nosql数据库原理
NoSQL数据库技术与应用
NoSQL数据库技术与应用随着大数据时代的到来，传统的关系型数据库面临着一些挑战：数据量庞大、高并发读写、数据结构多样性等。
为了应对这些挑战，NoSQL（Not only SQL）数据库应运而生，并且在互联网、移动互联网、物联网等领域得到广泛应用。
本文将介绍NoSQL数据库技术的概念、分类，以及其在实际应用中的使用场景和优势。
一、NoSQL数据库技术概览NoSQL数据库是指非关系型数据库，它不基于传统的关系型数据库模型（如表格），而是采用了其他数据存储结构，如文档、键值对、列族、图等方式。
NoSQL数据库以其高扩展性、高性能和灵活性而闻名。
NoSQL数据库技术的主要特点包括：1. 没有固定的模式：NoSQL数据库不要求先定义或建立数据库模式，在数据存储时不存在固定的模式要求，可以灵活地存储各种数据类型及其关系。
2. 高可扩展性：NoSQL数据库可以方便地进行分布式部署和横向扩展，支持在海量数据环境中进行高效的读写操作。
3. 高性能：NoSQL数据库的底层存储结构对于快速访问和查询数据进行了优化，能够提供出色的读取和写入性能。
4. 大数据处理能力：NoSQL数据库在处理大数据量和高并发读写方面有着良好的表现，适合应对各种大数据场景。
二、NoSQL数据库的分类NoSQL数据库根据其数据存储模型和用途可以划分为多个子类。
以下是常见的NoSQL数据库分类：1. 键值存储（Key-Value stores）：使用键值对来存储和访问数据，适合存储简单的无结构化数据。
常见的键值存储数据库有Redis、Riak等。
2. 文档数据库（Document databases）：将数据以文档形式存储，文档之间可以嵌套，是一种无模式化的存储方式。
常见的文档数据库有MongoDB、Couchbase等。
3. 列族数据库（Column-Family stores）：将数据存储为列族的方式，适合存储具有规则的数据集合，常用于大规模数据的存储和分析。
NoSQL数据库原理 第一章 绪论
NoSQL不是反对“SQL”语言，只是简单
表示和RDBMS的不同 NoSQL不能替代RDBMS 大多起源于互联网企业，更适应互联网业务 （特定领域下、大数据量下的数据管理、存 储和简单查询）
11
第1章 绪论
1.1 数据库的相关概念
1.1.3 NoSQL的特点
2018年9月数据库流行度参考
……
关系型数据库能否解决上述问题？
9
第1章 绪论
1.1 数据库的相关概念
1.1.2 关系型数据库的瓶颈 关系型数据库由于数据模型、完整性约束和事务的强一致性等特点，导致其难以实现高效率、易横向扩展 的分布式部署架构，而关系模型、完整性约束和事务特性等在典型互联网业务中（可能）并不能体现出优 势。 搜索引擎是否需要强事务特性？ 日志分析是否需要严格的一致性？
腾讯云上的 数据库服务
阿里云上的 数据库服务
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第1章 绪论
1.1 数据库的相关概念
1.1.4 NewSQL的概念 NewSQL是一个新的探索方向：融合RDBMS和NoSQL的优点，构造新型数据库 1.1.5 NoSQL的典型应用场景 海量日志数据、业务数据或监控数据的管理和查询 电商购买记录 简化特殊的或复杂的数据模型处理 存储海量的购物车 作为数据仓库、数据挖掘系统或OLAP系统的后台数据支撑
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第1章 绪论
1.1 数据库的相关概念
1.1.1 关系型数据库管理系统 数据库管理系统的作用 数据定义 数据操作 数据存储和管理 保护和控制 通信和交互 文件方式管理数据 人工管理数据
层次模型/网络模型
关系模型
替代品？补充品？
数据管理方式的变迁
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NoSQL数据库原理考核试卷
B.数据存储在表格中
C.不支持事务处理
D.仅支持关系数据模型
2.以下哪种数据库不属于NoSQL数据库类型？( )
A.键值存储数据库
B.文档型数据库
C.关系型数据库
D.列存储数据库
3. MongoDB是一种：( )
A.键值存储数据库
B.文档型数据库
C.图数据库
D.时序数据库
4.在NoSQL数据库中，CAP定理指的是：( )
B. XML
C. SQL
D. JavaScript
7. Redis是一种：( )
A.文档型数据库
B.键值存储数据库
C.列存储数据库
D.图数据库
8.以下哪个数据库不是基于列存储的？( )
A. Cassandra
B. HBase
C. MongoDB
D. Scylla
9.在分布式NoSQL数据库中，哪种一致性模型通常被实现？( )
7. NoSQL数据库在数据模型上比关系型数据库更加灵活。（√）
8.在CAP定理中，分区容错性是分布式系统中最不可能实现的特性。（）
9. NoSQL数（×）
10.列存储数据库适合于分布式系统，因为它们可以很好地处理大量数据的写入和读取操作。（√）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
2. AB
3. AB
4. AC
5. C
6. ABD
7. ABCD
8. BD
9. A
10. AB
11. ABC
12. ABC
13. AB
14. ABC
15. ABCD
16. ABC
17. ABC
18. ABCD
NoSQL数据库总结
数据库一、N oSQL数据简介NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即反SQL运动，指的是非关系型的数据库，是一项全新的数据库革命性运动随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在应付web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。
优点可以处理超大量的数据可以运行在便宜的PC服务器集群上打破了性能的瓶颈NoSQL的支持者称，通过NoSQL架构可以省去将Web或Java应用和数据转换成SQL友好格式的时间，执行速度变得更快。
“SQL并非适用于所有的程序代码，” 对于那些繁重的重复操作的数据，SQL 值得花钱。
但是当数据库结构非常简单时，SQL可能没有太大用处。
没有过多的操作Bootstrap支持因为NoSQL项目都是开源的，因此它们缺乏供应商提供的正式支持。
这一点它们与大多数开源项目一样，不得不从社区中寻求支持。
缺点没有正式的官方支持，万一出了差错会是可怕的nosql并未形成一定标准，各种产品层出不穷，内部混乱，各种项目还需时间来检验二、N oSQL数据库开源软件1.MongoDB：简介MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。
由C++语言编写。
旨在为WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。
MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。
他支持的数据结构非常松散，是类似json的bjson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。
Mongo最大的特点是他支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。
特点它的特点是高性能、易部署、易使用，存储数据非常方便。
主要功能特性有：面向集合存储，易存储对象类型的数据“面向集合”（Collenction-Orented），意思是数据被分组存储在数据集中，被称为一个集合（Collenction)。
nosql数据库原理
nosql数据库原理NoSQL是一个广泛应用于非关系型数据库的术语。
NoSQL意味着非SQL或非关系型数据库。
它是构建高效、可扩展和分布式数据库的一个新方法。
与传统的关系型数据库不同，NoSQL数据库通常不使用结构化查询语言（SQL）。
NoSQL数据库的基本原理是，将数据存储在非关系型形式中，比如JSON或者文档形式。
NoSQL数据库具有很高的灵活性和可扩展性，能够轻松地扩展增加更多的节点。
这些节点通常是分布在不同的服务器上，使得NoSQL数据库在大规模网站上的高可用性及可扩展性方面表现突出。
与关系型数据库不同，NoSQL数据库是分布式存储的。
这意味着数据存储在多个服务器上，而不是在一个中心存储位置。
NoSQL数据库使用分片技术来分割数据并存储在不同的服务器上。
这个过程称为水平扩展（Horizontal scaling）。
NoSQL数据库通常被称为结构文档数据库或键值存储系统，因为它们存储的是类似于文档或键值对的数据。
这些数据可以很灵活地组合和扩展，因此，NoSQL数据库具有很高的灵活性。
NoSQL数据库具有非常高的可扩展性和高可用性。
当数据库需要扩展时，只需要向集群中添加一个新节点即可。
如果某个节点发生故障，系统可以自动将故障节点的数据迁移到可用节点上，从而保证高可用性。
总体来说，NoSQL数据库的原理是以非关系型形态存储数据，并且采用分布式存储的方式。
这样可以高效地存储、管理和检索数据，并且具有高可扩展性和高可用性，非常适合用于大型网站、云计算和移动应用程序等场景。
Chapter5-大数据技术原理与应用-第五章-NoSQL数据库-pdf
缺点 使用者
功能较少，大都不支持强事务一致性
Ebay（Cassandra）、Instagram（Cassandra）、NASA（Cassandra）、 Twitter（Cassandra and HBase）、Facebook（HBase）、Yahoo! （HBase）
《大数据技术原理与应用》
厦门大学计算机科学系
本PPT是如下教材的配套讲义： 21世纪高等教育计算机规划教材 《大数据技术原理与应用 ——概念、存储、处理、分析与应用》 （2015年6月第1版） 厦门大学 林子雨 编著，人民邮电出版社 ISBN:978-7-115-39287-9
NoSQL
特点
对于NoSQL并没有一个明确的范围和定义，但是他们都普遍存在下面一些共同特征：
易扩展
NoSQL数据库种类繁多，但是一个共同的特点都是去掉关系数据库的关系型特性。数据之间无关系，这样就 非常容易扩展。无形之间，在架构的层面上带来了可扩展的能力。
大数据量，高性能
NoSQL数据库都具有非常高的读写性能，尤其在大数据量下，同样表现优秀。这得益于它的无关系性，数据 库的结构简单。一般MySQL使用Query Cache。NoSQL的Cache是记录级的，是一种细粒度的Cache，所以NoSQL在 这个层面上来说性能就要高很多。
基本含义
NoSQL最常见的解释是“non-relational”， “Not Only SQL”也被很多人接受。NoSQL仅仅是一个概念， 泛指非关系型的数据库，区别于关系数据库，它们不保证关系数据的ACID特性。NoSQL是一项全新的数据库革命 性运动，其拥护者们提倡运用非关系型的数据存储，相对于铺天盖地的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种 全新的思维的注入。
列存储数据库
这部分数据库通常是用来应对分布式存储的海量数据。键仍然存在，但是它们的特点是指向了多个列。这些 列是由列家族来安排的。如：Cassandra， HBase， Riak.
文档型数据库
文档型数据库的灵感是来自于Lotus Notes办公软件的，而且它同第一种键值存储相类似。该类型的数据模 型是版本化的文档，半结构化的文档以特定的格式存储，比如JSON。文档型数据库可以看作是键值数据库的升级 版，允许之间嵌套键值，在处理网页等复杂数据时，文档型数据库比传统键值数据库的查询效率更高。如： CouchDB， MongoDb.国内也有文档型数据库SequoiaDB，已经开源。
NoSQL数据库系统原理与应用考试
NoSQL数据库系统原理与应用考试（答案见尾页）一、选择题1. NoSQL数据库与传统的关系型数据库的主要区别是什么？A. NoSQL数据库支持水平扩展，而关系型数据库支持垂直扩展。
B. NoSQL数据库提供强一致性，而关系型数据库提供最终一致性。
C. NoSQL数据库易于实现高可用性和分布式存储，而关系型数据库需要较多的设置和运维工作。
D. NoSQL数据库不支持事务处理，而关系型数据库支持事务处理。
2. 以下哪个NoSQL数据库是键值存储的典型代表？A. MongoDBB. CassandraC. RedisD. Neo4j3. 在分布式系统中，CAP理论指出什么？A. 一致性、可用性和分区容错性无法同时满足。
B. 一致性、可用性和分区容错性之间只能取其二。
C. 一致性、可用性和分区容错性之间只能取其一时，无法同时满足。
D. 分区容错性是关键，其他两个特性可以忽略。
4. 关系型数据库的哪种模式是用于临时存储数据以满足业务需求的？A. 外模式B. 内模式C. 模式D. 存储模式5. 在NoSQL数据库中，哪个概念通常用来描述数据结构的不同类型？A. 非关系型B. 键值对C. 列族D. 图6. 以下哪个NoSQL数据库是列族的典型代表？A. MongoDBB. CassandraC. RedisD. Neo4j7. 关系型数据库的哪种模式是用于长期存储数据以满足业务需求的？A. 外模式B. 内模式C. 模式D. 存储模式8. 在分布式计算中，CAP理论中的哪个特性是用来保证数据一致性的？A. 一致性B. 可用性C. 分区容错性D. 容错性9. 以下哪个选项不是NoSQL数据库的特点？A. 高可扩展性B. 高性能C. 高可靠性D. 高维护性10. 在NoSQL数据库中，哪种数据模型是最常用的？A. 关系模型B. 键值对模型C. 文档模型D. 图模型11. NoSQL数据库中的CAP理论是指什么？A. 一致性、可用性和分区容错性B. 一致性、可用性和完整性C. 原子性、可用性和分区容错性D. 原子性、一致性和分区容错性12. 在NoSQL数据库中，MongoDB是一种什么类型的数据库？A. 关系型数据库B. 键值对数据库C. 文档数据库D. 图数据库13. NoSQL数据库的典型应用场景包括哪些？A. 大数据处理B. 高并发读写C. 高可用性D. 数据缓存14. 在NoSQL数据库中，Cassandra的设计理念是什么？A. 高可扩展性B. 高可用性C. 数据一致性D. 容错性15. NoSQL数据库的查询语言与传统数据库的查询语言有很大的不同。
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nosql数据库原理
NoSQL数据库是一种非关系型数据库，在设计和实现上与传
统的关系型数据库存在一些差异和特点。
它们基于不同的数据模型和存储方式，不使用固定的表结构和SQL语言进行操作，而是通过键值对、文档、列族或图等数据结构来存储和处理数据。
在NoSQL数据库中，数据以不同的数据结构（如文档、键值
对等）存储，而不是使用预定义的表结构。
这使得NoSQL数
据库能够存储不同结构和类型的数据，并且可以根据需要灵活地扩展和调整数据模型。
这种灵活性和可扩展性在处理大数据和高并发访问时尤为重要。
NoSQL数据库还具有分布式存储和处理能力，可以通过在多
台机器上分片存储和处理数据来实现横向扩展。
这样可以提高系统的性能和可用性，同时也能够应对大规模数据和用户访问的挑战。
另外，NoSQL数据库通常采用高可用性和容错性的设计原则，可以通过数据冗余和故障转移来保障数据的可靠性和可用性。
这使得NoSQL数据库在处理大规模分布式系统和互联网应用
时具有很大优势。
总之，NoSQL数据库通过与传统关系型数据库不同的设计和
实现方式，提供了灵活、可扩展和高性能的存储和处理解决方案。
它们适用于处理大数据、高并发访问和分布式系统等场景，并且在互联网应用和大数据领域得到了广泛应用和持续发展。