而言,公司将使用BI(商业智能)工具来完成这项工作,而且或者需要数据科学家来探索数据。
关于大数据系统架构包含内容涉及哪些,就给大家分享到这里了,希望对大家能有所帮助,作为新时代大学生,我们只有不算提升自我技能,充实自我,才是最为正确的选择。
㈡ 学习大数据该买什么电脑
电脑选择如下:
一般多买台式机或者性能强的笔记本。大数据电脑一般要求:大内存(底线16G),强CPU(至少6核心),大存储空间内存(500G很勉强),硬盘最好都可以扩展。其实内存16G实在有点捉襟见肘,啥都不干占用了70%。
简介:
计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
㈢ 大数据时代下的三种存储架构
大数据时代下的三种存储架构_数据分析师考试
大数据时代,移动互联、社交网络、数据分析、云服务等应用的迅速普及,对数据中心提出革命性的需求,存储基础架构已经成为IT核心之一。政府、军队军工、科研院所、航空航天、大型商业连锁、医疗、金融、新媒体、广电等各个领域新兴应用层出不穷。数据的价值日益凸显,数据已经成为不可或缺的资产。作为数据载体和驱动力量,存储系统成为大数据基础架构中最为关键的核心。
传统的数据中心无论是在性能、效率,还是在投资收益、安全,已经远远不能满足新兴应用的需求,数据中心业务急需新型大数据处理中心来支撑。除了传统的高可靠、高冗余、绿色节能之外,新型的大数据中心还需具备虚拟化、模块化、弹性扩展、自动化等一系列特征,才能满足具备大数据特征的应用需求。这些史无前例的需求,让存储系统的架构和功能都发生了前所未有的变化。
基于大数据应用需求,“应用定义存储”概念被提出。存储系统作为数据中心最核心的数据基础,不再仅是传统分散的、单一的底层设备。除了要具备高性能、高安全、高可靠等特征之外,还要有虚拟化、并行分布、自动分层、弹性扩展、异构资源整合、全局缓存加速等多方面的特点,才能满足具备大数据特征的业务应用需求。
尤其在云安防概念被热炒的时代,随着高清技术的普及,720P、1080P随处可见,智能和高清的双向需求、动辄500W、800W甚至上千万更高分辨率的摄像机面市,大数据对存储设备的容量、读写性能、可靠性、扩展性等都提出了更高的要求,需要充分考虑功能集成度、数据安全性、数据稳定性,系统可扩展性、性能及成本各方面因素。
目前市场上的存储架构如下:
(1)基于嵌入式架构的存储系统
节点NVR架构主要面向小型高清监控系统,高清前端数量一般在几十路以内。系统建设中没有大型的存储监控中心机房,存储容量相对较小,用户体验度、系统功能集成度要求较高。在市场应用层面,超市、店铺、小型企业、政法行业中基本管理单元等应用较为广泛。
(2)基于X86架构的存储系统
平台SAN架构主要面向中大型高清监控系统,前端路数成百上千甚至上万。一般多采用IPSAN或FCSAN搭建高清视频存储系统。作为监控平台的重要组成部分,前端监控数据通过录像存储管理模块存储到SAN中。
此种架构接入高清前端路数相对节点NVR有了较高提升,具备快捷便利的可扩展性,技术成熟。对于IPSAN而言,虽然在ISCSI环节数据并发读写传输速率有所消耗,但其凭借扩展性良好、硬件平台通用、海量数据可充分共享等优点,仍然得到很多客户的青睐。FCSAN在行业用户、封闭存储系统中应用较多,比如县级或地级市高清监控项目,大数据量的并发读写对千兆网络交换提出了较大的挑战,但应用FCSAN构建相对独立的存储子系统,可以有效解决上述问题。
面对视频监控系统大文件、随机读写的特点,平台SAN架构系统不同存储单元之间的数据共享冗余方面还有待提高;从高性能服务器转发视频数据到存储空间的策略,从系统架构而言也增加了隐患故障点、ISCSI带宽瓶颈导致无法充分利用硬件数据并发性能、接入前端数据较少。上述问题催生了平台NVR架构解决方案。
该方案在系统架构上省去了存储服务器,消除了上文提到的性能瓶颈和单点故障隐患。大幅度提高存储系统的写入和检索速度;同时也彻底消除了传统文件系统由于供电和网络的不稳定带来的文件系统损坏等问题。
平台NVR中存储的数据可同时供多个客户端随时查询,点播,当用户需要查看多个已保存的视频监控数据时,可通过授权的视频监控客户端直接查询并点播相应位置的视频监控数据进行历史图像的查看。由于数据管理服务器具有监控系统所有监控点的录像文件的索引,因此通过平台CMS授权,视频监控客户端可以查询并点播整个监控系统上所有监控点的数据,这个过程对用户而言也是透明的。
(3)基于云技术的存储方案
当前,安防行业可谓“云”山“物”罩。随着视频监控的高清化和网络化,存储和管理的视频数据量已有海量之势,云存储技术是突破IP高清监控存储瓶颈的重要手段。云存储作为一种服务,在未来安防监控行业有着客观的应用前景。
与传统存储设备不同,云存储不仅是一个硬件,而是一个由网络设备、存储设备、服务器、软件、接入网络、用户访问接口以及客户端程序等多个部分构成的复杂系统。该系统以存储设备为核心,通过应用层软件对外提供数据存储和业务服务。
一般分为存储层、基础管理层、应用接口层以及访问层。存储层是云存储系统的基础,由存储设备(满足FC协议、iSCSI协议、NAS协议等)构成。基础管理层是云存储系统的核心,其担负着存储设备间协同工作,数据加密,分发以及容灾备份等工作。应用接口层是系统中根据用户需求来开发的部分,根据不同的业务类型,可以开发出不同的应用服务接口。访问层指授权用户通过应用接口来登录、享受云服务。其主要优势在于:硬件冗余、节能环保、系统升级不会影响存储服务、海量并行扩容、强大的负载均衡功能、统一管理、统一向外提供服务,管理效率高,云存储系统从系统架构、文件结构、高速缓存等方面入手,针对监控应用进行了优化设计。数据传输可采用流方式,底层采用突破传统文件系统限制的流媒体数据结构,大幅提高了系统性能。
高清监控存储是一种大码流多并发写为主的存储应用,对性能、并发性和稳定性等方面有很高的要求。该存储解决方案采用独特的大缓存顺序化算法,把多路随机并发访问变为顺序访问,解决了硬盘磁头因频繁寻道而导致的性能迅速下降和硬盘寿命缩短的问题。
针对系统中会产生PB级海量监控数据,存储设备的数量达数十台上百台,因此管理方式的科学高效显得十分重要。云存储可提供基于集群管理技术的多设备集中管理工具,具有设备集中监控、集群管理、系统软硬件运行状态的监控、主动报警,图像化系统检测等功能。在海量视频存储检索应用中,检索性能尤为重要。传统文件系统中,文件检索采用的是“目录-》子目录-》文件-》定位”的检索步骤,在海量数据的高清视频监控,目录和文件数量十分可观,这种检索模式的效率就会大打折扣。采用序号文件定位可以有效解决该问题。
云存储可以提供非常高的的系统冗余和安全性。当在线存储系统出现故障后,热备机可以立即接替服务,当故障恢复时,服务和数据回迁;若故障机数据需要调用,可以将故障机的磁盘插入到冷备机中,实现所有数据的立即可用。
对于高清监控系统,随着监控前端的增加和存储时间的延长,扩展能力十分重要。市场中已有友商可提供单纯针对容量的扩展柜扩展模式和性能容量同步线性扩展的堆叠扩展模式。
云存储系统除上述优点之外,在平台对接整合、业务流程梳理、视频数据智能分析深度挖掘及成本方面都将面临挑战。承建大型系统、构建云存储的商业模式也亟待创新。受限于宽带网络、web2.0技术、应用存储技术、文件系统、P2P、数据压缩、CDN技术、虚拟化技术等的发展,未来云存储还有很长的路要走。
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㈣ 计算机网络硬件系统包括哪些主要硬件
计算机网络的硬件系统通常由五部分组成:文件服务器、工作站(包括终端)、传输介质、网络连接硬件和外部设备。
1、文件服务器的介绍
文件服务器一般要求是配备了高性能CPU系统的微机,它充当网络的核心。除了管理整个网络上的事务外,它还必须提供各种资源和服务。
2、传输介质的介绍
传输介质是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路,在局域网中就是用来连接服务器和工作站的电缆线。目前常用的网络传输介质有双绞线(多用于局域网)、同轴电缆和光缆等。
3、工作站的介绍
工作站可以说是一种智能型终端,它从文件服务器取出程序和数据后,能在本站进行处理,一般有有盘和无盘之分。
4、网络连接硬件和外部设备的介绍
常用的网络连接硬件有网络接口卡(NIC)、集线器(HUB)、中继器(Repeater)以及调制解调器等。而打印机、扫描仪、绘图仪以及其它任何可为工作站共享的设备都能被称为外部设备。
随着分布式网络操作系统和分布式数据库管理系统的出现,要求网络服务器不仅要具有文件服务器功能,而且要能够处理用户提交的任务。
简单地说就是当某一网络工作站要对共享数据进行操作时,具体控制操作的不仅是工作上的处理器,还应有网络服务器上的处理器,即网络中有多个处理器为一个事务进行处理,具有这种能执行用户应用程序功能的服务器叫应用程序服务器。
人们所说的一般微机局域网中的工作站并不共享网络服务器的cpu资源,如果有了应用程序服务器就可以实现了。若应用程序是一个数据库管理系统,则有时也称之为数据库服务器。
按照网络服务器的设计思想分类,一般把服务器分成三种类型,一种是入门级服务器,有时我们也称为pc服务器;一种是工作服务器,在中小企业的业务部门里使用,有时我们也称为部门级或工作组级服务器。还有一种就是企业级服务器,一般担当企业的整体网络部署。
㈤ 大数据技术有哪些
大数据技术,就是从各种类型的数据中快速获得有价值信息的技术。
大数据领域已经涌现出了大量新的技术,它们成为大数据采集、存储、处理和呈现的有力武器。
大数据处理关键技术一般包括:大数据采集、大数据预处理、大数据存储及管理、大数据分析及挖掘、大数据展现和应用(大数据检索、大数据可视化、大数据应用、大数据安全等)。
一、大数据采集技术
数据是指通过RFID射频数据、传感器数据、社交网络交互数据及移动互联网数据等方式获得的各种类型的结构化、半结构化(或称之为弱结构化)及非结构化的海量数据,是大数据知识服务模型的根本。
重点要突破分布式高速高可靠数据爬取或采集、高速数据全映像等大数据收集技术;突破高速数据解析、转换与装载等大数据整合技术;设计质量评估模型,开发数据质量技术。
互联网是个神奇的大网,大数据开发和软件定制也是一种模式,这里提供最详细的报价,如果你真的想做,可以来这里,这个手机的开始数字是一八七中间的是三儿
零最后的是一四二五零,按照顺序组合起来就可以找到,我想说的是,除非你想做或者了解这方面的内容,如果只是凑热闹的话,就不要来了。
大数据采集一般分为大数据智能感知层:主要包括数据传感体系、网络通信体系、传感适配体系、智能识别体系及软硬件资源接入系统,实现对结构化、半结构化、非结构化的海量数据的智能化识别、定位、跟踪、接入、传输、信号转换、监控、初步处理和管理等。
必须着重攻克针对大数据源的智能识别、感知、适配、传输、接入等技术。
基础支撑层:提供大数据服务平台所需的虚拟服务器,结构化、半结构化及非结构化数据的数据库及物联网络资源等基础支撑环境。
重点攻克分布式虚拟存储技术,大数据获取、存储、组织、分析和决策操作的可视化接口技术,大数据的网络传输与压缩技术,大数据隐私保护技术等。
二、大数据预处理技术
主要完成对已接收数据的辨析、抽取、清洗等操作。
1)抽取:因获取的数据可能具有多种结构和类型,数据抽取过程可以帮助我们将这些复杂的数据转化为单一的或者便于处理的构型,以达到快速分析处理的目的。
2)清洗:对于大数据,并不全是有价值的,有些数据并不是我们所关心的内容,而另一些数据则是完全错误的干扰项,因此要对数据通过过滤“去噪”从而提取出有效数据。
三、大数据存储及管理技术
大数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来,建立相应的数据库,并进行管理和调用。
重点解决复杂结构化、半结构化和非结构化大数据管理与处理技术。
主要解决大数据的可存储、可表示、可处理、可靠性及有效传输等几个关键问题。
开发可靠的分布式文件系统(DFS)、能效优化的存储、计算融入存储、大数据的去冗余及高效低成本的大数据存储技术;突破分布式非关系型大数据管理与处理技术,异构数据的数据融合技术,数据组织技术,研究大数据建模技术;突破大数据索引技术;突破大数据移动、备份、复制等技术;开发大数据可视化技术。
开发新型数据库技术,数据库分为关系型数据库、非关系型数据库以及数据库缓存系统。
其中,非关系型数据库主要指的是NoSQL数据库,分为:键值数据库、列存数据库、图存数据库以及文档数据库等类型。
关系型数据库包含了传统关系数据库系统以及NewSQL数据库。
开发大数据安全技术。
改进数据销毁、透明加解密、分布式访问控制、数据审计等技术;突破隐私保护和推理控制、数据真伪识别和取证、数据持有完整性验证等技术。
四、大数据分析及挖掘技术
大数据分析技术。
改进已有数据挖掘和机器学习技术;开发数据网络挖掘、特异群组挖掘、图挖掘等新型数据挖掘技术;突破基于对象的数据连接、相似性连接等大数据融合技术;突破用户兴趣分析、网络行为分析、情感语义分析等面向领域的大数据挖掘技术。
数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中,提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。
数据挖掘涉及的技术方法很多,有多种分类法。
根据挖掘任务可分为分类或预测模型发现、数据总结、聚类、关联规则发现、序列模式发现、依赖关系或依赖模型发现、异常和趋势发现等等;根据挖掘对象可分为关系数据库、面向对象数据库、空间数据库、时态数据库、文本数据源、多媒体数据库、异质数据库、遗产数据库以及环球网Web;根据挖掘方法分,可粗分为:机器学习方法、统计方法、神经网络方法和数据库方法。
机器学习中,可细分为:归纳学习方法(决策树、规则归纳等)、基于范例学习、遗传算法等。
统计方法中,可细分为:回归分析(多元回归、自回归等)、判别分析(贝叶斯判别、费歇尔判别、非参数判别等)、聚类分析(系统聚类、动态聚类等)、探索性分析(主元分析法、相关分析法等)等。
神经网络方法中,可细分为:前向神经网络(BP算法等)、自组织神经网络(自组织特征映射、竞争学习等)等。
数据库方法主要是多维数据分析或OLAP方法,另外还有面向属性的归纳方法。
从挖掘任务和挖掘方法的角度,着重突破:
1.可视化分析。
数据可视化无论对于普通用户或是数据分析专家,都是最基本的功能。
数据图像化可以让数据自己说话,让用户直观的感受到结果。
2.数据挖掘算法。
图像化是将机器语言翻译给人看,而数据挖掘就是机器的母语。
分割、集群、孤立点分析还有各种各样五花八门的算法让我们精炼数据,挖掘价值。
这些算法一定要能够应付大数据的量,同时还具有很高的处理速度。
3.预测性分析。
预测性分析可以让分析师根据图像化分析和数据挖掘的结果做出一些前瞻性判断。
4.语义引擎。
语义引擎需要设计到有足够的人工智能以足以从数据中主动地提取信息。
语言处理技术包括机器翻译、情感分析、舆情分析、智能输入、问答系统等。
5.数据质量和数据管理。
数据质量与管理是管理的最佳实践,透过标准化流程和机器对数据进行处理可以确保获得一个预设质量的分析结果。
六、大数据展现与应用技术
大数据技术能够将隐藏于海量数据中的信息和知识挖掘出来,为人类的社会经济活动提供依据,从而提高各个领域的运行效率,大大提高整个社会经济的集约化程度。
在我国,大数据将重点应用于以下三大领域:商业智能、 *** 决策、公共服务。
例如:商业智能技术, *** 决策技术,电信数据信息处理与挖掘技术,电网数据信息处理与挖掘技术,气象信息分析技术,环境监测技术,警务云应用系统(道路监控、视频监控、网络监控、智能交通、反电信诈骗、指挥调度等公安信息系统),大规模基因序列分析比对技术,Web信息挖掘技术,多媒体数据并行化处理技术,影视制作渲染技术,其他各种行业的云计算和海量数据处理应用技术等。
㈥ 大数据的核心技术有哪些
大数据技术的体系庞大且复杂,基础的技术包含数据的采集、数据版预处理、分布权式存储、数据库、数据仓库、机器学习、并行计算、可视化等。
1、数据采集与预处理:
Flume NG实时日志收集系统,支持在日志系统中定制各类数据发送方,用于收集数据;
Zookeeper是一个分布式的,开放源码的分布式应用程序协调服务,提供数据同步服务。
2、数据存储:
Hadoop作为一个开源的框架,专为离线和大规模数据分析而设计,HDFS作为其核心的存储引擎,已被广泛用于数据存储。
HBase,是一个分布式的、面向列的开源数据库,可以认为是hdfs的封装,本质是数据存储、NoSQL数据库。
3、数据清洗:MapRece作为Hadoop的查询引擎,用于大规模数据集的并行计算
4、数据查询分析:
Hive的核心工作就是把SQL语句翻译成MR程序,可以将结构化的数据映射为一张数据库表,并提供 HQL(Hive SQL)查询功能。
Spark 启用了内存分布数据集,除了能够提供交互式查询外,它还可以优化迭代工作负载。
5、数据可视化:对接一些BI平台,将分析得到的数据进行可视化,用于指导决策服务。
㈦ 大数据在军事领域有哪些应用
在军事上,用小数据时代的理念和技术,很难与大数据时代的思维和技能相对抗。面对大数据时代的军事机遇和挑战,要么主动进击,要么被动跟进,难以置之度 外。其间的取舍与成败,首先有赖于思维变革,其要求全体军事人员尤其是指挥员,更加具备基于体系作战的系统思维、基于数据模型的精确思维及基于对战争进行 科学预设的前瞻思维。
大数据创新了军事管理方法,且这种创新是全方位的--除了可以提高包含阅兵在内的军事训练水平,还可以:
1.提高军事管理水平
管理大师戴明与德鲁克都曾提出:“不会量化就无法管理”。数据的根本价值之一,就是可作为管理依据。大数据应用的特点是强调分析与某事物相关的总体数据, 而不是抽取少量的数据样本;大数据关注事物的混杂性,而不追求事物的精确性;大数据注重事物的相关关系,而不探求其间的因果关系。
将大数据应用于军事领域,意味着军事管理将更加刚性,基本不受人为因素的影响,且更加自动化。所以说,大数据强军的内涵,本质上是军事管理科学化程度的提 高,即与小数据比起来,由于有了大数据,军事管理活动量化程度更高了,工具更加先进了,边界更加宽广了,管理质量、效率会随之更高。
2.丰富军事科研方法
通常人们研究战争机理、找寻战争规律的方法有三种,又称为三大范式:实验科学范式,在战前通过反复的实兵对抗演习来论证和改进作战方案;理论科学范式,采用数学公式描述交战的过程,如经典的兰彻斯特方程;计算科学范式,基于计算机开发出模拟系统来模拟不同作战单元之间的交战场景。
但是,上述研究范式只能使人们感知交战的过程和结果,并未有效提高对海量数据的管理、存储和分析能力。
以大数据为核心技术的数据挖掘模式被称为第四战争研究范式。人 们可以有效利用大数据,探寻信息化战争的内在规律,而不是被淹没在海量数据中一筹莫展。大数据研究范式由软件处理各种传感器或模拟实验产生的大量数据,将 得到的信息或知识存储在计算机中,基于数据而非已有规则编写程序,再利用包括量子计算机在内的各种高性能计算机对海量信息进行挖掘,由计算机智能化寻找隐 藏在数据中的关联,从而发现未知规律,捕获有价值的情报信息。
例如,在第一次海湾战争前,美军就利用改进的“兵棋”,对战争进程、结果及伤亡人数进行了推演,推演结果与战争的实际结果基本一致。而在伊拉克战争前,美 军利用计算机兵棋系统进行演习,推演“打击伊拉克”作战预案。随后美军现实中进攻伊拉克并取得胜利的行动,也和兵棋推演的结果几乎完全一致。
作战模拟早已经从人工模式转变为计算机模式,再加上大数据,战前的模拟推演,从武器使用、战争打法到指挥手段,都可以清晰地显现,是非常好的战时决策依据。一旦发现作战计划有问题,可以及时调整,以确保实战伤亡最小并取得胜利。
3.加速型武器装备面世
大数据在武器装备上的广泛应用,意味着武器装备建设将从重视研发信息系统到重视数据处理与应用的转变,从注重信息系统的互联互通到注重信息系统的透明性互 操作的转变。当前武器装备的信息化程度越来越高,装备体系内各个节点之间的信息共享也越来越方便、可靠,但由此也带来了一些突出问题,如原始信息规模过 大、价值不够高、直接提取所需信息的难度增加等,从而使得武器装备体系在信息获取效率上大打折扣。在这种背景下产生的大数据为解决上述问题提供了有效方 法。
需要说明的是:大数据应用不仅意味着人们要以创新方式使用海量数据,还意味着人们要采用人工智能技术来处理自然文本和进行知识表述,以替代目前依赖专家和技术人员昂贵而又耗时的信息处理方式。
大数据与人工智能是一而二、二而一的关系。受益于大数据技术,武器装备体系将从战场上的信息使用者升级为高度智能化和自主化的系统。其具体流程为:经 过智能处理后的高价值信息进入战场网络链路后,与战场网络融为一体的武器装备体系能实时自动感知面临的有关威胁,各装备节点自动感知包括我情和敌情在内的 战场态势,在作战人员的有限参与下高度自主地分解作战任务,确定作战目标和行动方案,经过适当的审批流程后执行相关的作战行动。
在这方面走在前列的仍然是美军。美军大数据研究的第一个重要目标是通过大数据创建真正能自主决策、自主行动的无人系统。这一点已在无人机领域实现。美军希 望无人机可以完全摆脱人的控制而实现自主行动。美军2013年试飞的X-47B就是这一系统的代表,它已经可以在完全无人干预的情况下自动在航母上完成起 降并执行作战任务。
4.提升情报分析能力
19世纪初,军事战略家克劳塞维茨以人的认知局限为由,提出了“战争迷雾”概念。显然,“战争迷雾”即“数据迷雾”。信息战首先得消除“战争迷雾”。信息 战是体系对体系的战争,而这一体系是一个超级复杂的巨大系统,仅诸军兵种庞杂的武器装备和作战环境数据,就足以大到使普通的信息处理能力捉襟见肘;而敌我 对抗的复杂化,更是让数据量呈爆炸式增长,从而带来比传统战争更多的“数据迷雾”。可以说,信息化战争的机制深藏在“数据迷雾”中。
消除“战争迷雾”会提高指挥员的情报分析与军情预测能力。过去,由于可以掌握的数据不足,战争的不确定性很高,指挥员很容易陷在“战争迷雾”之中。而大数据最重要的价值之一是预测,即把数据算法运用到海量的数据上来预测事情发生的可能性。
具体而言,未来完全可能依托大数据分析处理技术和建构模型,通过数据挖掘模式,从海量数据中挖掘出有价值的信息,及时准确掌握敌方的战略企图、作战规律和 兵力配置,真正做到“知己知彼”,使战场变得清晰透明,从而拨开“战争迷雾”,达成运筹于帷幄之中、决胜于千里之外的作战目的。
对此趋势,很多国家及其军队都极为看重。例如,美军明确提出,要通过大数据将其情报分析能力提高100倍以上。如果这一目标实现,那么在这一领域其他国家 与美军的差距,将难以用简单的“代差”来描述。美军通过多年的发展,已拥有全球最先进的情报侦察系统,因为对海量情报数据的分析,曾是美军情报侦察能力的 瓶颈,而大数据正好能够帮助美军突破这一瓶颈。
大数据时代,往往不要求准确知道每一个精确的细节,只需了解事物的概略全貌即可。通过相关数据信息的大量积累,而不是对某个具体数据的精确分析,大数据技 术可以为我们提炼出事物运行的规律,并判断其发展趋势。例如,2011年美军击毙本·拉登的“海神之矛”行动,就有赖上千名数据分析员长达10年数据积累 的支撑。换言之,是大数据抓住了本·拉登。
5.引领指挥决策方式变革
管理的核心是决策。大数据带来的重要变革之一,是决策的思维、模式和方法的变革。建立在小数据时代基于经验的决策,将让位于大数据时代基于全样本数据的决策。
决策是进行数据分析、行动方案设计并最终选择行动方案的过程。军事决策建立在对敌情的正确分析预测之上,其目的是通过合理分配兵力兵器,优选打击目标,设计完成任务的最佳行动方法与步骤。
以往的战争,做出作战决策时缺少足够数据支持,甚至数据本身的真实性、准确性也难以保证。目前信息化条件下的战争,各种条件都变成了数据,这就要求指挥人 员必须掌握分析海量数据的工具和能力。以往,指挥人员更多的是依靠经验进行相对概略或粗放式决策。大数据的出现必将要求指挥人员以全新的数据思维来进行指 挥决策。这种决策将有几个特点:
一是准确。只要提供的数据量足够庞大真实,通过数据挖掘模式,就可以较为准确地把握敌方指挥员的思维规律,预测对手的作战行动,掌控战场态势的发展变化等。
二是迅速。大数据相关技术所提供的高速计算能力有助于指挥员更加迅速地设计行动方案。
三是自动化。针对特定的作战对手和作战环境,大数据系统可以自动对己方成千上万、功能互补的作战单 元或平台进行模块化编组,从而实现整体作战能力的最优化;面对众多性质不同、防护力不同且威胁度各异的打击目标,大数据系统可以自动对有限数量、有限强度 和有限精度的火力进行分配,以收获最大作战效益。
在大数据时代的战争中,军事专家、技术专家的光芒会因为统计学家、数据分析家的参与而变暗,因为后者不受旧观念的影响,能够聆听数据发出的“声音”。
总之,基于数据的定量决策将和基于经验的定性决策同样重要,基于经验的决策将很大程度上让位给全样本决策,基于大数据的决策手段将从辅助决策的次要地位上升到支撑决策的重要地位。
对此,美军的认识是最到位的。美军发布的《2013-2017年国防部科学技术投资优先项目》就将“从数据到决策”项目排在了第一位,凸显了大数据对其指挥决策方式的巨大影响。
6.优化作战指挥流程
网络日益普及的情况下,信息的流通与共享已不是难题,人们开始关注对信息的认识,及将信息转化为知识的能力。
与之相适应,军事信息技术也从关注“T”(Technology)的阶段,向关注“I”(Information)的阶段转变;从建设指挥自动化系统 (C4ISR),即指挥、控制、通信、计算机、情报及监视与侦察等信息系统,整体管理“战场信息的获取、传递、处理和分发”的全信息流程;发展至重视大数 据处理应用,综合集成数据采集、处理平台和分析系统,统一优化管理“战场数据采集、传递、分析和应用”的全数据流程。即通过对海量数据进行开发处理,大幅 度提高从中提取高价值情报的能力,从而实现对战场综合态势的实时感知、同步认知,进一步压缩“包以德循环”(OODA Loop),即观察-调整-决策-行动的指挥周期,缩短“知谋定行”时间,提高快速反应能力。
随着数据挖掘技术、大规模并行算法及人工智能技术的不断完善并广泛应用在军事上,情报、决策与作战一体化将取得快速进展。在武器装备上,将特别注重各作战 平台的系统融合和无缝链接,以保证战场信息的实时快速流转,缩短从“传感器到射手”的时间差,实现“发现即摧毁”的作战目标。
比如近几年迅速发展的无人机作战平台,其本质就是一个智能系统。其可以成建制地对实时捕获的重要目标进行“发现即摧毁”式的精确打击,还能通过融合情报的 前端和后端,使数据流程与作战流程无缝链接并相互驱动,构建全方位遂行联合作战的“侦打一体”体系,从而实现了体系化的“从传感器到射手”的重大突破。
7.推动战争形态的演变
大数据可以改变未来的战争形态。美军一直追求从传感器到平台的实时打击能力,追求零伤亡。
由大数据支撑的拥有自主能力的无人作战平台,将使得这些追求成为可能。例如,目前全世界最先进的无人侦察机“全球鹰”,能连续监视运动目标,准确识别地面 的各种飞机、导弹和车辆的类型,甚至能清晰分辨出汽车轮胎的类型。现今,美空军的无人机数量已经超过了有人驾驶的飞机,或许不久的将来,美军将向以自主无 人系统为主的,对网络依赖度逐渐降低的“数据中心战”迈进。
无人机能否做到实时地对图像进行传输非常关键。
目前,美国正使用新一代极高频的通讯卫星作为大数据平台的支撑。未来,无人机甚至有可能摆脱人的控制实现完全的自主行动。美军试验型无人战斗机X-47B就是这一趋势的代表,它已经可以在完全无人干预的情况下,自动在航母上完成起降并执行作战任务。
总之,基于大数据的实时、无人化作战,将彻底改变人类几千年来以有生力量为主的战争形态。
8.引导军事组织形式变革
大数据即大融合,它有望打破军种之间的壁垒,解决军队跨军种、跨部门协作的问题,真正实现一体化作战。
就组织形态而言,扁平结构、层次简捷、高度集成、体系融合应该更符合大数据时代的要求。军事方面的相关趋势有:
(1)网状化。军队的指挥体系逐步发展为“指挥网”,原先的“树状结构”变为 “网状结构”。一个师的指挥系统一旦被打垮,师以下各级可通过“网”与上级或其他作战单元联系。这就改变了传统军事指挥体系由“树干、树枝、树叶”编成的 组织形态,避免了机械化战争时期“打断一枝、瘫痪一片”的指挥弊端,有效提高了局部战争中的指挥效能。
(2)小型化。发达国家的陆军多由军、师、团、营体制向军、旅、营制转变,使作战集团更加轻便灵活,机动性更强。 根据部队的不同功能优化组合,基本作战单位不需要加强补充就能实施多种作战,从而全面提高应对多种安全威胁,完成多样化军事任务的能力。将营作为基本战术 “模块”,将旅作为基本合成单位,以搭积木方式进行编组,战时根据需要临时编组,看迅速生成担负不同作战任务的部队。
世界各主要国家都非常重视军队组织形态变革,并致力于发展新兴军兵种,及时设计和建设新型部队。
2009年,美国国防部宣布组建网络战司令部。2013年3月,美国网络战司令部司令亚力山大宣布,美国将增加40支网络战部队。美国、俄罗斯等国都在积极筹划或正在建设能在太空进行作战的“天军”部队、“机器人”部队。
随着新兴军兵种的建立,军队的组织形态将出现新面貌,未来战争的触角不断延伸,网络、电磁频谱领域的争夺方兴未艾,太空不再是寂寞世界,天战也不再遥远。
(3)一体化。军队信息化必然要求一体化,信息化程度越高,一体化特征越明显。适应新形势下强军目标的要求,我军必须对战斗力要素进行一体化整合,推进武装力量一体化、军队编成一体化、指挥控制一体化、作战要素一体化,提高整体效益。
9.大数据将使体系作战能力大幅提升
从作战手段角度看,大数据及其支撑的新型武器装备的应用,将丰富军队的作战体系;从作战效能角度看,大数据下的作战行动循环(包以德循环)所耗时间将大为缩短,更符合“未来战争不是大吃小,而是快吃慢”的制胜规律。相关变革的结果,将是军队体系作战能力大幅提升。
10.提升军队的信息化建设水平
大数据给了各国军队(尤其是像我军这样的信息化发展水平参差不齐的军队)一个契机,可以牵引、拉动自身的信息化建设向更高层次发展,同时拉齐整体水平,因为大数据意味着“整体”。
具体来说,应以提高决策速度、反应速度和联合作战能力为目标,以数据为中心,以搜索分析处理数据为中枢架构,自上而下建设军事“数据网络”;加快组建云计 算中心,把对大数据分析处理作为军事信息化建设的重中之重,努力建构精确分析处理大数据的硬件系统、软件模型,实现大数据“从数据转化为决策”的智能化和 瞬时化。
同时,也要抓好末端的单兵及单件武器装备的数据采集、存储设备设计,从而为海量数据的挖掘和整合奠定基