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數據庫第七章--NoSQL數據庫

NoSQL數據庫概述

• • 關系數據庫的局限
    • 關系數據庫特點是數據結構化、數據的共享性高、冗余度低、易擴充、數據獨立性高，數據由數據庫管理系統統一管理和控制等。
    • 優點是：容易理解，使用方便，易于維護，支持復雜查詢。
    • 缺點是：不擅長大量數據的寫入處理、表結構變更、字段不固定時的應用和對簡單查詢需要快速返回結果的處理的應用。
  • NoSQL理論基礎
    • CAP理論
      • 對應一致性Consistency：在分布式計算中，在執行某項數據的修改操作之后，所有節點在同一時間具有相同的數據，系統具有一致性。
      • 可用性Availability：在每一個操作之后，無論成功或失敗，系統都要在一定時間內返回結果，保證每個請求不管成功或者失敗都有響應。
      • 分區容忍性Partition Tolerance：系統中任意信息的丟失或失敗不會影響系統的繼續運行。
    • BASE模型
      • Basically Available --基本可用。系統能夠基本運行，一直提供服務。
      • Soft-state--軟狀態/柔性事務。"Soft state" 可以理解為"無連接"的, 而 "Hard state" 是"面向連接"的；系統不要求一直保持強一致狀態。
      • Eventual Consistency --最終一致性。系統在某個時刻達到最終一致性，并非時時保持強一致。
    • 最終一致性
      • （1）強一致性：要求無論更新操作是在哪一個副本執行，之后所有的讀操作都要能獲得最新的數據。
      • （2）弱一致性：用戶讀到某一操作對系統特定數據的更新需要一段時間，稱這段時間為“不一致性窗口”。
      • （3）最終一致性：弱一致性的一種特例，保證用戶最終能夠讀取到某操作對系統特定數據的更新。
  • NoSQL基本概念
    • NoSQL含義
      • NoSQL是Not Only SQL的縮寫,意即“不僅僅是SQL”，即對關系型SQL數據庫系統的補充。
      • NoSQL并不單指一個產品或一種技術，它代表一族產品，以及一系列不同的、有時相互關聯的、有關數據存儲及處理的概念。
    • NoSQL的共同特征
      • （1）不用預定義模式。
      • （2）無共享架構。
      • （3）彈性可擴展。
      • （4）分區。
      • （5）異步復制。
      • （6）BASE。
    • NoSQL采用的技術
      • （1）簡單數據類型：模型中每個記錄擁有唯一的鍵，系統只需支持單記錄級別的原子性，不支持外鍵和跨記錄的關聯。
      • （2）元數據和應用數據的分離。
      • （3）弱一致性：系統通過復制應用數據來達到一致性，減少同步開銷，用最終一致性和時間一致性來滿足用戶對數據一致性的要求。
    • NoSQL的數據庫分類
      • （1）列存儲(Column Family)方式：將同一列的數據存儲在一起，可以存儲結構化和半結構化數據。
      • （2）鍵值對(Key-Value)存儲方式：存儲的數據是有鍵（key）和值（value）兩部分組成，通過key快速查詢到其value，value的格式可以根據具體應用來確定。
      • （3）文檔(Document)存儲方式：存儲的內容是文檔型的，可以用格式化文件（類似json、XML等）的格式存儲。
      • （4）圖形(Graph)存儲方式：數據以有向加權圖方式進行存儲。
    • NoSQL的整體框架
      • 接口層
      • 數據邏輯模型層
      • 數據分布層
      • 數據持久層

列存儲數據庫HBASE

• • 簡介
    • 數據庫中的數據模型給出了數據的表達方式，二維表是關系模型的數據結構，數據和數據之間的關系都在二維表中表示。
    • 數據庫以行、列的二維表的形式表示數據，以一維字符串的方式存儲。
  • HBASE數據庫
    • HBase全稱是Hadoop Database, 是一個構建在Apache Hadoop上的列式數據庫
    • HBase是一個開源的非關系型分布式數據庫（NoSQL），實現的編程語言為 Java

鍵值對數據庫Redis

• • 簡介
    • KV：Key-Value（鍵值）存儲模型是NoSQL中最基本的數據存儲模型，KV類似于哈希表，在鍵和值之間建立映射關系，鍵值模型極大的簡化了關系數據模型，具有高效靈活的特點。
    • 1.數據結構：鍵值模型（Key-Value模型），每行記錄由主鍵和值兩個部分組成，值可以是各種類型的數據。
    • 2.數據操作：Get( key )、Set( key, value )、Delete( key )等。
    • 3.數據完整性：針對單個鍵的操作才區別“一致性”。
  • Redis數據庫
    • Redis 是Remote Dictionary Server的縮寫，開源的KV數據庫。
    • Redis支持Value類型：字符串類型（String）、哈希表類型（Hash）、鏈表類型（List）、集合類型(Set)、有序集合類型（order set）

文檔型數據庫MongoDB

• • 簡介
    • 文檔是處理信息的基本單位。文檔可以很長、很復雜、可以無結構。
    • 一個文檔對包含的數據類型和內容進行“自我描述”。XML文檔、HTML文檔和JSON文檔。
    • 每個文檔的ID就是它唯一的鍵，是唯一的， 檢索排序的ID性能好。ID在一個數據庫“集合”中
  • MongoDB數據庫
    • MongoDB 是基于分布式文件存儲的開源數據庫系統。將數據存儲為一個文檔，數據結構由鍵值對組成，字段值可以包含其他文檔，數組及文檔數組。
    • 基本的概念是文檔、集合、數據庫。
    • 文檔是MongoDB中數據的基本單元
    • 集合可以被看作沒有模式的表
    • 每個實例都可容納多個獨立數據庫，每個數據庫都有自己的集合和權限。

圖形數據庫Neo4J

• • 簡介
    • 圖就是二元關系。利用一系列由線（稱為邊）或箭頭（稱為弧）連接的點（稱為節點）。有向圖：節點集合，弧集合--節點的有序對。
    • 圖的實現--兩種。一種叫作鄰接表，大致上與二元關系的實現方法類似。第二種叫作鄰接矩陣，是一種表示二元關系的新方法，圖的應用包括最短路徑、可達集、各種搜索算法等。這些都給圖的應用提供理論基礎。
  • Neo4J圖數據庫
    • Neo4j是開源的用Java實現圖數據庫，有兩種運行方式，一種是服務的方式，對外提供REST接口；另外一種是嵌入式模式，數據以文件的形式存放在本地，直接對本地文件進行操作。
    • 每個實體都有ID（Identity）唯一標識，每個節點由標簽（Lable）分組，每個關系都有一個唯一的類型，屬性圖模型的基本概念有：
    • 實體（Entity）是指節點（Node）和關系（Relationship）；
    • 每個實體都有零個、一個或多個屬性，一個實體的屬性鍵是唯一的；每個節點都有零個、一個或多個標簽，屬于一個或多個分組；
    • 每個關系都只有一個類型，用于連接兩個節點；
    • 路徑（Path）是指由起始節點和終止節點之間的實體（節點和關系）構成的有序組合；
    • 標記（Token）是非空的字符串，用于標識標簽（Lable），關系類型（Relationship Type），或屬性鍵（Property Key）；
    • 標簽：用于標記節點的分組，多個節點可以有相同的標簽，一個節點可以有多個Lable，Lable用于對節點進行分組；
    • 關系類型：用于標記關系的類型，多個關系可以有相同的關系類型。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的visio2016 数据库模型图_数据库第七章--NoSQL数据库的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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