Системы больших данных (Big Data Systems) – это неотъемлемая часть современной информатики и цифровой экономики, позволяющая эффективно обрабатывать, хранить и анализировать огромные объёмы разнородной информации. Такие системы лежат в основе работы поисковых систем, социальных сетей, финансовых сервисов, научных исследований и государственных инфраструктур. В ЕГЭ по информатике знания о принципах работы с большими данными, их особенностях и способах организации систем встречаются в блоках по анализу данных, архитектуре ИТ-систем и алгоритмам обработки информации.
Система больших данных – это аппаратно-программный комплекс, предназначенный для сбора, хранения, обработки и анализа данных, объём которых превышает возможности традиционных средств управления базами данных.
Ключевые характеристики больших данных (5V)
Объём (Volume):
Огромное количество данных (терабайты, петабайты, эксабайты), поступающих из разных источников.
Скорость (Velocity):
Высокая скорость поступления и обработки информации в режиме реального времени (онлайн-трансляции, финансовые операции).
Разнообразие (Variety):
Данные могут быть структурированными (таблицы, базы), полуструктурированными (XML, JSON) и неструктурированными (тексты, видео, изображения).
Достоверность (Veracity):
Необходимость отсекать шум, аномалии, некорректные данные для повышения качества анализа.
Ценность (Value):
Анализ больших данных позволяет извлекать новую информацию, делать прогнозы, повышать эффективность процессов.
Принципы и архитектура систем больших данных
Распределённость:
Данные хранятся и обрабатываются на кластерах из множества серверов.
Масштабируемость:
Система может увеличиваться за счёт добавления новых узлов без остановки работы.
Отказоустойчивость:
При сбоях одного или нескольких узлов система продолжает функционировать.
Параллельная обработка:
Для ускорения работы большие массивы данных разбиваются на части, которые обрабатываются одновременно.
Автоматизация:
Многие процессы сбора, очистки, агрегации, анализа данных выполняются автоматически.
Hadoop – фреймворк для распределённого хранения и обработки данных на кластерах (HDFS, MapReduce).
Spark – платформа для быстрого анализа и машинного обучения на больших данных.
NoSQL-базы данных (Cassandra, MongoDB) – для хранения неструктурированных и полуструктурированных данных.
Инструменты визуализации (Tableau, Power BI) – для анализа и представления результатов обработки.

Планируйте архитектуру с учётом объёма, скорости и разнообразия данных.
Гарантируйте безопасность данных на всех этапах: используйте шифрование, контроль доступа, аудит событий.
Используйте резервное копирование и репликацию для защиты от потерь.
Автоматизируйте процессы очистки и проверки данных на достоверность.
Следите за производительностью и регулярно оптимизируйте алгоритмы обработки.
Обеспечьте масштабируемость – добавление серверов не должно снижать производительность.
Организуйте удобную визуализацию результатов анализа для принятия решений.
На ЕГЭ могут встречаться задания на анализ потоков информации, различие структурированных и неструктурированных данных, принципы масштабируемости и отказоустойчивости ИТ-систем.
Требуется понимать основные понятия обработки данных, этапы жизненного цикла информации, архитектуру современных информационных систем.
Часто встречаются задачи на объём, скорость передачи и хранения данных, выбор оптимального способа хранения или обработки.
Вопросы по облачным сервисам, распределённым системам, автоматизации и безопасности также связаны с темой Big Data.
Совет:
Тренируйтесь отличать традиционные и современные системы управления данными, анализировать простые схемы распределённых архитектур, сопоставлять задачи с возможностями конкретных технологий.
Упражнение 1
Теория: Что такое неструктурированные данные и почему они так важны для Big Data?
Практика: Найдите три примера неструктурированных данных из разных сфер (например, медицина, социальные сети, транспорт).
Упражнение 2
Теория: Чем Hadoop отличается от обычной СУБД?
Практика: Опишите, как распределённое хранение данных помогает ускорять обработку больших объёмов информации.
Упражнение 3
Теория: Почему важно обеспечивать отказоустойчивость в системах больших данных?
Практика: Придумайте и кратко опишите сценарий, где отказ одного сервера не приводит к потере данных и сбою всей системы.
Упражнение 4
Теория: Какие существуют типы NoSQL-баз данных?
Практика: Выберите любой тип (например, документоориентированные базы) и опишите ситуацию, где он будет предпочтительнее реляционной СУБД.
Упражнение 5
Теория: Что такое параллельная обработка и как она реализуется в Big Data?
Практика: Опишите на примере, как один большой файл данных может быть обработан быстрее на кластере из нескольких серверов, чем на одном компьютере.
Системы больших данных – это не только инновационные технологии, но и фундаментальный срез современной информатики: понимание их архитектуры, принципов обработки, особенностей масштабирования и безопасности позволяет уверенно решать экзаменационные задачи и эффективно работать с информацией в будущем. Практикуйтесь в анализе архитектурных схем, повторяйте правила масштабируемости и безопасности, разбирайтесь в преимуществах распределённых систем – и любые вопросы по Big Data на ЕГЭ будут для вас несложными!
Ключ к успеху:
Осваивайте основные принципы Big Data, учитесь анализировать структуру и жизненный цикл данных, практикуйте задачи на объём, скорость и отказоустойчивость – и вы будете уверенно ориентироваться в современной цифровой реальности и успешно пройдёте любые испытания на экзамене!