杜光輝+鄭艷娟

摘 要： 傳統(tǒng)的金融大數(shù)據(jù)信息存儲系統(tǒng)存在效率較低、儲存的數(shù)據(jù)量較少、速度較慢等問題，很難再適用于金融數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大的物聯(lián)網(wǎng)時代，為此，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)的設(shè)計。首先，基于設(shè)計要求構(gòu)建系統(tǒng)的總體設(shè)計框架，由此通過時鐘同步的采樣電路圖設(shè)計出硬件集成電路的過程；然后，根據(jù)不同的層次構(gòu)建出軟件函數(shù)的模型；最后，對系統(tǒng)設(shè)計的合理性展開分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，存儲系統(tǒng)的設(shè)計具有良好的儲存性能，其空間的儲存量也較大，執(zhí)行效率較高。

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境； 金融大數(shù)據(jù)； 存儲系統(tǒng)； 系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號： TN915.08?34； TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）23?0085?04

Abstract： The traditional information storage system of finance big data has the problems of low efficiency， less storage data quantity and slow storage speed， and is difficult to apply to the Internet of Things environment with increasingly?large finance data size. Therefore， a dynamic security storage system of finance big data was designed in Internet of Things environment. The overall design framework of the system was constructed according to the design requirement， and the hardware integrated circuit was designed with the clock synchronous sampling circuit diagram. The model of the software function was constructed according to the different levels. The rationality of the system design is analyzed. The experimental result shows that the designed storage system has high storage performance， large space storage capacity， and high execution efficiency.

Keywords： Internet of Things environment； finance big data； storage system； system design

0 引 言

隨著社會的不斷發(fā)展，信息技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足金融行業(yè)大量信息的儲存，存在儲存空間小、效率低等問題[1?2]。為了達(dá)到金融大量數(shù)據(jù)儲存的要求，基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)運(yùn)而生[3?4]。對于初創(chuàng)的金融企業(yè)來說，按照這種系統(tǒng)的設(shè)計可以大量的節(jié)約資金，也不用擔(dān)心硬件與軟件的維護(hù)問題[5]。金融大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的高效率性與空間大的優(yōu)勢對于金融企業(yè)的客戶來說是至關(guān)重要的[6]。如果數(shù)據(jù)丟失，不但危害了客戶的個人信息安全，也會給金融企業(yè)造成客戶流失的現(xiàn)象，對經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失。

文獻(xiàn)[7]中提出了IP資源網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)存儲設(shè)置，利用IP的監(jiān)測功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，如果數(shù)據(jù)需要被存儲時，依靠IP的功能就可以迅速作出反應(yīng)，完成一系列的數(shù)據(jù)存儲過程。但是IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度極其高，其儲存系統(tǒng)的空間較小，不適合當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此無法滿足金融大量數(shù)據(jù)的儲存需求。文獻(xiàn)[8]中提出一種策略調(diào)度的動態(tài)數(shù)據(jù)海量儲存的系統(tǒng)設(shè)計方法，在負(fù)載均衡一定的條件下，將海量存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類并再次儲存，能夠?qū)崿F(xiàn)金融大數(shù)據(jù)的聚類性分析。但是這種系統(tǒng)的設(shè)計容易受到存儲性能的約束，會導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計成本大大增加。文獻(xiàn)[9]中提出了SAN技術(shù)的存儲系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)設(shè)計的方法雖然能夠使數(shù)據(jù)的儲存速度變快，但是其技術(shù)并不成熟，儲存性能還在研究之中。

針對上述觀點(diǎn)，本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)的設(shè)計。首先構(gòu)建了系統(tǒng)的總體設(shè)計框架，基于框架設(shè)計了系統(tǒng)硬件的集成電路過程；然后根據(jù)不同的層次構(gòu)建出了軟件函數(shù)的模型；最后對系統(tǒng)設(shè)計的合理性展開分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)儲存速度與較大的儲存空間，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的大量儲存與讀取，為數(shù)據(jù)儲存功能的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)

設(shè)計

1.1 金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)總體設(shè)計框架

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)存儲系統(tǒng)設(shè)計的要求就是信息采集速度快、儲存容量大?；谠O(shè)計的要求，構(gòu)建了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖1可知，金融大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)主要包括：總線傳輸?shù)奶幚砥?、連接的電路、控制設(shè)備、主控計算機(jī)、外部存儲器、電路的復(fù)位器。

在系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)的輸入與輸出是基于觸發(fā)裝置與采集裝置基礎(chǔ)上設(shè)計的。數(shù)據(jù)觸發(fā)的總線路與模擬的總線路共同構(gòu)建了數(shù)據(jù)儲存區(qū)域，將金融大數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并傳輸?shù)街骺氐挠嬎銠C(jī)中，并通過模擬總線路的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計。

金融大數(shù)據(jù)的模擬線路主要是：將存儲系統(tǒng)中的金融大數(shù)據(jù)通過動態(tài)增益碼的調(diào)度傳送到環(huán)形的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域，并進(jìn)行分析。endprint

金融大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)設(shè)計的流程主要是：緩沖區(qū)的信號流與控制器傳輸?shù)男盘柫飨嗷ト诤狭飨騊CI的總線。根據(jù)數(shù)據(jù)管理的調(diào)度與評價器的分析，通過QOS數(shù)值對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行連接。其存儲的功能有：

（1） 將PCI總線應(yīng)用到外置式的系統(tǒng)控制器的處理器中進(jìn)行緩沖區(qū)的運(yùn)行。

（2） 數(shù)據(jù)信號的處理芯片與外部的存儲空間相互融合，實(shí)現(xiàn)人類與機(jī)器的通信。

（3） 動態(tài)增益控制：通過計算機(jī)分配到的處理器設(shè)計出相應(yīng)的動態(tài)增益碼，使大量的數(shù)據(jù)穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。

1.2 基于總體架構(gòu)的存儲系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)上述總體框架結(jié)構(gòu)對存儲的硬件進(jìn)行設(shè)計。硬件的模塊主要包括：電路的同步、電路的復(fù)位、模塊內(nèi)部的觸發(fā)裝置、電路的程序加載、電路的存儲接口。金融大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的電路同步開關(guān)應(yīng)該選擇12位采樣數(shù)據(jù)的模塊，將調(diào)制的電路進(jìn)行動態(tài)增益的反饋采樣。金融大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)線性的動態(tài)可在-50～50 dB范圍內(nèi)波動。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的特點(diǎn)，采用網(wǎng)絡(luò)自動接口的功能模塊，并對反饋的動態(tài)增益模塊進(jìn)行設(shè)計。

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)存儲離不開時鐘同步的采樣，電路圖如圖2所示。

在金融大數(shù)據(jù)時鐘電路的端口，放置AD2014的4階開關(guān)電源低通濾波，從而使輸出的電壓具有一定的穩(wěn)定性。通過共享端口的自定義緩沖功能，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與大數(shù)據(jù)傳輸之間的實(shí)時通信。

基于金融大數(shù)據(jù)存儲的時鐘同步系統(tǒng)的采樣電路可以設(shè)計出與外部I/O設(shè)備接口相連接的采樣轉(zhuǎn)換器。將數(shù)據(jù)通道設(shè)置的12位采樣數(shù)據(jù)的模塊換成16位的，使用±15 V雙極性的樣本輸入法，并使用EOC信號的轉(zhuǎn)換器將TOUT轉(zhuǎn)換成CNNST。

采用轉(zhuǎn)換的序列代碼來實(shí)現(xiàn)金融大數(shù)據(jù)的儲存容量擴(kuò)展，而I/O設(shè)備的外部接口采用AD231的動態(tài)增益的雙向通道來控制電路，并與95230A的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，通過外部I/O的接口電源與內(nèi)核電源的共同供電，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不斷存儲，從而使輸出波形數(shù)據(jù)具有一定的自適應(yīng)性能。根據(jù)上述特點(diǎn)，基于總體架構(gòu)的存儲硬件中集成電路的設(shè)計過程如圖3所示。

1.3 基于總體架構(gòu)的存儲系統(tǒng)軟件設(shè)計

根據(jù)總體架構(gòu)的模式對金融大數(shù)據(jù)的軟件進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計的目的就是擁有高內(nèi)聚、低耦合存儲數(shù)據(jù)的模式。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)具有分布性廣和樣式多的特點(diǎn)，因此，軟件部分的設(shè)計分成了三個不同的層次，分別是儲存層、邏輯層、訪問層。

儲存層能夠?yàn)榻鹑诖髷?shù)據(jù)儲存一定的信息量，進(jìn)行頁面交互后，下達(dá)命令，儲存層就可以與邏輯層連接，并將指令下達(dá)到邏輯層。

邏輯層具有承上啟下的作用，對接收到的指令進(jìn)行處理與分析，并通過數(shù)據(jù)的接口將指令下達(dá)到訪問層，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲與讀取。

訪問層的功能主要有：存儲與讀取、數(shù)據(jù)插入與更新、查詢與刪除。

在上述的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下金融大數(shù)據(jù)軟件設(shè)計具有較高的實(shí)用性，如果邏輯層出現(xiàn)一定的變化，那么只需要重新編輯邏輯層中的程序即可，沒有必要對整個系統(tǒng)進(jìn)行修改。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)設(shè)計的合理性，以某個金融公司的存儲數(shù)據(jù)為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.1 實(shí)驗(yàn)步驟

2.1.1 參數(shù)設(shè)置

根據(jù)上文中構(gòu)建的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)總體設(shè)計框架對系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置如下：

（1） 金融大數(shù)據(jù)存儲于環(huán)形的緩沖區(qū)域，所捕獲的數(shù)據(jù)浮動范圍設(shè)置為-35～55 dB，數(shù)據(jù)疊加的最大量為92 dB，轉(zhuǎn)換器的輸出幅度為±15 V。

（2） 將DSP中的數(shù)據(jù)收集通道設(shè)置為15個，并進(jìn)行同步與異步的輸入處理。

（3） 將收集到的數(shù)據(jù)在緩沖區(qū)域內(nèi)的循環(huán)放大器的數(shù)據(jù)采樣功率設(shè)置為250 Hz。

（4） 將控制器中的DAC分辨率設(shè)置為16位。

（5） 將放大器中的功率分辨率設(shè)置為15位。

（6） 將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換速率設(shè)置為150 Hz。

2.1.2 數(shù)據(jù)分析

讓金融公司若干個員工同時上傳數(shù)據(jù)，并及時記錄儲存速度的變化，如表1所示。

根據(jù)表1可知，1個員工上傳數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)存儲速度與2個、5個、10個、20個員工上傳數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)存儲速度相差不大。

基于表1中的數(shù)據(jù)存儲速度來檢測讀取金融大數(shù)據(jù)信息儲存量的大小，如圖4所示。

讀取基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)量的大小對時間的影響并不大，隨著時間的流逝，讀取數(shù)據(jù)量的漲幅反而較低。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

傳統(tǒng)的金融大數(shù)據(jù)信息儲存的效率較低，其儲存的數(shù)據(jù)量較少，速度也比較慢，很難再適用于數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大的物聯(lián)網(wǎng)時代，因此基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)存儲系統(tǒng)的設(shè)計是非常及時的，能夠融入到現(xiàn)代社會的快速發(fā)展之中。

根據(jù)上文中的系統(tǒng)硬件設(shè)計與軟件設(shè)計對程序進(jìn)行加載，保證不同存儲方式下的干擾元素一定，將傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)與基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的存儲系統(tǒng)效率進(jìn)行對比，其對比結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全儲存系統(tǒng)具有較好的數(shù)據(jù)融合性能，提高數(shù)據(jù)的調(diào)度效率，隨著時間的流逝，其調(diào)度效率可接近100%，與傳統(tǒng)的儲存系統(tǒng)相比，更好地展示了其設(shè)計的合理性與應(yīng)有的價值。

傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)與基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的存儲系統(tǒng)的儲存空間大小對比如圖6所示。

由圖6可知，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)具有較大的空間存儲數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)相比，能夠更好地儲存大量的數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的安全性。

基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)儲存速度與較大的儲存空間，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的大量儲存與讀取。

3 結(jié) 語

基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的金融大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲系統(tǒng)的設(shè)計大大降低了存儲系統(tǒng)的危險性，擴(kuò)大了存儲的空間，提高了存儲的速度。通過對硬件系統(tǒng)采用時鐘同步技術(shù)可以調(diào)節(jié)總線的控制力度，對數(shù)據(jù)的傳送性能也有提高的作用。由系統(tǒng)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)可以分析出，該系統(tǒng)具有良好的金融大數(shù)據(jù)儲存性能，其效率較好，為我國的金融事業(yè)提供了有力的支持。

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