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Data lake, Hadoop e streaming de dados

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Data lake, Hadoop e streaming de dados
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Resumo: Data lake, Hadoop e streaming de dados

Essência. Tecnologias de big data: o data lake guarda dados brutos; o Hadoop distribui armazenamento (HDFS) e processamento (MapReduce); o streaming (Kafka, Flink) trata fluxos contínuos de eventos.

  • Data lake: dados brutos, de várias fontes e formatos; esquema na leitura; processo ELT (transforma no destino). Ex.: vídeos de câmeras, logs e planilhas guardados como vieram.
  • Data warehouse: dados tratados e estruturados; esquema na escrita; ETL (transforma antes de carregar). Ex.: base consolidada de autuações para painéis de BI.
  • HDFS: mestre/escravo, em Java; NameNode guarda metadados; DataNodes guardam os blocos.
  • MapReduce: divide o processamento entre máquinas; a saída costuma ser menor que a entrada.
  • HBase: NoSQL sobre HDFS; regiões que se dividem automaticamente.
  • Kafka: producer publica em tópicos; consumer lê; broker armazena e replica várias partições; armazenamento durável.
  • Lambda (lote + fluxo, 3 camadas) × Kappa (só fluxo).

Exceções e distinções. Ingestão streaming = contínua, evento a evento; carga incremental (só novos desde a última execução) é lote. Dados estruturados (tabelas, SQL), semiestruturados (JSON, XML) e não estruturados (texto, imagem).

Pegadinha Cebraspe. "Data lake armazena dados refinados em processos anteriores" → errado: isso é data warehouse.

Lembre também: "Kafka prescinde de armazenamento durável", "cada broker hospeda uma partição" e "Kappa tem quatro camadas" são errados; banco relacional: chave primária, estrangeira, ACID.

Visão geral

Tecnologias que armazenam e processam big data: o data lake guarda dados brutos; o ecossistema Hadoop distribui armazenamento (HDFS) e processamento (MapReduce) entre muitas máquinas; plataformas de streaming (Kafka, Flink) tratam fluxos contínuos de eventos.

Regra

Data lake × data warehouse

Data lakeData warehouse
Dadosbrutos, no formato original, de várias fontestratados, estruturados, refinados
Tiposestruturados, semiestruturados e não estruturadosprincipalmente estruturados
Esquemana leitura (schema-on-read) — não precisa de esquema préviona escrita (schema-on-write)
Processo típicoELT (carrega e transforma no destino)ETL (transforma antes de carregar)

Hadoop

  • HDFS: arquitetura mestre/escravo, escrita em Java. NameNode (mestre) guarda metadados e coordena o acesso; DataNodes guardam os dados (blocos) e atendem leituras/gravações.
  • MapReduce: divide o processamento entre várias máquinas (map → agrupa/reduz). A saída normalmente é menor que a entrada (agregação).
  • HBase: banco NoSQL sobre o HDFS; tabelas divididas em regiões que se dividem e redistribuem automaticamente conforme crescem.

Streaming (Kafka)

  • Producer publica (escreve) eventos em tópicos; consumer assina (lê).
  • Broker: servidor do cluster que armazena e replica partições; cada broker hospeda várias partições.
  • Kafka armazena os eventos de forma durável (retenção configurável) — não é só repasse.
  • Ingestão em streaming: coleta contínua, em tempo (quase) real, evento a evento. Não confundir com a carga incremental (só os dados novos/alterados desde a última execução), que é uma forma de ingestão em lote.
  • Arquiteturas: Lambda (lote + fluxo, três camadas: batch, speed, serving) e Kappa (só fluxo, simplifica a Lambda).

Aprofundamento

  • Dados estruturados: esquema fixo, tabelas com linhas e colunas (bancos relacionais, SQL). Semiestruturados: tags/chaves sem esquema rígido (JSON, XML, logs). Não estruturados: textos livres, imagens, áudio, vídeo.
  • Banco relacional: tabelas ligadas por chave primária (identifica cada registro, única e não nula) e chave estrangeira (referencia a primária de outra tabela); garante propriedades ACID (atomicidade, consistência, isolamento, durabilidade).
  • SQL básico: SELECT (consultar), INSERT (inserir), UPDATE (alterar), DELETE (excluir); JOIN combina tabelas; WHERE filtra.
  • NoSQL: escalabilidade horizontal e esquemas flexíveis (MongoDB — documentos; Redis — chave-valor; Cassandra — colunar; Neo4j — grafos).
  • Metadados: dados sobre os dados (autor, data, formato). Governança de dados: qualidade, segurança, catálogo e conformidade com a LGPD.
  • Pipeline de dados: ingestão → armazenamento → processamento → análise/visualização (dashboards, BI).

Como o Cebraspe cobra

  • "Data lake armazena dados refinados em processos anteriores": errado (isso é data warehouse).
  • "No ELT a transformação ocorre no destino; no ETL, antes de carregar": certo.
  • "O HDFS não pode ser conectado ao sistema de arquivos local": errado.
  • "MapReduce mantém na saída a mesma quantidade de dados da entrada": errado.
  • "Cada broker hospeda apenas uma partição": errado.
  • "Kafka prescinde de armazenamento durável": errado.
  • "Kappa oferece lote e fluxo em quatro camadas": errado.
  • "Na ingestão streaming os dados são coletados de forma incremental, só os novos": errado (isso é carga incremental em lote).

Revisão rápida

  • Data lake = bruto, qualquer formato, esquema na leitura.
  • Data warehouse = tratado, estruturado.
  • ELT (transforma no destino) × ETL (transforma antes).
  • HDFS: NameNode = metadados; DataNodes = dados; Java; mestre/escravo.
  • MapReduce distribui o processamento.
  • Kafka: producer escreve, consumer lê, broker armazena/replica; armazenamento durável.

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Flashcards de Data lake, Hadoop e streaming de dados

Tente lembrar antes de virar o card.

  • Data lake × data warehouse?

    Revelar resposta

    Data lake: dados brutos, de várias fontes, em qualquer formato (estruturado, semi e não estruturado), sem esquema prévio, numa mesma plataforma. Data warehouse: dados refinados/estruturados para análise. "Data lake guarda dados refinados" = errado.

  • ETL × ELT?

    Revelar resposta

    ETL: extrai, transforma e depois carrega no destino. ELT: extrai, carrega e transforma dentro do destino (data warehouse/lake).

  • HDFS: qual a arquitetura e o papel de NameNode e DataNode?

    Revelar resposta

    Mestre/escravo, escrito em Java. NameNode (mestre): guarda os metadados e coordena as solicitações. DataNodes: guardam os dados (blocos). Pode interagir com o sistema de arquivos local.

  • O que faz o MapReduce?

    Revelar resposta

    Distribui o processamento de grandes volumes entre várias máquinas que leem e gravam em paralelo no sistema distribuído. Map processa partes; Reduce agrega — a saída normalmente é menor que a entrada.

  • HBase: como as tabelas são distribuídas no cluster?

    Revelar resposta

    Em regiões (faixas de linhas), que se dividem e redistribuem automaticamente entre os servidores à medida que crescem.

  • Kafka: producer, consumer, broker e armazenamento?

    Revelar resposta

    Producer publica (escreve) em tópicos; consumer assina (lê). Broker: servidor que armazena e replica partições — cada um hospeda várias. Kafka armazena eventos de forma durável (retenção configurável).

  • Ingestão de dados: o que é, lote × streaming, e o que é a arquitetura Kappa?

    Revelar resposta

    Ingestão: importar/processar dados de várias fontes para uso ou armazenamento (desafios: escala, tempo, confiabilidade, segurança). Streaming: contínua, tempo real; incremental (só novos) é modalidade de lote. Kappa: só processamento de fluxo (a Lambda é que combina lote + fluxo).

Fontes

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