7.1-NoSQL数据库概述-3.pptx

数据库原理及应用,电子科技大学,-,张凤荔,数据库系统原理与开发,7.1 NoSQL,数据库概述,NoSQL,的基本概念,NoSQL,数据库的存储模型,NoSQL,数据库的特征,【,本节学习目标,】,一、,NoSQL,的基本概念,1,什么是,NoSQL,NoSQL,是,Not Only SQL,的缩写,意即,“,不仅仅是,SQL”,，即对关系型,SQL,数据库系统的补充。,一类非关系数据存储系统,通常不需要一个固定的表的模式,所有的,NoSQL,淡化了一个或更多的,ACID,属性,相比传统数据库叫它分布式数据库管理系统更贴切，数据存储被简化，重点被放在了分布式数据管理上,NoSQL,，互联网公司像谷歌或,Facebook,每天有万亿比特的用户数据产生,一些新数据源、新的应用领域也在生成大量数据,NoSQL,并不单指一个产品或一种技术，它代表一族产品，以及一系列不同的、有时相互关联的、有关数据存储及处理的概念。,2,、,NoSQL,的技术,简单数据类型,-,键值,系统只需支持单记录级别的原子性,系统的扩展性,元数据和应用数据的分离,弱一致性步开销，用最终一致性和时间一致性来满足用户对数据一致性的要求,适应数据增长，并且能灵活适应半结构化数据和稀疏数据集。,没有声明性查询语言,没有预定义的模式,存储方式灵活包括键,-,值对存储、列存储、文档存储、图形存储数据库等，,最终一致性，非结构化和不可预知的数据，遵守,CAP,定理，高性能，高可用性和可伸缩性,3,NoSQL,的特点,优点表现在,:,高可扩展性、分布式计算、低成本、架构的灵活性，半结构化数据、没有复杂的关系。,缺点,:,没有标准化、有限的查询功能（到目前为止）、最终一致不直观等,4,NoSQL,的,整体框架,接口层,REST,Thrft,Map/Reduce GET/PUT,语言特定,SQL,子集,数据逻辑模型层,Key-value Column-Family Document Graph,数据分布层,CAP,支持 支持多数据中心 动态部署,数据持久层,基于内存 基于硬盘 基于内存和硬盘 定制可插拔,图,7-1 NoSQL,的整体结构,二、,NoSQL,数据库的存储模型,列存储数据库，将同一列的数据存储在一起，可以存储结构化和半结构化数据,键值存储数据库，存储的数据是有键（,key,）和值（,value,）两部分组成，通过,key,快速查询到其,value,，,value,的格式可以根据具体应用来确定,文档存储数据库，存储的内容是文档型的，可以用格式化文件（类似,json,、,XML,等）的格式存储,图存储数据库，数据以有向加权图方式进行存储,1.,键值存储的类型与特征,a.临时性的：保存在内存中，可以进行快速的保存和读取操作，数据有可能丢失,b.永久性：在磁盘上保存数据，可以进行快读的读写（没有内存中快），数据不会丢失,c.两者兼具：内存和硬盘同时保存数据，可以进行快速的读写操作，硬盘上有数据不会丢失，适合处理数组类型的数据,特征：,快速查询、,快速写入、,查询复杂度基于内存管理或内存映射、,聚合不透明、,适合混合工作复杂并扩展大的数据集,2.,文档存储,a.存储方式：没有表结构，表结构可变,b.可以进行复杂的查询条件,C.“文档,”其实是一个数据记录，能够对包含的数据类型和内容进行“自我描述,”,面向文档数据库是用于存储、检索和管理面向文档和半结构化的数据,。文档包括,XML、YAML、JSON 和 BSON，还有二进制格式（诸如PDF和MS office 文档）,3.,列存储数据库,面向列的数据库，对大量行少数列进行读写，对所有特定的列进行通时更新。,高,拓展性（特别是写入）,应用,十分困难,对,大量数据更新和查询有优势,适用在那种需要部署在大规模数据库的场合，在那种场合中所使用的数据库需要具备较高的写入性能,。,开发者可以动态的控制列族中的各列,数据值是按照行标识符，列名及时间戳来定位的,数据建模者和开发者可以控制数据的存储位置,读取操作和写入操作都是原子操作,数据行是以某种顺序进行维护的,4,.,图存储数据库,图形数据库每个对象是一个节点，之间的关系是一条边。,图形数据库善于处理大量复杂、互连接、低结构化的数据，这些数据变化迅速，需要频繁的查询。,图形数据库适合用于社交网络，推荐系统等专注于构建关系图谱的系统。,特点：,可以表示复杂结构，数据库操作快（相对于数据量较大、在关系数据库中需要关联join表的操作）；数据更直观。,更灵活：不管有什么新的数据需要存储，都是一律的节点和边，只需要考虑节点属性和边属性。,数据库操作的速度并不会随着数据库的增大有明显的降低。,三、,NoSQL,数据库的特征,1,不需要预定义模式,2,无共享架构,3,弹性可扩展,4,分区,5,异步复制,6 BASE:,相对于,ACID,特性，,NoSQL,数据库保证的是,BASE,特性,(BASE,是最终一致性和软事务,),NoSQL,数据库的架构特征,NoSQL,具有灵活的数据模型,NoSQL,很容易实现可伸缩性（向上扩展与水平扩展）；,高可用的架构；,NoSQL,数据库都具有非常高的读写性能,社交网络、移动服务、协作编辑,NoSQL,数据库在这些方面有大展身手的机会。,NoSQL,数据库的应用场景,1、数据模型比较简单；,2、需要灵活性更强的IT系统；,3、对数据库性能要求较高；,4、不需要高度的数据一致性；,5、对于给定key，比较容易映射复杂值的环境,。,许多云环境下的新型应用，如社交网络网、移动服务、协作编辑等,。云计算时代海量数据管理系统的设计目标为可扩展性、弹性、容错性、自管理性和“强一致性”。,-NewSQL,本节学习结束！,