分布式數(shù)據(jù)庫HBase教師教案任課教師：課程名稱：授課對象：授課學期：25年春季學期目錄TOC\o"1-1"\h\u5276教案一第一章數(shù)據(jù)庫概述 教案一第一章數(shù)據(jù)庫概述任務名稱第一章數(shù)據(jù)庫概述教學時數(shù)：2學時授課地點授課時間授課教材主要教學內(nèi)容1.分布式存儲與NoSQL數(shù)據(jù)庫原理；

2.HBase的優(yōu)勢與應用場景；

3.Hadoop環(huán)境搭建（崗課賽證融入：大數(shù)據(jù)工程師認證要求）；

4.課程思政設計：結(jié)合國產(chǎn)分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展，強調(diào)自主創(chuàng)新精神。學情分析知識基礎：學生已掌握數(shù)據(jù)庫基本概念；

技能基礎：具備Linux基礎操作能力；

學習特點：偏好實踐操作，需加強理論理解。教學目標素質(zhì)目標：培養(yǎng)團隊協(xié)作與問題解決能力；

知識目標：理解HBase架構(gòu)與原理；

能力目標：獨立完成Hadoop環(huán)境配置。教學重點及難點教學重點及解決措施：Hadoop環(huán)境搭建（解決措施：分步演示+小組互助）教學難點及解決措施：NoSQL原理（解決措施：類比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對比講解教學方法及手段任務驅(qū)動法（實驗案例）、講授法（重難點解析）、小組合作學習法。課內(nèi)外教學資源包括各類線上線下資源、數(shù)字化資源等；1.頭歌平臺HBase實驗題庫；

2.谷歌GFS/BigTable論文（擴展閱讀）；

3.虛擬機鏡像（Hadoop預裝環(huán)境）。教學活動過程課前準備：教學內(nèi)容：HBase與RDBMS對比、BigTable論文相關(guān)基礎問題教師活動：1.基礎概念預習（線上）活動形式：在線問卷+微課視頻，發(fā)布10題預習問卷（含HBase與RDBMS對比、BigTable論文相關(guān)基礎問題），提供5分鐘微課視頻《從Google三大論文看HBase誕生。輸出要求：提交3個"最想了解的HBase特性"學生活動：（1）實踐環(huán)境準備（線下）分組任務（3人/組）：使用Docker快速部署HBase單機版（提供安裝腳本）（2）行業(yè)案例調(diào)研案例庫選擇：金融行業(yè)：螞蟻金服OceanBasevsHBase應用對比社交平臺：FacebookMessages的HBase實踐物聯(lián)網(wǎng)：華為云HBase時序數(shù)據(jù)方案設計意圖：（圍繞教學內(nèi)容、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入等內(nèi)容進行填寫）主題討論（課堂前10分鐘）：展示阿里云HBase與AWSDynamoDB的技術(shù)對比引導學生思考："國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫如何實現(xiàn)技術(shù)突圍？"引導問題：HBase的開源模式對國內(nèi)技術(shù)發(fā)展的意義分布式系統(tǒng)中自主可控的重要性課中實施：教學內(nèi)容：NoSQL簡介、NoSQL特點、CAP理論、HBase概述、HBase數(shù)據(jù)模型、HBase體系結(jié)構(gòu)、HBase讀寫流程教師活動：二、新課講解知識點1-NoSQL簡介教師通過的方式講解NoSQL簡介。鍵值數(shù)據(jù)庫（key-valuedatabase）文檔數(shù)據(jù)庫（documentdatabase）列族數(shù)據(jù)庫（column-familydatabase）圖形數(shù)據(jù)庫（graphdatabase）知識點2-NoSQL特點教師通過PPT的方式講解NoSQL特點。靈活的數(shù)據(jù)模型高擴展性高性能分布式處理知識點3-CAP理論。教師通過PPT的方式講解CAP理論。一致性可用性分區(qū)容錯性CAP理論無法同時滿足3個要素的原因CAP理論的取舍策略知識點4-HBase概述教師通過PPT的方式講解HBase概述。HBase具有的顯著特點。HBase常見的應用場景。海量數(shù)據(jù)存儲實時數(shù)據(jù)分析時序數(shù)據(jù)存儲社交網(wǎng)絡、用戶畫像知識點5-HBase數(shù)據(jù)模型教師通過PPT的方式講解HBase數(shù)據(jù)模型。RowKeyColumnFamilyQualifierTimestamp單元格通過表employee介紹HBase數(shù)據(jù)模型知識點6-HBase體系結(jié)構(gòu)教師通過PPT的方式講解HBase體系結(jié)構(gòu)。知識點7-HBase讀寫流程教師通過PPT的方式講解HBase讀寫流程。HBase讀操作的處理流程HBase寫操作的處理流程學生活動：上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對代碼的熟練程度。設計意圖：通過"認知-實踐-思政"三維準備，既建立技術(shù)認知基線，又激發(fā)學習動機，為后續(xù)"分布式存儲原理"等重點內(nèi)容做好鋪墊。課后拓展：教學內(nèi)容：1.技術(shù)調(diào)研報告（個人任務）主題：HBase在真實場景中的技術(shù)選型對比2.動手實驗挑戰(zhàn)（小組任務）任務A：HBase與HDFS交互實驗使用hadoopfs命令查看HBase在HDFS的存儲結(jié)構(gòu)：任務B：數(shù)據(jù)導入實戰(zhàn)3.開源社區(qū)參與（可選）活動內(nèi)容：在HBase官方郵件列表歸檔中查找1個技術(shù)討論話題在GitHub提交1個HBase文檔的改進建議（如中文翻譯修正）4.課程思政延伸主題征文："從HBase看開源技術(shù)的中國貢獻"5.知識鞏固小測在線測驗（頭歌平臺自動評分）：6.延伸學習資源資源類型 推薦內(nèi)容視頻 《HBase在滴滴出行的實踐》（B站）技術(shù)博客 阿里云HBase團隊《時序數(shù)據(jù)存儲優(yōu)化實戰(zhàn)》圖書章節(jié) 《HBase權(quán)威指南》第1章（提供電子版節(jié)選）實驗平臺 頭歌平臺"HBASE1-2"實驗（HBase與MapReduce集成）7.差異化拓展建議基礎組：完成技術(shù)調(diào)研報告+基礎實驗（任務A）觀看延伸視頻并提交100字觀后感進階組：完成全部實驗+參與開源社區(qū)（至少1項）嘗試使用JavaAPI復現(xiàn)Shell操作教師活動：進行活動的組織布置與評價總結(jié)學生活動：參加上述活動，提交相關(guān)成果設計意圖：通過"理論-實踐-社區(qū)"三維拓展，既鞏固核心技術(shù)概念，又培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)視角和開源意識，為后續(xù)學習注入持續(xù)動力。教學總結(jié)及反思改進學生反饋環(huán)境配置步驟需細化，下次增加錄屏指南。通過預習問卷正確率（目標>60%）評估認知起點根據(jù)環(huán)境部署問題類型調(diào)整實驗課講解重點收集案例PPT中的技術(shù)關(guān)鍵詞云，把握興趣方向注：1、除個別課程因教學需要連續(xù)上課超過2個學時外，每個教案均以2學時安排。2、學期結(jié)束教師將本學期教案匯集成冊，備查。

教案二第二章HBase簡介與安裝任務名稱第二章HBase簡介與安裝教學時數(shù)：2學時授課地點授課時間授課教材主要教學內(nèi)容包含本次授課主要內(nèi)容介紹、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入的情況介紹。真正的智慧源于對事物本質(zhì)的深入探索。當我們追求更深層次地學習HBase時，準備HBase環(huán)境變得尤為關(guān)鍵。HBase具備靈活的部署特性，支持獨立模式（Standalone）和分布式模式（Distributed）的部署方式。本章將分別介紹在虛擬機的安裝配置以及JDK安裝和hadoop的安裝配置。學情分析知識基礎：已掌握數(shù)據(jù)庫基礎概念（如SQL、表結(jié)構(gòu)設計）；具備Linux基礎操作能力（如文件管理、命令行操作）；部分學生接觸過Hadoop生態(tài)（HDFS、MapReduce）。對分布式系統(tǒng)原理（如CAP定理、一致性哈希）理解較淺；NoSQL數(shù)據(jù)庫與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的差異認知模糊。技能基礎：能完成簡單的Shell命令和Java/Python編程；通過前期實驗課熟悉虛擬機環(huán)境搭建。學習特點：偏好實踐操作，理論需結(jié)合案例；依賴小組協(xié)作，需加強個體能力評估。教學目標素質(zhì)目標：.養(yǎng)成規(guī)范操作習慣，避免生產(chǎn)環(huán)境事故；2.在小組項目中明確分工，主動溝通；3.能通過技術(shù)社區(qū)獨立解決80%的常見問題；4.遵守數(shù)據(jù)安全規(guī)范，理解職業(yè)道德邊界知識目標：了解虛擬機的創(chuàng)建過程，了解虛擬機的克隆方式，學生熟悉虛擬機的配置，熟悉JDK的安裝過程生掌握Hadoop的部署，能力目標：能夠完成虛擬機的創(chuàng)建；能夠在虛擬機中安裝CentOSStream；能夠使用完整克隆的方式克隆新的虛擬機；能夠配置Linux操作系統(tǒng)的主機名、IP地址、網(wǎng)絡參數(shù)、免密登錄和遠程登錄；能夠在Linux操作系統(tǒng)中安裝JDK；能夠獨立完成完全分布式模式部署Hadoop的相關(guān)操作；教學重點及難點教學重點及解決措施：部署Hadoop教學難點及解決措施：配置虛擬機部署Hadoop教學方法及手段任務驅(qū)動法（實驗案例）、講授法（重難點解析）、小組合作學習法。課內(nèi)外教學資源包括各類線上線下資源、數(shù)字化資源等；1.頭歌平臺HBase實驗題庫；

2.谷歌GFS/BigTable論文（擴展閱讀）；

3.虛擬機鏡像（Hadoop預裝環(huán)境）。教學活動過程課前準備：教學內(nèi)容：（1）環(huán)境預檢挑戰(zhàn)（個人任務）目標：確?；A環(huán)境就緒（2）分布式概念速測（線上）10分鐘概念測驗（頭歌平臺）：（3）部署預演（小組協(xié)作）故障預埋實驗，教師預先在虛擬機鏡像中設置典型錯誤：教師活動：布置相關(guān)任務，教師預先在虛擬機鏡像中設置典型錯誤：學生活動：完成環(huán)境檢查，參加線上的測試設計意圖：通過"故障預埋"增強問題解決能力，結(jié)合行業(yè)案例建立工程化思維，為后續(xù)的HA配置和性能調(diào)優(yōu)打下基礎。課中實施：教學內(nèi)容：部署HBase之前，我們需要先搭建運行HBase的基礎環(huán)境，包括運行HBase的操作系統(tǒng)以及HBase運行時依賴的JDK。本節(jié)課我們以CentOSStream9作為運行HBase的操作系統(tǒng)，并基于CentOSStream9部署JDK進行講解。教師活動：一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。二、通過直接導入的方式導入新課打開VMwareWorkstation，進入VMwareWorkstation的主界面。在VMwareWorkstation的主界面單擊“創(chuàng)建新的虛擬機”選項進入歡迎使用新建虛擬機向?qū)Ы缑?，在該界面選擇使用的配置類型為自定義（高級）。在歡迎使用新建虛擬機向?qū)Ы缑鎲螕簟跋乱徊健卑粹o進入選擇虛擬機硬件兼容性界面，在該界面選擇硬件兼容性為Workstation16.2.x。在選擇虛擬機硬件兼容性界面單擊“下一步”按鈕進入安裝客戶機操作系統(tǒng)界面，在該界面選擇安裝來源為稍后安裝操作系統(tǒng)。在安裝客戶機操作系統(tǒng)界面單擊“下一步”按鈕進入選擇客戶機操作系統(tǒng)界面，在該界面選擇客戶機操作系統(tǒng)為Linux，以及版本為其他Linux5.x內(nèi)核64位。在選擇客戶機操作系統(tǒng)界面單擊“下一步”按鈕進入命名虛擬機界面，在該界面填寫虛擬機名稱為HBase01，并且指定虛擬機在本地的存儲位置為D:\HBase\HBase01。在命名虛擬機界面單擊“下一步”按鈕進入處理器配置界面，在該界面選擇處理器數(shù)量為1，并且選擇每個處理器的內(nèi)核數(shù)量為2。在處理器配置界面單擊“下一步”按鈕進入此虛擬機的內(nèi)存界面，在該界面選擇虛擬機內(nèi)存為4096。在此虛擬機的內(nèi)存界面單擊“下一步”按鈕進入網(wǎng)絡類型界面，在該界面選擇網(wǎng)絡連接為使用網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換（NAT）。在網(wǎng)絡類型界面單擊“下一步”按鈕進入選擇I/O控制器類型界面，在該界面選擇I/O控制器類型為LSILogic。在選擇I/O控制器類型界面單擊“下一步”按鈕進入選擇磁盤類型界面，在該界面選擇虛擬磁盤類型為SCSI。在選擇磁盤類型界面單擊“下一步”按鈕進入選擇磁盤界面，在該界面選擇磁盤為創(chuàng)建新虛擬磁盤。在選擇磁盤界面單擊“下一步”按鈕進入指定磁盤容量界面，在該界面選擇最大磁盤大小為20.0，并選擇將虛擬磁盤拆分成多個文件。在指定磁盤容量界面單擊“下一步”按鈕進入指定磁盤文件界面，在該界面將磁盤文件命名為HBase01.vmdk。在指定磁盤文件界面單擊“下一步”按鈕進入已準備好創(chuàng)建虛擬機界面，在該界面可以查看虛擬機的相關(guān)配置參數(shù)。在已準備好創(chuàng)建虛擬機界面單擊“完成”按鈕創(chuàng)建虛擬機HBase01。知識點2-安裝Linux操作系統(tǒng)教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解安裝Linux操作系統(tǒng)。在虛擬機HBase01創(chuàng)建完成后的界面，單擊“編輯虛擬機設置”選項彈出虛擬機設置對話框，在該對話框中選擇“CD/DVD（IDE）”選項，并勾選“使用ISO映像文件”按鈕。在虛擬機設置對話框單擊“瀏覽”按鈕選擇本地存放CentOSStream9的ISO映像文件。在虛擬機設置對話框單擊“確定”按鈕，為虛擬機HBase01掛載CentOSStream9的ISO映像文件。啟動虛擬機HBase01進入CentOSStream9的安裝引導界面。在CentOSStream9的安裝引導界面，選擇“InstallCentOSStream9”加載CentOSStream9的ISO映像文件。在歡迎使用CENTOSSTREAM9界面選擇CentOSStream9操作系統(tǒng)的語言為簡體中文（中國）。在安裝信息摘要界面單擊“網(wǎng)絡和主機名”選項配置網(wǎng)絡和主機名。在安裝信息摘要界面單擊“時間和日期”選項配置時區(qū)和時間。在安裝信息摘要界面單擊“安裝目的地”選項配置磁盤分區(qū)。在安裝信息摘要界面單擊“軟件選擇”選項配置基本環(huán)境。在安裝信息摘要界面單擊“root密碼”選項配置用戶root的密碼。在安裝信息摘要界面確認之前配置的內(nèi)容無誤之后，單擊“開始安裝”按鈕開始安裝CentOSStream9。CentOSStream9安裝完成后，在安裝進度界面單擊“重啟”按鈕進入虛擬機HBase01的登錄界面。在虛擬機HBase01的登錄界面，輸入用戶名和密碼登錄虛擬機HBase01。知識點3-克隆虛擬機教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解克隆虛擬機?？寺√摂M機的兩種方式。完整克隆鏈接克隆通過完整克隆方式創(chuàng)建虛擬機HBase02和HBase03。關(guān)閉虛擬機HBase01?；谔摂M機HBase01依次選擇“虛擬機”→“管理”→“克隆”進入歡迎使用克隆虛擬機向?qū)Ы缑?。在歡迎使用克隆虛擬機向?qū)Ы缑?，單擊“下一頁”按鈕進入克隆源界面，在該界面選擇克隆自虛擬機中的當前狀態(tài)。（4）在克隆源界面單擊“下一頁”按鈕進入克隆類型界面，在該界面選擇克隆方法為創(chuàng)建完整克隆。（5）在克隆類型界面單擊“下一頁”按鈕進入新虛擬機名稱界面，在該界面設置虛擬機的名稱和存儲位置。（6）在新虛擬機名稱界面單擊“完成”按鈕進入正在克隆虛擬機界面，等待虛擬機HBase02克隆完成之后，單擊“關(guān)閉”按鈕。（7）重復上述步驟創(chuàng)建虛擬機HBase03。知識點4-配置虛擬機教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解配置虛擬機。配置虛擬機的網(wǎng)絡參數(shù)配置VMwareWorkstation網(wǎng)絡在VMwareWorkstation主界面，依次單擊“編輯”→“虛擬網(wǎng)絡編輯器...”選項，配置VMwareWorkstation網(wǎng)絡，在彈出虛擬網(wǎng)絡編輯器對話框，選擇類型為NAT模式的網(wǎng)卡。在虛擬網(wǎng)絡編輯器對話框單擊“更改設置”按鈕，對VMwareWorkstation網(wǎng)絡進行修改，在新彈出的窗口仍然選擇類型為NAT模式的網(wǎng)卡，并且將子網(wǎng)IP修改為192.168.121.0。在虛擬網(wǎng)絡編輯器對話框單擊“應用”按鈕完成VMwareWorkstation網(wǎng)絡的配置。修改網(wǎng)絡配置文件修改UUID重新加載網(wǎng)絡配置文件和更新網(wǎng)卡驗證網(wǎng)絡參數(shù)是否修改成功配置虛擬機的主機名和IP映射修改主機名修改映射文件配置虛擬機SSH遠程登錄查看SSH服務修改SSH服務配置文件使用遠程連接工具SecureCRT配置虛擬機SSH免密登錄功能生成密鑰查看密鑰文件復制公鑰文件驗證免密鑰登錄知識點5-安裝JDK教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解安裝JDK。創(chuàng)建目錄上傳JDK安裝包查看JDK安裝包是否上傳成功安裝JDK配置JDK系統(tǒng)環(huán)境變量驗證JDK是否安裝成功分發(fā)JDK安裝目錄分發(fā)系統(tǒng)環(huán)境變量文件知識點6-配置時間同步教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解配置時間同步。安裝Chrony啟動Chrony服務查看Chrony服務運行狀態(tài)關(guān)閉防火墻查看防火墻運行狀態(tài)配置Chrony服務端配置Chrony客戶端重新啟動Chrony服務查看時鐘源學生活動：上機一：（考察知識點創(chuàng)建虛擬機、安裝Linux操作系統(tǒng)、克隆虛擬機、配置虛擬機、安裝JDK、配置時間同步、部署Hadoop、部署ZooKeeper）形式：單獨完成設計意圖：上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對代碼的熟練程度。課后拓展：教學內(nèi)容：總結(jié)本次課程內(nèi)容教師活動：步驟作業(yè)學生活動：作業(yè)1：課本課后習題與實訓作業(yè)2：掃碼觀看案例2中的微課，學習hadoop的部署安裝。設計意圖：偏好動手實操，對理論講授耐心不足；依賴視頻教程，文檔閱讀能力較弱。采用“案例模仿→自主創(chuàng)新”階梯式任務，提供錄屏微課教學總結(jié)及反思改進本次課程圍繞虛擬機的安裝配置，hadoop的部署展開，采用“案例驅(qū)動+任務導向”的教學模式，結(jié)合課前導入、課中實踐、課后拓展三個階段，幫助學生學習了集群的基本認知。反思改進：文檔資料更新：制作圖文并茂的部署流程圖；整理常見錯誤代碼及解決方案手冊；提供配置參數(shù)詳解參考表注：1、除個別課程因教學需要連續(xù)上課超過2個學時外，每個教案均以2學時安排。學期結(jié)束教師將本學期教案匯集成冊，備查。教案三第三章HBase原理與架構(gòu)任務名稱第三章HBase原理與架構(gòu)教學時數(shù)：2學時授課地點授課時間授課教材主要教學內(nèi)容包含本次授課主要內(nèi)容介紹、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入的情況介紹。真正的智慧源于對事物本質(zhì)的深入探索。當我們追求更深層次地學習HBase時，準備HBase環(huán)境變得尤為關(guān)鍵。HBase具備靈活的部署特性，支持獨立模式（Standalone）和分布式模式（Distributed）的部署方式。本章將分別介紹在虛擬機的安裝配置以及JDK安裝和hadoop的安裝配置。學情分析知識基礎：已掌握數(shù)據(jù)庫基礎概念（如SQL、表結(jié)構(gòu)設計）；具備Linux基礎操作能力（如文件管理、命令行操作）；部分學生接觸過Hadoop生態(tài)（HDFS、MapReduce）。對分布式系統(tǒng)原理（如CAP定理、一致性哈希）理解較淺；NoSQL數(shù)據(jù)庫與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的差異認知模糊。技能基礎：能完成簡單的Shell命令和Java/Python編程；通過前期實驗課熟悉虛擬機環(huán)境搭建。學習特點：偏好實踐操作，理論需結(jié)合案例；依賴小組協(xié)作，需加強個體能力評估。教學目標素質(zhì)目標：.養(yǎng)成規(guī)范操作習慣，避免生產(chǎn)環(huán)境事故；2.在小組項目中明確分工，主動溝通；3.能通過技術(shù)社區(qū)獨立解決80%的常見問題；4.遵守數(shù)據(jù)安全規(guī)范，理解職業(yè)道德邊界知識目標：了解虛擬機的創(chuàng)建過程，了解虛擬機的克隆方式，學生熟悉虛擬機的配置，熟悉JDK的安裝過程生掌握Hadoop的部署，能力目標：能夠完成虛擬機的創(chuàng)建；能夠在虛擬機中安裝CentOSStream；能夠使用完整克隆的方式克隆新的虛擬機；能夠配置Linux操作系統(tǒng)的主機名、IP地址、網(wǎng)絡參數(shù)、免密登錄和遠程登錄；能夠在Linux操作系統(tǒng)中安裝JDK；能夠獨立完成完全分布式模式部署Hadoop的相關(guān)操作；教學重點及難點教學重點及解決措施：部署Hadoop教學難點及解決措施：配置虛擬機部署Hadoop教學方法及手段任務驅(qū)動法（實驗案例）、講授法（重難點解析）、小組合作學習法。課內(nèi)外教學資源包括各類線上線下資源、數(shù)字化資源等；1.頭歌平臺HBase實驗題庫；

2.谷歌GFS/BigTable論文（擴展閱讀）；

3.虛擬機鏡像（Hadoop預裝環(huán)境）。教學活動過程課前準備：教學內(nèi)容：（1）環(huán)境預檢挑戰(zhàn)（個人任務）目標：確?；A環(huán)境就緒（2）分布式概念速測（線上）10分鐘概念測驗（頭歌平臺）：（3）部署預演（小組協(xié)作）故障預埋實驗，教師預先在虛擬機鏡像中設置典型錯誤：教師活動：布置相關(guān)任務，教師預先在虛擬機鏡像中設置典型錯誤：學生活動：完成環(huán)境檢查，參加線上的測試設計意圖：通過"故障預埋"增強問題解決能力，結(jié)合行業(yè)案例建立工程化思維，為后續(xù)的HA配置和性能調(diào)優(yōu)打下基礎。課中實施：教學內(nèi)容：部署HBase之前，我們需要先搭建運行HBase的基礎環(huán)境，包括運行HBase的操作系統(tǒng)以及HBase運行時依賴的JDK。本節(jié)課我們以CentOSStream9作為運行HBase的操作系統(tǒng)，并基于CentOSStream9部署JDK進行講解。教師活動：一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。二、通過直接導入的方式導入新課打開VMwareWorkstation，進入VMwareWorkstation的主界面。在VMwareWorkstation的主界面單擊“創(chuàng)建新的虛擬機”選項進入歡迎使用新建虛擬機向?qū)Ы缑?，在該界面選擇使用的配置類型為自定義（高級）。在歡迎使用新建虛擬機向?qū)Ы缑鎲螕簟跋乱徊健卑粹o進入選擇虛擬機硬件兼容性界面，在該界面選擇硬件兼容性為Workstation16.2.x。在選擇虛擬機硬件兼容性界面單擊“下一步”按鈕進入安裝客戶機操作系統(tǒng)界面，在該界面選擇安裝來源為稍后安裝操作系統(tǒng)。在安裝客戶機操作系統(tǒng)界面單擊“下一步”按鈕進入選擇客戶機操作系統(tǒng)界面，在該界面選擇客戶機操作系統(tǒng)為Linux，以及版本為其他Linux5.x內(nèi)核64位。在選擇客戶機操作系統(tǒng)界面單擊“下一步”按鈕進入命名虛擬機界面，在該界面填寫虛擬機名稱為HBase01，并且指定虛擬機在本地的存儲位置為D:\HBase\HBase01。在命名虛擬機界面單擊“下一步”按鈕進入處理器配置界面，在該界面選擇處理器數(shù)量為1，并且選擇每個處理器的內(nèi)核數(shù)量為2。在處理器配置界面單擊“下一步”按鈕進入此虛擬機的內(nèi)存界面，在該界面選擇虛擬機內(nèi)存為4096。在此虛擬機的內(nèi)存界面單擊“下一步”按鈕進入網(wǎng)絡類型界面，在該界面選擇網(wǎng)絡連接為使用網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換（NAT）。在網(wǎng)絡類型界面單擊“下一步”按鈕進入選擇I/O控制器類型界面，在該界面選擇I/O控制器類型為LSILogic。在選擇I/O控制器類型界面單擊“下一步”按鈕進入選擇磁盤類型界面，在該界面選擇虛擬磁盤類型為SCSI。在選擇磁盤類型界面單擊“下一步”按鈕進入選擇磁盤界面，在該界面選擇磁盤為創(chuàng)建新虛擬磁盤。在選擇磁盤界面單擊“下一步”按鈕進入指定磁盤容量界面，在該界面選擇最大磁盤大小為20.0，并選擇將虛擬磁盤拆分成多個文件。在指定磁盤容量界面單擊“下一步”按鈕進入指定磁盤文件界面，在該界面將磁盤文件命名為HBase01.vmdk。在指定磁盤文件界面單擊“下一步”按鈕進入已準備好創(chuàng)建虛擬機界面，在該界面可以查看虛擬機的相關(guān)配置參數(shù)。在已準備好創(chuàng)建虛擬機界面單擊“完成”按鈕創(chuàng)建虛擬機HBase01。知識點2-安裝Linux操作系統(tǒng)教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解安裝Linux操作系統(tǒng)。在虛擬機HBase01創(chuàng)建完成后的界面，單擊“編輯虛擬機設置”選項彈出虛擬機設置對話框，在該對話框中選擇“CD/DVD（IDE）”選項，并勾選“使用ISO映像文件”按鈕。在虛擬機設置對話框單擊“瀏覽”按鈕選擇本地存放CentOSStream9的ISO映像文件。在虛擬機設置對話框單擊“確定”按鈕，為虛擬機HBase01掛載CentOSStream9的ISO映像文件。啟動虛擬機HBase01進入CentOSStream9的安裝引導界面。在CentOSStream9的安裝引導界面，選擇“InstallCentOSStream9”加載CentOSStream9的ISO映像文件。在歡迎使用CENTOSSTREAM9界面選擇CentOSStream9操作系統(tǒng)的語言為簡體中文（中國）。在安裝信息摘要界面單擊“網(wǎng)絡和主機名”選項配置網(wǎng)絡和主機名。在安裝信息摘要界面單擊“時間和日期”選項配置時區(qū)和時間。在安裝信息摘要界面單擊“安裝目的地”選項配置磁盤分區(qū)。在安裝信息摘要界面單擊“軟件選擇”選項配置基本環(huán)境。在安裝信息摘要界面單擊“root密碼”選項配置用戶root的密碼。在安裝信息摘要界面確認之前配置的內(nèi)容無誤之后，單擊“開始安裝”按鈕開始安裝CentOSStream9。CentOSStream9安裝完成后，在安裝進度界面單擊“重啟”按鈕進入虛擬機HBase01的登錄界面。在虛擬機HBase01的登錄界面，輸入用戶名和密碼登錄虛擬機HBase01。知識點3-克隆虛擬機教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解克隆虛擬機。克隆虛擬機的兩種方式。完整克隆鏈接克隆通過完整克隆方式創(chuàng)建虛擬機HBase02和HBase03。關(guān)閉虛擬機HBase01。基于虛擬機HBase01依次選擇“虛擬機”→“管理”→“克隆”進入歡迎使用克隆虛擬機向?qū)Ы缑?。在歡迎使用克隆虛擬機向?qū)Ы缑?，單擊“下一頁”按鈕進入克隆源界面，在該界面選擇克隆自虛擬機中的當前狀態(tài)。（4）在克隆源界面單擊“下一頁”按鈕進入克隆類型界面，在該界面選擇克隆方法為創(chuàng)建完整克隆。（5）在克隆類型界面單擊“下一頁”按鈕進入新虛擬機名稱界面，在該界面設置虛擬機的名稱和存儲位置。（6）在新虛擬機名稱界面單擊“完成”按鈕進入正在克隆虛擬機界面，等待虛擬機HBase02克隆完成之后，單擊“關(guān)閉”按鈕。（7）重復上述步驟創(chuàng)建虛擬機HBase03。知識點4-配置虛擬機教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解配置虛擬機。配置虛擬機的網(wǎng)絡參數(shù)配置VMwareWorkstation網(wǎng)絡在VMwareWorkstation主界面，依次單擊“編輯”→“虛擬網(wǎng)絡編輯器...”選項，配置VMwareWorkstation網(wǎng)絡，在彈出虛擬網(wǎng)絡編輯器對話框，選擇類型為NAT模式的網(wǎng)卡。在虛擬網(wǎng)絡編輯器對話框單擊“更改設置”按鈕，對VMwareWorkstation網(wǎng)絡進行修改，在新彈出的窗口仍然選擇類型為NAT模式的網(wǎng)卡，并且將子網(wǎng)IP修改為192.168.121.0。在虛擬網(wǎng)絡編輯器對話框單擊“應用”按鈕完成VMwareWorkstation網(wǎng)絡的配置。修改網(wǎng)絡配置文件修改UUID重新加載網(wǎng)絡配置文件和更新網(wǎng)卡驗證網(wǎng)絡參數(shù)是否修改成功配置虛擬機的主機名和IP映射修改主機名修改映射文件配置虛擬機SSH遠程登錄查看SSH服務修改SSH服務配置文件使用遠程連接工具SecureCRT配置虛擬機SSH免密登錄功能生成密鑰查看密鑰文件復制公鑰文件驗證免密鑰登錄知識點5-安裝JDK教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解安裝JDK。創(chuàng)建目錄上傳JDK安裝包查看JDK安裝包是否上傳成功安裝JDK配置JDK系統(tǒng)環(huán)境變量驗證JDK是否安裝成功分發(fā)JDK安裝目錄分發(fā)系統(tǒng)環(huán)境變量文件知識點6-配置時間同步教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解配置時間同步。安裝Chrony啟動Chrony服務查看Chrony服務運行狀態(tài)關(guān)閉防火墻查看防火墻運行狀態(tài)配置Chrony服務端配置Chrony客戶端重新啟動Chrony服務查看時鐘源學生活動：上機一：（考察知識點創(chuàng)建虛擬機、安裝Linux操作系統(tǒng)、克隆虛擬機、配置虛擬機、安裝JDK、配置時間同步、部署Hadoop、部署ZooKeeper）形式：單獨完成設計意圖：上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對代碼的熟練程度。課后拓展：教學內(nèi)容：總結(jié)本次課程內(nèi)容教師活動：步驟作業(yè)學生活動：作業(yè)1：課本課后習題與實訓作業(yè)2：掃碼觀看案例2中的微課，學習hadoop的部署安裝。設計意圖：偏好動手實操，對理論講授耐心不足；依賴視頻教程，文檔閱讀能力較弱。采用“案例模仿→自主創(chuàng)新”階梯式任務，提供錄屏微課教學總結(jié)及反思改進本次課程圍繞虛擬機的安裝配置，hadoop的部署展開，采用“案例驅(qū)動+任務導向”的教學模式，結(jié)合課前導入、課中實踐、課后拓展三個階段，幫助學生學習了集群的基本認知。反思改進：文檔資料更新：制作圖文并茂的部署流程圖；整理常見錯誤代碼及解決方案手冊；提供配置參數(shù)詳解參考表注：1、除個別課程因教學需要連續(xù)上課超過2個學時外，每個教案均以2學時安排。學期結(jié)束教師將本學期教案匯集成冊，備查。

教案四第四章HBaseShell任務名稱第四章HBaseShell教學時數(shù)：2學時授課地點授課時間授課教材主要教學內(nèi)容包含本次授課主要內(nèi)容介紹、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入的情況介紹。HBase自身提供了Shell命令行工具HBaseShell，它可以對命名空間（namespace）、表和數(shù)據(jù)進行操作。本章將以操作完全分布式模式部署的HBase為例，演示如何使用HBaseShell操作HBase。課程思政融合：數(shù)據(jù)安全規(guī)范，在講解truncate命令時，強調(diào)誤刪數(shù)據(jù)的后果，結(jié)合企業(yè)案例（如運維人員誤刪生產(chǎn)庫）。要求學生操作前備份數(shù)據(jù)，養(yǎng)成職業(yè)責任感。學情分析知識基礎：已完成HBase基礎概念學習（第1章），了解HBase的架構(gòu)和核心組件（如RegionServer、HMaster）。熟悉Linux基礎命令（如ls、cd、vim），能夠操作虛擬機環(huán)境。對數(shù)據(jù)庫基本操作（如SQL的CREATETABLE、INSERT）有初步認知。對HBase的非關(guān)系型數(shù)據(jù)模型（列式存儲、行鍵設計）理解不夠深入。對Shell交互式操作和腳本化執(zhí)行的差異不清晰（如HBaseShell與LinuxShell的區(qū)別）。技能基礎：能通過模仿教師演示完成簡單命令（如list、scan）。對動手實踐（如數(shù)據(jù)插入、查詢）興趣較高。命令記憶困難：容易混淆HBaseShell語法（如put與get參數(shù)格式）。調(diào)試能力弱：面對錯誤提示（如UnknownColumnFamilyException）時依賴教師指導。學習特點：偏好可視化反饋（如scan結(jié)果的表格展示），對抽象命令（如alter修改表結(jié)構(gòu)）接受度較低。習慣通過重復練習鞏固操作，但對原理性知識（如命名空間的作用）主動探究意愿不足。命名空間管理：容易忽略命名空間與表的關(guān)系，誤操作系統(tǒng)表（如hbase:meta）。版本控制：對多版本數(shù)據(jù)（VERSIONS）和時間戳查詢（TIMESTAMP）的理解模糊。教學目標素質(zhì)目標：實現(xiàn)學生探索未知、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；在編寫代碼中養(yǎng)成正確的代碼編寫規(guī)范。知識目標：使學生熟悉命名空間操作，能夠使用HBaseShell對命名空間進行創(chuàng)建、查看、刪除等操作使學生掌握表操作，能夠使用HBaseShell對表進行創(chuàng)建、查看、刪除等操作使學生掌握數(shù)據(jù)操作，能夠使用HBaseShell對數(shù)據(jù)進行插入、查詢、刪除等操作能力目標：使學生熟悉命名空間操作，能夠使用HBaseShell對命名空間進行創(chuàng)建、查看、刪除等操作使學生掌握表操作，能夠使用HBaseShell對表進行創(chuàng)建、查看、刪除等操作使學生掌握數(shù)據(jù)操作，能夠使用HBaseShell對數(shù)據(jù)進行插入、查詢、刪除等操作教學重點及難點教學重點及解決措施：創(chuàng)建命名空間修改命名空間刪除命名空間創(chuàng)建表修改表刪除表插入數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)條件查詢刪除數(shù)據(jù)追加數(shù)據(jù)教學難點及解決措施：創(chuàng)建表教學方法及手段任務驅(qū)動法（實驗案例）、講授法（重難點解析）、小組合作學習法。課內(nèi)外教學資源包括各類線上線下資源、數(shù)字化資源等；1.頭歌平臺HBase實驗題庫；

2.谷歌GFS/BigTable論文（擴展閱讀）；

3.虛擬機鏡像（Hadoop預裝環(huán)境）。教學活動過程課前準備：教學內(nèi)容：HBase交互式教師活動：1.預習任務基礎概念預習：要求學生預習HBase數(shù)據(jù)模型（表、行鍵、列族、列限定符等）了解Shell作為HBase交互式客戶端的基本功能環(huán)境準備：確保學生HBase環(huán)境已正確部署并可啟動提供測試用數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)說明（學生課前創(chuàng)建）預習測驗（線上）：學生活動：完成相關(guān)測試，環(huán)境準備設計意圖：課堂導入活動，引入學生的學期興趣課中實施：教學內(nèi)容：HBaseShell的使用教師活動：第一、二課時（運行HBaseShell、查看命名空間、創(chuàng)建命名空間、查看命名空間屬性、修改命名空間、刪除命名空間、查看命名空間的表）一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。二、通過直接導入的方式導入新課命名空間的作用是將相關(guān)的表組織到一起，方便用戶對表進行管理和維護，在HBase中每個表都必須屬于一個命名空間。本節(jié)將詳細講解如何通過HBaseShell操作HBase的命名空間。三、新課講解知識點1-運行HBaseShell教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解運行HBaseShell。在虛擬機HBase01執(zhí)行“hbaseshell”命令運行HBaseShell。知識點2-查看命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看命名空間。講解查看命名空間的語法格式啟動HBase。運行HBaseShell演示查看命名空間的操作知識點3-創(chuàng)建命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解創(chuàng)建命名空間。講解創(chuàng)建命名空間的語法格式演示創(chuàng)建命名空間的操作知識點4-查看命名空間屬性教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看命名空間屬性。講解查看命名空間屬性的語法格式演示查看命名空間屬性的操作知識點5-修改命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解修改命名空間。添加屬性講解為命名空間添加屬性的語法格式演示為命名空間添加屬性的操作刪除屬性講解為命名空間刪除屬性的語法格式演示為命名空間刪除屬性的操作知識點6-刪除命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解刪除命名空間。講解刪除命名空間的語法格式演示刪除命名空間的操作知識點7-查看命名空間的表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看命名空間的表講解查看命名空間的表的語法格式演示查看命名空間的表的操作四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過提問的方式引導學生解答問題并給予指導。第三、四課時（創(chuàng)建表、查看表信息、查看表、停用和啟用表、判斷表、修改表、刪除表）一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。二、通過直接導入的方式導入新課表的作用是將相同類型或者同一業(yè)務的數(shù)據(jù)組織在一起，方便用戶對數(shù)據(jù)進行管理和維護。在本節(jié)課中，我們將講解如何通過HBaseShell操作HBase的表。三、新課講解知識點1-創(chuàng)建表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解創(chuàng)建表。表和列族的常用預定義屬性創(chuàng)建表時指定列族的屬性講解創(chuàng)建表時指定列族的屬性的語法格式演示創(chuàng)建表時指定列族的屬性的操作創(chuàng)建表時不指定列族的屬性講解創(chuàng)建表時不指定列族的屬性的語法格式演示創(chuàng)建表時不指定列族的屬性的操作知識點2-查看表信息教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看表信息。講解查看表信息的語法格式演示查看表信息的操作知識點3-查看表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看表。講解查看表的語法格式演示查看表的操作查看用戶創(chuàng)建的所有表通過正則表達式對所有表進行篩選通過正則表達式對命名空間中的所有表進行篩選知識點4-停用和啟用表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解停用和啟用表。停用表講解停用表的語法格式演示停用表的操作啟用表講解啟用表的語法格式 演示啟用表的操作知識點5-判斷表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解判斷表。exists命令講解exists命令的語法格式演示exists命令的操作is_enabled命令講解is_enabled命令的語法格式演示is_enabled命令的操作is_disabled命令講解is_disabled命令的語法格式演示is_disabled命令的操作知識點6-修改表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解修改表。修改表屬性添加屬性講解添加屬性的語法格式演示添加屬性的操作刪除屬性講解刪除屬性的語法格式演示刪除屬性的操作修改列族修改列族屬性講解修改列族屬性的語法格式演示修改列族屬性的操作添加列族講解添加列族的語法格式演示添加列族的操作刪除列族講解刪除列族的語法格式演示刪除列族的操作知識點7-刪除表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解刪除表。講解刪除表的語法格式演示刪除表的操作判斷表是否處于停用狀態(tài)刪除表四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過提問的方式引導學生解答問題并給予指導。一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。二、通過直接導入的方式導入新課數(shù)據(jù)操作是指通過HBaseShell對數(shù)據(jù)進行插入、查詢、刪除等操作。在本節(jié)課中，我們將講解如何通過HBaseShell操作數(shù)據(jù)。三、新課講解知識點1-插入數(shù)據(jù)教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解插入數(shù)據(jù)。講解插入數(shù)據(jù)的語法格式演示插入數(shù)據(jù)的操作知識點2-查詢數(shù)據(jù)教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查詢數(shù)據(jù)。scan命令講解scan命令的語法格式演示scan命令的操作get命令講解get命令的語法格式演示get命令的操作知識點3-條件查詢教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解條件查詢。限制查詢的行LIMITSTARTROWENDROW查詢不同版本的數(shù)據(jù)VERSIONS修改表中預定義屬性VERSIONS的屬性值向表中插入數(shù)據(jù)查詢表的數(shù)據(jù)通過VERSIONS查詢表最新兩個版本的數(shù)據(jù)TIMESTAMP知識點4-刪除數(shù)據(jù)教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解刪除數(shù)據(jù)。deleteall命令講解deleteall命令的語法格式演示deleteall命令的操作delete命令講解delete命令的語法格式演示delete命令的操作truncate命令講解truncate命令的語法格式演示truncate命令的操作知識點5-追加數(shù)據(jù)教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解追加數(shù)據(jù)。講解追加數(shù)據(jù)的語法格式演示追加數(shù)據(jù)的操作向表添加一個單元格為單元格的數(shù)據(jù)追加新的數(shù)據(jù)學生活動：參與課堂活動，完成相關(guān)任務設計意圖：授課前，學生自行通過頭歌平臺課程網(wǎng)站或查閱教材、參考書等教學資源進行相關(guān)的知識準備。教學過程中主要采用案例引入、案例分析、案例實現(xiàn)、知識學習、案例拓展、成果評價等來實施教學。課后拓展：教學內(nèi)容：hbaseshell的相關(guān)實驗教師活動：布置相關(guān)課程任務學生活動：上機一：（創(chuàng)建命名空間、修改命名空間、創(chuàng)建表）形式：單獨完成題目：完成命名空間的相關(guān)操作，要求如下：創(chuàng)建命名空間，并為命名空間指定自定義屬性和屬性值。刪除命名空間已存在的屬性，并為命名空間添加新的屬性。在命名空間中創(chuàng)建包含兩個列族的表，創(chuàng)建表的同時為表添加自定義屬性，并且列族中預定義屬性VERSIONS、TTL和IN_MEMORY的默認值。上機二：（插入數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)、條件查詢、刪除數(shù)據(jù)、追加數(shù)據(jù)）形式：單獨完成題目：完成數(shù)據(jù)的相關(guān)操作，要求如下：向表中插入5行數(shù)據(jù)。通過scan命令查詢表中指定列族的數(shù)據(jù)。通過get命令查詢表中指定列族的數(shù)據(jù)。查詢表的前3行數(shù)據(jù)。查詢表的第2至4行數(shù)據(jù)。向表的指定單元格追加數(shù)據(jù)。刪除表的第3行數(shù)據(jù)。清空表的數(shù)據(jù)。設計意圖：上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對代碼的熟練程度。教學總結(jié)及反思改進本次課程圍繞HBASEshell展開，采用“案例驅(qū)動+任務導向”的教學模式，結(jié)合課前導入、課中實踐、課后拓展三個階段，幫助學生學習了HBASEshell使用。反思改進：理論講解與實踐操作時間分配不夠合理;不同基礎學生接受程度差異較大;采用"講解-演示-練習-復盤"四步教學法；實施分層教學，為不同基礎學生提供差異化指導；增加小組協(xié)作任務，培養(yǎng)團隊部署能力；引入競賽機制，提高學習積極性注：1、除個別課程因教學需要連續(xù)上課超過2個學時外，每個教案均以2學時安排。2、學期結(jié)束教師將本學期教案匯集成冊，備查。

教案五第五章HBaseAPI任務名稱第五章HBaseAPI教學時數(shù)：學時授課地點授課時間授課教材主要教學內(nèi)容包含本次授課主要內(nèi)容介紹、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入的情況介紹。HBase客戶端提供了使用JavaAPI訪問HBase的方式，即HBaseJavaAPI。用戶可以根據(jù)實際需求使用HBaseJavaAPI來實現(xiàn)Java應用程序來操作命名空間、表和數(shù)據(jù)。本章將以操作完全分布式模式部署的HBase為例，演示如何使用HBaseJavaAPI操作HBase。競賽內(nèi)容銜接，對接技能競賽（如全國職業(yè)院校技能大賽“大數(shù)據(jù)集群運維”賽項）。證書認證銜接，課程內(nèi)容覆蓋“1+X”證書（如《大數(shù)據(jù)平臺運維》職業(yè)技能等級證書）考點。課程思政設計與融入文化自信，網(wǎng)絡安全：通過表單驗證案例強調(diào)數(shù)據(jù)安全與隱私保護（如《個人信息保護法》）。學情分析知識基礎：Java基礎尚可，但對HBase特有API體系不熟悉技能基礎：能完成基礎CRUD，缺乏批量處理和異常處理經(jīng)驗學習特點：偏好實例教學，對理論文檔興趣低，重視實用技能，但對代碼質(zhì)量規(guī)范意識不足教學目標素質(zhì)目標：在案例實現(xiàn)中培養(yǎng)綜合分析問題的能力；在代碼編輯中培養(yǎng)耐心細致、精益求精的工匠精神。知識目標：使學生了解構(gòu)建開發(fā)環(huán)境的操作，使學生了解命名空間管理，能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)建命名空間、查看命名空間、刪除命名空間等Java應用程序使學生掌握表管理能力目標：使學生了解構(gòu)建開發(fā)環(huán)境的操作，能夠在IntelliJIDEA構(gòu)建HBase的開發(fā)環(huán)境使學生掌握連接HBase的操作，能夠獨立完成在Java應用程序中連接HBase集群的操作使學生了解命名空間管理，能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)建命名空間、查看命名空間、刪除命名空間等Java應用程序使學生掌握表管理，能夠獨立完成創(chuàng)建表、查看表、刪除表等Java應用程序使學生掌握數(shù)據(jù)管理，能夠獨立完成插入數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)等Java應用程序教學重點及難點教學重點及解決措施：連接HBase創(chuàng)建命名空間修改命名空間刪除命名空間創(chuàng)建表查看表信息1.分層教學基礎層：確保掌握核心API（ConnectionFactory、Table、Put、Get、Scan），完成單條數(shù)據(jù)的CRUD操作進階層：批量操作（BufferedMutator）復雜查詢（組合過濾器）二級索引實現(xiàn)2.典型問題強化資源管理：通過try-with-resources規(guī)范Connection使用演示資源泄漏的后果（如連接耗盡）異常處理：整理常見異常及處理方案設計異常處理實驗（如重試機制）3.項目驅(qū)動電商案例：任務1：用戶畫像存儲（寬表設計）任務2：訂單歷史查詢（分頁實現(xiàn)）任務3：商品推薦（協(xié)處理器）教學難點及解決措施：修改命名空間查看表信息修改表插入數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)教學方法及手段任務驅(qū)動法（實驗案例）、講授法（重難點解析）、小組合作學習法。課內(nèi)外教學資源包括各類線上線下資源、數(shù)字化資源等；1.頭歌平臺HBase實驗題庫；

2.谷歌GFS/BigTable論文（擴展閱讀）；

3.虛擬機鏡像（Hadoop預裝環(huán)境）。教學活動過程課前準備：教學內(nèi)容：JavaAPI操作HBase教師活動：1.預習任務基礎概念預習：要求學生預習HBase數(shù)據(jù)模型（表、行鍵、列族、列限定符等）了解JavaAPI作為HBase交互式方式環(huán)境準備：確保學生HBase環(huán)境已正確部署并可啟動提供測試用數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)說明（學生課前創(chuàng)建）預習測驗（線上）：學生活動：完成相關(guān)測試，環(huán)境準備設計意圖：課堂導入活動，引入學生的學期興趣課中實施：教學內(nèi)容：JavaAPI連接HBase教師活動：（構(gòu)建開發(fā)環(huán)境、連接HBase、查看命名空間、創(chuàng)建命名空間、查看命名空間屬性、修改命名空間、刪除命名空間、查看命名空間的表）一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。二、通過直接導入的方式導入新課命名空間管理是指通過HBaseJavaAPI實現(xiàn)Java應用程序，對命名空間進行創(chuàng)建、刪除、修改等操作。本節(jié)將詳細講解如何構(gòu)建開發(fā)環(huán)境，并通過JavaAPI連接HBase，進一步實現(xiàn)對HBase的命名空間進行相關(guān)操作。三、新課講解知識點1-構(gòu)建開發(fā)環(huán)境教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。構(gòu)建Java項目構(gòu)建項目目錄結(jié)構(gòu)導入依賴知識點2-連接HBase教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解連接HBase。介紹HBaseConfiguration和ConnectionFactory類創(chuàng)建HBaseConnect類并定義獲取HBase連接的方法在HBaseConnect類中定義關(guān)閉HBase連接的方法知識點3-查看命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看命名空間。講解查看命名空間的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建GetNamespaceList類演示查看命名空間知識點4-創(chuàng)建命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解創(chuàng)建命名空間。講解創(chuàng)建命名空間的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建CreateNamespace類演示創(chuàng)建命名空間知識點5-查看命名空間屬性教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看命名空間屬性。講解查看命名空間屬性的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建GetNamespaceDesc類演示查看命名空間屬性知識點6-修改命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解修改命名空間。講解修改命名空間的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建ModifyNamespace類演示修改命名空間知識點7-刪除命名空間教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解刪除命名空間。講解刪除命名空間的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建DropNamespace類演示刪除命名空間知識點8-查看命名空間的表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看命名空間的表。講解查看命名空間的表的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建GetNamespaceTables類演示查看命名空間的表三、新課講解知識點1-創(chuàng)建表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解創(chuàng)建表。講解創(chuàng)建表的程序結(jié)構(gòu)介紹TableDescriptorBuilder類常用的方法講解創(chuàng)建TableDescriptor對象的基礎程序結(jié)構(gòu)介紹ColumnFamilyDescriptorBuilder類常用的方法講解創(chuàng)建ColumnFamilyDescriptor對象的基礎程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建CreateTable類演示創(chuàng)建表通過HBaseShell查看表信息知識點2-查看表信息教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看表信息。講解查看表信息的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建GetTableDesc類演示查看表信息知識點3-查看表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解查看表。講解查看表的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建GetTableList類演示查看表知識點4-停用和啟用表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解停用和啟用表。分別講解停用和啟用表的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建DisableTable類演示停用表創(chuàng)建EnableTable類演示啟用表知識點5-修改表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解修改表。講解修改表的程序結(jié)構(gòu)修改表屬性修改列族添加列族刪除列族修改列族的屬性創(chuàng)建ModifyTable類演示修改表通過HBaseShell查看表信息知識點6-刪除表教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解刪除表。講解刪除表的程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建DeleteTable類演示刪除表四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過提問的方式引導學生解答問題并給予指導。學生活動：上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對代碼的熟練程度。設計意圖：（圍繞教學內(nèi)容、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入等內(nèi)容進行填寫）課后拓展：教學內(nèi)容：JavaAPI連接Hbase操作教師活動：布置相關(guān)的JavaAPI的實訓任務學生活動：上機一：（創(chuàng)建命名空間、修改命名空間、查看命名空間的表）形式：單獨完成題目：完成命名空間的相關(guān)操作，要求如下：通過Admin類提供的createNamespace()方法創(chuàng)建命名空間。通過Admin類提供的modifyNamespace()方法為創(chuàng)建的命名空間添加兩個屬性。通過Admin類提供的listTableNamesByNamespace()方法查看命名空間hbase中包含的表。上機二：（創(chuàng)建表、修改表、插入數(shù)據(jù)）形式：單獨完成題目：完成HBase表的相關(guān)操作，要求如下：通過Admin類提供的createTable()方法創(chuàng)建表。通過Admin類提供的modifyTable()方法為創(chuàng)建的表添加一個列族并修改已存在列族的預定義屬性。通過Table類提供的put()方法向表中插入兩行數(shù)據(jù)。通過Table類提供的getScanner()方法查詢表中指定列族的多行數(shù)據(jù)。設計意圖：偏好動手實操，對理論講授耐心不足；依賴視頻教程，文檔閱讀能力較弱。采用“案例模仿→自主創(chuàng)新”階梯式任務，提供錄屏微課教學總結(jié)及反思改進本次課程圍繞HBASE的JavaAPI展開，采用“案例驅(qū)動+任務導向”的教學模式，結(jié)合課前導入、課中實踐、課后拓展三個階段，幫助學生學習了HBASEJavaAPI使用。反思改進：提供云實驗環(huán)境，解決本地資源不足問題；預置常見錯誤場景的快速恢復快照；開發(fā)部署輔助腳本，簡化重復操作；建立在線問答系統(tǒng)，實時解決學生問題注：1、除個別課程因教學需要連續(xù)上課超過2個學時外，每個教案均以2學時安排。2、學期結(jié)束教師將本學期教案匯集成冊，備查。

教案六第六章HBase模式設計與優(yōu)化任務名稱第六章HBase模式設計與優(yōu)化教學時數(shù)：4學時授課地點授課時間授課教材主要教學內(nèi)容包含本次授課主要內(nèi)容介紹、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入的情況介紹。HBase基礎使用使我們熟悉常規(guī)的操作和方法，而高級應用則需要我們從新的角度思考問題，嘗試創(chuàng)新的解決方案。通過深入了解相關(guān)技術(shù)的高級運用，我們能夠培養(yǎng)創(chuàng)新思維和問題解決能力，提高我們面對復雜問題時的應變能力和靈活性。這種能力的培養(yǎng)對于學術(shù)研究和創(chuàng)新精神具有重要的意義。通過前面幾個章節(jié)的學習相信讀者已經(jīng)掌握了HBase的基本使用，不過在實際的工作過程中，還需要掌握HBase的一些高級應用，如協(xié)處理器、預拆分、快照等，通過這些高級應用，不僅可以提升HBase的執(zhí)行效率，還可以確保數(shù)據(jù)的安全性。本章將詳細講解HBase的高級應用。課程思政融入文化自信塑造，職業(yè)倫理教育。討論“996加班文化”與CSS代碼可維護性的關(guān)系（提倡高效編碼）。分析“大數(shù)據(jù)殺熟”案例中的CSS界面欺騙手段（強調(diào)技術(shù)倫理）學情分析知識基礎：已具備知識：掌握HBase基礎架構(gòu)和核心組件功能理解Region分裂和合并的基本概念了解協(xié)處理器（Coprocessor）的基本作用熟悉HBase數(shù)據(jù)存儲模型（WAL、MemStore、HFile）技能基礎：能通過Shell完成基本的Region管理操作能編寫簡單的Observer協(xié)處理器（如前置檢查）能使用快照功能進行基礎備份恢復Region預拆分（pre-splitting）的鍵值設計能力薄弱自定義Endpoint協(xié)處理器的開發(fā)經(jīng)驗缺乏快照遷移（ExportSnapshot）的實戰(zhàn)經(jīng)驗不足學習特點：對原理性內(nèi)容（如協(xié)處理器執(zhí)行流程）需要可視化輔助容易混淆相似概念（如Major合并vsMinor合并）對配置參數(shù)間的關(guān)聯(lián)性理解困難對性能優(yōu)化相關(guān)的內(nèi)容表現(xiàn)出較強興趣喜歡挑戰(zhàn)性任務但需要明確的階段性指導教學目標素質(zhì)目標：培養(yǎng)學生計算機思維的能力，幫助學生樹立科學嚴謹?shù)呢撠煈B(tài)度；培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識，自主解決問題的能力知識目標：了解HBase協(xié)處理器，能夠描述不同類型協(xié)處理器的作用熟悉協(xié)處理器的使用，能夠完成協(xié)處理器的加載和卸載操作掌握協(xié)處理器的定義，能夠獨立完成定義不同類型協(xié)處理器的程序能力目標：掌握Region的預拆分，能夠在創(chuàng)建表時實現(xiàn)預拆分了解Region的合并，能夠描述實現(xiàn)Region合并的作用掌握HBase的快照，能夠敘述快照的作用以及實現(xiàn)快照的相關(guān)操作教學重點及難點教學重點及解決措施：加載協(xié)處理器定義Observer類型的協(xié)處理器定義Endpoint類型的協(xié)處理器預拆分快照教學難點及解決措施：加載協(xié)處理器定義Observer類型的協(xié)處理器定義Endpoint類型的協(xié)處理器教學方法及手段任務驅(qū)動法（實驗案例）、講授法（重難點解析）、小組合作學習法。課內(nèi)外教學資源包括各類線上線下資源、數(shù)字化資源等；1.頭歌平臺HBase實驗題庫；

2.谷歌GFS/BigTable論文（擴展閱讀）；

3.虛擬機鏡像（Hadoop預裝環(huán)境）。教學活動過程課前準備：教學內(nèi)容：HBase的高級應用教師活動：1.預習任務基礎概念預習：了解HBase的高級應用是哪些內(nèi)容環(huán)境準備：確保學生HBase環(huán)境已正確部署并可啟動提供測試用數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)說明（學生課前創(chuàng)建）預習測驗（線上）：學生活動：完成相關(guān)測試，環(huán)境準備設計意圖：課堂導入活動，引入學生的學期興趣課中實施：教學內(nèi)容：HBase的高級應用教師活動：一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。二、通過直接導入的方式導入新課HBase的協(xié)處理器可以將處理數(shù)據(jù)時的計算放置在RegionServer運行，減輕網(wǎng)絡開銷和客戶端的壓力，從而獲得很好的性能提升。在本節(jié)課中，我們將針對協(xié)處理器的基本概念以及相關(guān)操作進行講解。三、新課講解知識點1-協(xié)處理器簡介教師通過PPT的方式講解協(xié)處理器簡介。介紹Observer類型的協(xié)處理器。介紹Endpoint類型的協(xié)處理器。知識點2-加載協(xié)處理器教師通過PPT的方式講解加載協(xié)處理器。靜態(tài)加載介紹加載協(xié)處理器的參數(shù)介紹使用靜態(tài)加載的方式加載協(xié)處理器動態(tài)加載通過HBaseShell實現(xiàn)動態(tài)加載通過HBaseJavaAPI實現(xiàn)動態(tài)加載知識點3-卸載協(xié)處理器教師通過PPT的方式講解卸載協(xié)處理器。靜態(tài)卸載動態(tài)卸載通過HBaseShell實現(xiàn)動態(tài)卸載通過HBaseJavaAPI實現(xiàn)動態(tài)卸載知識點4-定義Observer類型的協(xié)處理器教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解定義Observer類型的協(xié)處理器。介紹RegionServerObserver、RegionObserver、MasterObserver和WALObserver接口常用的回調(diào)函數(shù)。以RegionObserver接口為例演示如何定義和使用Observer類型的協(xié)處理器。知識點5-定義Endpoint類型的協(xié)處理器教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解定義Endpoint類型的協(xié)處理器。介紹定義Endpoint類型協(xié)處理器的方式。講解proto文件的基本結(jié)構(gòu)。講解基于proto文件生成序列化類的語法格式。演示如何定義及使用Endpoint類型的協(xié)處理器。四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過提問的方式引導學生解答問題并給予指導。三、新課講解知識點1-自動拆分教師通過PPT的方式講解自動拆分。ConstantSizeRegionSplitPolicyBusyRegionSplitPolicyDisabledRegionSplitPolicyIncreasingToUpperBoundRegionSplitPolicyKeyPrefixRegionSplitPolicyDelimitedKeyPrefixRegionSplitPolicySteppingSplitPolicy知識點2-使用自動拆分教師通過PPT的方式講解使用自動拆分。HBase配置文件HBaseShellHBaseJavaAPI知識點3-預拆分教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解預拆分。通過對比自動拆分介紹預拆分手動設置通過數(shù)組為每個Region指定行鍵的取值范圍通過拆分文件為每個Region指定行鍵的取值范圍通過兩個案例演示手動設置預拆分使用HBase提供的算法知識點4-Region的合并教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解Region的合并。講解什么是Region的合并講解HBase實現(xiàn)Region合并的過程講解實現(xiàn)Region的合并的語法格式演示Region的合并操作知識點5-快照教師通過PPT結(jié)合實際操作的方式講解快照。介紹快照的作用介紹操作快照的兩種工具HBaseShellExportSnapshot通過HBaseShell操作快照介紹HBaseShell提供用于操作快照的命令演示創(chuàng)建快照演示查看HBase的所有快照演示刪除快照演示通過快照創(chuàng)建表演示通過快照恢復表的數(shù)據(jù)通過ExportSnapshot工具操作快照通過ExportSnapshot工具遷移快照的語法格式演示將快照遷移至其他HBase集群演示備份快照四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過提問的方式引導學生解答問題并給予指導。學生活動：參與課堂活動，完成相關(guān)任務設計意圖：授課前，學生自行通過頭歌平臺課程網(wǎng)站或查閱教材、參考書等教學資源進行相關(guān)的知識準備。教學過程中主要采用案例引入、案例分析、案例實現(xiàn)、知識學習、案例拓展、成果評價等6步來實施教學。課后拓展：教學內(nèi)容：總結(jié)本次課程內(nèi)容教師活動：步驟作業(yè)，指導學生進行相關(guān)的實驗安排學生活動：上機一：（加載協(xié)處理器、定義Observer類型的協(xié)處理器、定義Endpoint類型的協(xié)處理器）形式：單獨完成題目：完成協(xié)處理器的相關(guān)操作，要求如下：基于RegionObserver接口定義Observer類型的協(xié)處理器，實現(xiàn)向制定表插入數(shù)據(jù)之后，同時向具有相同表結(jié)構(gòu)的另一張表插入數(shù)據(jù)。使用HBaseShell的方式加載定義的Observer類型的協(xié)處理器。定義Endpoint類型的協(xié)處理器用于對表中指定列的數(shù)據(jù)進行聚合運算。使用HBaseJavaAPI的方式加載定義的Endpoint類型的協(xié)處理器。上機二：（預拆分）形式：單獨完成題目：在HBase中創(chuàng)建表時通過拆分文件為每個Region指定行鍵的取值范圍。上機二：（快照）形式：單獨完成題目：完成快照的相關(guān)操作，要求如下：通過HBaseShell操作快照。創(chuàng)建快照查看HBase的所有快照刪除快照通過快照創(chuàng)建表通過快照恢復表的數(shù)據(jù)設計意圖：上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對代碼的熟練程度。教學總結(jié)及反思改進本次課程圍繞HBASE高級引用展開，采用“案例驅(qū)動+任務導向”的教學模式，結(jié)合課前導入、課中實踐、課后拓展三個階段，幫助學生學習了HBASE高級應用。反思改進：概念具象化：使用Region分布可視化工具展示分裂/合并過程提供協(xié)處理器執(zhí)行時序圖。調(diào)試支持：提供協(xié)處理器調(diào)試檢查清單；整理常見錯誤代碼對照表；設計不同分裂策略的性能對比；展示快照與傳統(tǒng)備份的效率差異注：1、除個別課程因教學需要連續(xù)上課超過2個學時外，每個教案均以2學時安排。2、學期結(jié)束教師將本學期教案匯集成冊，備查。

教案七第七章MapReduceOnHBase任務名稱第七章MapReduceOnHBase教學時數(shù)：2學時授課地點授課時間授課教材主要教學內(nèi)容包含本次授課主要內(nèi)容介紹、崗課賽證融入、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新業(yè)態(tài)以及課程思政設計與融入的情況介紹。HBase是一個分布式的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，相對于傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來說，并不具備分析能力，而是需要將HBase的數(shù)據(jù)讀取到客戶端再進行分析，這樣的做法不僅效率慢，而且還會產(chǎn)生大量的I/O開銷，因此更有效的做法是集成MapReduce，使MapReduce程序直接訪問HBase的數(shù)據(jù)進行分布式計算，除此之外借助MapReduce可以實現(xiàn)HBase批量讀取和寫入數(shù)據(jù)的操作。本章將介紹HBase集成MapReduce的相關(guān)內(nèi)容。競賽內(nèi)容銜接，對接技能競賽（如全國職業(yè)院校技能大賽“大數(shù)據(jù)集群運維”賽項）。證書認證銜接，課程內(nèi)容覆蓋“1+X”證書（如《大數(shù)據(jù)平臺運維》職業(yè)技能等級證書）考點。學情分析知識基礎：Java基礎尚可，但對HBase特有體系MapReduce不熟悉技能基礎：能完成基礎CRUD，缺乏批量處理和異常處理經(jīng)驗學習特點：偏好實例教學，對理論文檔興趣低，重視實用技能，但對代碼質(zhì)量規(guī)范意識不足教學目標素質(zhì)目標：培養(yǎng)學生計算機思維的能力，幫助學生樹立科學嚴謹?shù)呢撠煈B(tài)度；培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識，自主解決問題的能力知識目標：了解MapReduce的核心思想，能夠說出MapReduce