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(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)面臨著許許多多的挑戰(zhàn)和千變?nèi)f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(wù)。這里所說的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)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(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、文件共享網(wǎng)絡(luò)等等。因此，能提供這些互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的系統(tǒng)往往很龐大：由成百上千臺機(jī)器組成，并且這些機(jī)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(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。在具有如此巨大的擴(kuò)展性的集群中，錯誤的發(fā)生變的很常見：一部分機(jī)器可能隨時會遇到硬件或者軟件故障;網(wǎng)絡(luò)延遲和網(wǎng)絡(luò)故障隨時可能發(fā)生，導(dǎo)致丟包、網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)致不可預(yù)測的災(zāi)難性錯誤發(fā)生。所以，構(gòu)建這種系統(tǒng)的軟件往往很復(fù)雜，同時，每隔一段時間，系統(tǒng)都需要進(jìn)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(shè)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(wù)。

　　二、研究目的和意義

　　時下云計算十分火爆，各種互聯(lián)網(wǎng)公司、銀行、政府都經(jīng)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(chǎn)品的開源項目諸如 Hadoop、Open Stack、Mongo DB 等等，又或者是國內(nèi)外的著名的云計算服務(wù)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(biāo)語中，走向了實(shí)實(shí)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(guān)研究，尤其對于國內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域而言，卻是比較缺少的，國內(nèi)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(shí)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(shí)習(xí)經(jīng)歷，結(jié)合工程實(shí)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(jié)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(wǎng)的計算機(jī)上，組件之間通過傳遞消息進(jìn)行通信和動作協(xié)調(diào)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(shè)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(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)，對外作為一個整體提供存儲服務(wù)。也可以說，那些以數(shù)據(jù)存儲和訪問為目的而設(shè)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(chǔ)性的意義。擴(kuò)展性：分布式存儲系統(tǒng)的擴(kuò)展性是最重要的優(yōu)勢，往往可以擴(kuò)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(diǎn)，物理節(jié)點(diǎn)的數(shù)目和集群處理能力成正比，集群是線性可擴(kuò)展的。同時，集群能否擴(kuò)展，可否線性擴(kuò)展是衡量分布式存儲系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)。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(fù)載均衡機(jī)制使其可以構(gòu)建在普通的 PC 機(jī)之上。另外，線性擴(kuò)展能力也使得增加、減少機(jī)器非常方便，可以實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)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(jī)存儲系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是它可以按照一定方法進(jìn)行數(shù)據(jù)切片，不同的物理節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(wù)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(wù)器后如何實(shí)現(xiàn)跨服務(wù)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(jìn)行哈希取模，離散的分配到集群的物理節(jié)點(diǎn)上，Amazon 的 Dynamo 采用了一致性哈希算法進(jìn)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(jìn)行分片。

　　四、本文研究的主要內(nèi)容及研究框架

　　(一)本文研究的主要內(nèi)容

　　本論文共分為六章，各章的主要內(nèi)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(jié)構(gòu)。

　　第二章為文獻(xiàn)綜述。介紹了分布式系統(tǒng)相關(guān)的基本理論，分析了一些典型的 Nosql系統(tǒng)，綜述了在單機(jī)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(diǎn)分析及總體設(shè)計。本章系統(tǒng)地分析了分布式系統(tǒng)升級問題的難點(diǎn)，并且提出了高可用的分布式系統(tǒng)升級設(shè)計的基本概念和原則，在此基礎(chǔ)上，提出了該問題的總體設(shè)計方案。

　　第四章為詳細(xì)設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。本章在前一章的基礎(chǔ)上，依次詳細(xì)地設(shè)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(diǎn)的章節(jié)。

　　第五章為方案測試與實(shí)施。本章在詳細(xì)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的測試和實(shí)施方案，通過測試分析和實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了升級方案的有效性。

　　第六章為總結(jié)和展望�？偨Y(jié)了全文所做的工作，指出了論文的創(chuàng)新點(diǎn)，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(jié)構(gòu) 10-11

　　第二章文獻(xiàn)綜述 11-23

　　2.1 分布式相關(guān)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(jī)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(jié) 22-23

　　第三章難點(diǎn)分析與總體設(shè)計 23-32

　　3.1 分布式系統(tǒng)升級難點(diǎn)分析 23-25

　　3.2 高可用的分布式系統(tǒng)升級設(shè)計 25-27

　　3.2.1 升級設(shè)計的基本概念 25-26

　　3.2.2 升級設(shè)計的基本原則 26-27

　　3.3 總體設(shè)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(diǎn)說明 30-31

　　3.4 本章小結(jié) 31-32

　　第四章詳細(xì)設(shè)計與實(shí)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(shè)計意義 33-34

　　4.2.2 詳細(xì)設(shè)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(xì)步驟 40-42

　　4.4 主要模塊的實(shí)現(xiàn) 42-49

　　4.4.1 總體模塊設(shè)計 42-44

　　4.4.2 升級主要模塊實(shí)現(xiàn) 44-46

　　4.4.3 數(shù)據(jù)遷移模塊實(shí)現(xiàn) 46-48

　　4.4.4 回調(diào)函數(shù)的實(shí)現(xiàn) 48-49

　　4.5 本章小結(jié) 49-51

　　第五章方案實(shí)施與測試 51-70

　　5.1 方案實(shí)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(shí)際生產(chǎn)環(huán)境測試結(jié)果 66-69

　　5.4 本章小結(jié) 69-70

　　第六章總結(jié)與展望 70-72

　　6.1 回顧和總結(jié) 70-71

　　6.2 前景展望 71-72

　　參考文獻(xiàn) 72-74

　　致謝 74

　　六、本文研究進(jìn)展(略)

　　七、參考文獻(xiàn)

　　[1] 楊傳輝. 大規(guī)模分布式存儲系統(tǒng) 原理解析與架構(gòu)實(shí)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(xué)模型預(yù)測未來50年的丁克人口

　　1、研究目的和意義

　　未來學(xué)家曾尖銳地指出二十一世紀(jì)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(diǎn)和后面兩大問題產(chǎn)生的根源在于人口問題。

　　人口系統(tǒng)是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，人口變化對未來經(jīng)濟(jì)，社會發(fā)展有著直接的影響。人口年齡結(jié)構(gòu)是人口研究的重要指標(biāo)之一，人口年齡結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢的預(yù)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(xué)的擴(kuò)招，大學(xué)生越來越多，而大學(xué)生的就業(yè)現(xiàn)狀并不看好，剛剛畢業(yè)的大學(xué)生或者在踏入社會時間不太長的畢業(yè)生經(jīng)濟(jì)水平不高，有了孩子負(fù)擔(dān)會更重，而作為受過高等教育的大學(xué)生本身就具有較強(qiáng)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(xué)生越來越多，現(xiàn)的大學(xué)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(nèi)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(jié)構(gòu)有一個合理的分布，就必須建立丁克人口預(yù)測和控制的數(shù)學(xué)模型，為正確的人口政策提供科學(xué)的依據(jù)。

　　2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻(xiàn)綜述)

　　今天，世界的人口危機(jī)不是因?yàn)榧彝ブ杏斜冗^去更多的孩子，實(shí)際上家庭規(guī)模并未擴(kuò)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(diào)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(fù)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(yán)重，已加入全球出生率最低的國家之列。自上個世紀(jì)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(dǎo)致生產(chǎn)力水平下降，制約著社會經(jīng)濟(jì)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?cè)丝诘?2%。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(jié)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�，F(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�，F(xiàn)在，又有了一個新的設(shè)想—構(gòu)想“丁克”社區(qū)，這個設(shè)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(jì)之交的2000年進(jìn)行了全國第五次人口普查，國家許多重大社會、政治，經(jīng)濟(jì)問題的研究都要依據(jù)人口的數(shù)量。為此，進(jìn)行人口預(yù)測是有效地控制人口發(fā)展與資源關(guān)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(yù)測也是人口預(yù)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(xué)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(xué)家Verhulst也于19世紀(jì)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(chǔ)。

　　國內(nèi)關(guān)于人口預(yù)測方法大致分為兩類：一是鄧聚龍的灰色GM(1，1)預(yù)測模型，但是該模型只能對中國的總?cè)藬?shù)作中短期的預(yù)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(yù)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(zhǔn)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(dǎo)致在人口預(yù)測上存在較大困難，且預(yù)測方法較難實(shí)施在國內(nèi)外關(guān)于人口預(yù)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(yù)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(nèi)容是對丁克現(xiàn)象進(jìn)行具體分析，通過已知中國總?cè)丝跀?shù)局并利用馬爾薩斯(Malthus)模型(指數(shù)增長模型)預(yù)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(yù)測模型預(yù)測的未來丁克人口進(jìn)行比較分析。用已有數(shù)據(jù)對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，比較分析誤差，以達(dá)到預(yù)測的準(zhǔn)確性。

　　4、可行性分析：

　　通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和查閱大量的有關(guān)方面的書籍，我已經(jīng)對影響丁克現(xiàn)象的原因有所了解和掌握;并且在導(dǎo)師張鴻艷教授的幫助和精心指導(dǎo)下，對于丁克現(xiàn)象的人口模型以及人口預(yù)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(zhǔn)備，本論文的題目可行。

　　5、論文提綱：(略)

　　6、時間進(jìn)程

　　1月至3月：查閱相關(guān)資料了解丁克人口預(yù)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(yīng)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(xiàn)：

　　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(xué)出版社，2007.

　　3 姜啟源，邢文訓(xùn)，謝金星，楊頂揮.大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

　　4 譚永基，蔡志杰.數(shù)學(xué)模型(博學(xué)·數(shù)學(xué)系列).上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2004.