Details

Объектом исследования являются методы и инструменты интерактивной подготовки табличных данных. Предметом исследования - архитектурные подходы к построению веб-сервисов, сочетающих визуальный интерфейс для аналитика с возможностью обработки больших файлов. Цель работы - разработать веб-сервис, в котором аналитик без навыков программирования интерактивно формирует декларативный контракт трансформаций и применяет его к большим табличным файлам с автоматическим выбором вычислительного движка. В рамках локального стенда целевая проверочная планка установлена на уровне до 100 гигабайт; дальнейшее увеличение объёма определяется доступными вычислительными ресурсами, хранилищем и конфигурацией развёртывания. В работе выполнен систематический анализ существующих инструментов обработки табличных данных (Microsoft Excel, Google Sheets, Pandas, Polars, DuckDB, Apache Spark) и платформ интерактивной подготовки данных (Trifacta, OpenRefine, Alteryx, Talend). Выявлен разрыв между доступностью и масштабируемостью существующих решений, что обосновывает актуальность разработки. Разработаны три научно значимых компонента архитектуры и один обязательный инженерный механизм: метод Shadow Sampling, обеспечивающий раннюю готовность предпросмотра до завершения полной загрузки; декларативный контракт трансформаций с виртуальной валидацией, обнаруживающей ошибки до выполнения; механизм адаптивного выбора вычислительного движка; фоновые задания экспорта с состояниями queued/running/succeeded/failed и опросом результата из frontend. Программный продукт реализован с использованием стека технологий FastAPI, SQLAlchemy 2.0 с асинхронным драйвером asyncpg, React 18 с TypeScript, Tailwind CSS, PostgreSQL, MinIO (S3-совместимое объектное хранилище), PySpark. Публичный путь экспорта реализован как асинхронное задание: клиент создаёт job, опрашивает его статус, показывает прогресс, ошибку, повторную попытку и ссылку скачивания после завершения. Экспериментальное исследование и финальная проверка подтверждают работоспособность ключевых сценариев. Бенчмарк зафиксировал готовность предпросмотра на файле 4,32 ГБ за 2,76 секунды и пиковое потребление ChunkedPandasExecutor 234,6 МБ на файле 2 ГБ. Таблица предпросмотра стала видимой пользователю через 3655 мс при 7 % прогресса загрузки.

The object of research is methods and tools for interactive tabular data preparation. The subject of research is architectural approaches to building web services that combine a visual interface for business analysts with the ability to process big size files. The goal of the work is to design and implement a web service in which an analyst without programming skills interactively constructs a declarative contract of data transformations and applies it to large tabular files through a browser interface, with automatic selection of a computational engine and asynchronous export. Four key architectural components are implemented: (1) the Shadow Sampling method, ensuring early preview readiness before full upload completion; (2) a declarative transformation contract with virtual schema validation that surfaces errors before execution; (3) an adaptive engine selection mechanism that dispatches execution between PandasExecutor, ChunkedPandasExecutor, and SparkExecutor; (4) a persistent background export job model with queued/running/succeeded/failed states and frontend polling. The software product is implemented with FastAPI, SQLAlchemy 2.0 async, React 18 + TypeScript, Tailwind CSS, PostgreSQL, MinIO, and PySpark, and is accompanied by unit, integration, and end-to-end tests. Experimental validation confirmed preview readiness, peak memory use, visible preview latency, and export scenarios against the acceptance gates.