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图计算系统关键技术研究与实现的开题报告
开题报告
一、选题背景及意义
图计算系统是一种针对大规模图数据处理的分布式计算系统。图数据是一种特殊的数据结构，节点和边之间的关系非常复杂，且节点间关系通常是异构、多元、多层次的，如社交网络、知识图谱等。以往传统的数据处理系统难以有效的处理这些数据，而图计算系统恰好具有高效处理图数据的特点，它的出现极大地加速了图数据的应用。
当前，图计算系统已经广泛应用于搜索引擎、网络安全、社交媒体等领域，并得到了较好应用效果，因此研究图计算系统的技术和实现已经成为一个研究热点。
二、研究目标
本项目的主要研究目标是对图计算系统中的关键技术进行深入研究和实现。
具体而言，本项目将针对以下几个方面进行研究：
1.图计算系统架构设计
2.图计算系统中的分布式任务调度和执行
3.图计算系统中的数据存储和数据管理
4.性能优化方面的研究
5.对常见的图算法进行实现和性能评测
三、研究内容
1.图计算系统架构设计
本项目将研究图计算系统的架构设计，包括系统组成部分、系统交互方式、系统调度方式等。
2.图计算系统中的分布式任务调度和执行
本项目将深入研究分布式任务调度和执行的相关技术，包括任务分割和分配、任务调度和资源管理等。
3.图计算系统中的数据存储和数据管理
本项目将研究图数据的存储和管理技术，包括数据的分布式存储、索引和查询等。
4.性能优化方面的研究
本项目将研究如何优化图计算系统的性能，包括任务调度策略、数据分布方式、缓存策略等。
5.对常见的图算法进行实现和性能评测
本项目将选择一些常见的图算法进行实现和性能评测，以验证所研究的图计算系统的可行性和性能优劣。
四、研究方法
1.文献调研
本项目将通过文献调研的方式对相关的研究现状进行了解和评估，以明确研究的方向和目标。
2.系统设计
本项目将设计图计算系统的框架和系统的各个模块，包括系统组成、任务调度、数据存储和管理等。
3.系统实现
基于图计算系统的系统设计，本项目将采用Java等语言对系统进行实现。
4.实验评测
本项目将通过对系统的实验评测，对系统的可行性和性能等方面进行评估。
五、项目进度
本项目的时间安排如下：
第一阶段（1-2周）：文献调研和系统设计
第二阶段（2-4周）：系统实现和代码编写
第三阶段（4-6周）：系统优化和性能评测
第四阶段（6-8周）：总结和报告撰写
六、预期成果
本项目的预期成果是：
1.图计算系统的设计和实现
2.系统性能优化方案
3.实验评测报告
4.文献调研报告
5.项目结题报告
七、参考文献
1.Kyrola,A.,Blelloch,G.,&Guestrin,C.(2012).GraphChi:Large-scalegraphcomputationonjustaPC.InProceedingsofthe10thUSENIXconferenceonOperatingSystemsDesignandImplementation(OSDI12)(pp.31-46).
2.Gonzalez,J.E.,Low,Y.,Gu,H.,Bickson,D.,&Guestrin,C.(2012).PowerGraph:Distributedgraph-parallelcomputationonnaturalgraphs.InProceedingsofOSDI(Vol.12,pp.1-18).
3.Dean,J.,&Ghemawat,S.(2008).MapReduce:Simplifieddataprocessingonlargeclusters.CommunicationsoftheACM,51(1),107-113.
4.Shi,J.,Han,P.,&Chen,C.(2014).Supergraph:Adistributedsystemforgraphprocessing.In2014IEEE30thInternationalConferenceonDataEngineering(pp.128-139).IEEE.