Ｎｏｓｑｌ数据库研究文献综述
成都理工大学雷宇辉钟雯何清唐曼玲刘超英
【摘要】随着拥有海量数据写入的ｗｅｂ ２．０１￣络应用的兴起以及用户需求和现代硬件要求的提高，在传统关系型数据库因为自身限制 而无法解决动态数据处理、实时数据插入等诸类问题的背景下，Ｎ０ｓｑｌ数据库毫无疑问成为解决此类办法的热门议题之一。 【关键词】Ｎｏｓｑｌ；ｗｅｂ２．０；传统关系式数据库
１．传统关系式数据库介绍
ｌ９６９年，Ｅｄｇａｒ Ｆｒａｎｋ Ｃｏｄｄ首次提出了关系数据库模型的
概念。关系型数据库以拥有较高事物可靠性的特点在各个行业
中得到广泛运用。如果从ｗｅｂ２．０网站的角度看关系型数据库，
它的许多特征将无用武之地，因为传统关系型数据库不能完全
负荷海量数据写入的ｗｅｂ２．０网站。同时，关系型数据库难以进
行横向扩展，当我们需要对数据进行增加、查找、删除等操作
时，有时需要停机更改数据表结构，无法动态进行数据库数据
变更操作。关系型数据库需要分析提出的ＳＱＬ操作请求，再根
据请求找到并解锁相关的数据表，与Ｎｏｓｑｌ数据库相比，增加了
一些多余的步骤。
２．Ｎｏｓｑｌ数据库介绍
Ｎｏｓｑｌ，是指ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｓｑｌ，运用非关系式的方法解决传统
数据库无法解决的问题，而并非要取代现在广泛应用的传统
关系式数据，。Ｎｏｓｑｌ遵守ＣＡＰ原则和ＢＡＳＥ思想，ＣＡＰ原则，
指的是在分布式系统中，只可以同时满足Ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ（一致
性）、Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ（可用性）、Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ（区分容错性）其中
的两种要求，不能三种兼顾，因此，不同的Ｎｏｓｑｌ数据库会根
据自身的开发目的选择满足哪些要求，比如，Ｍｏｎｇｏｄｂ满足ＣＰ
要求。ＢＡＳＥ是基本可用（Ｂａｓｉｃａｌｌｙ Ａｖａｉｌａｂｌｅ）、软状态（Ｓｏｆｔ
ｓｔａｔｅ）、最终一致性（Ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ）三个术语的缩写，
基本可用性是指在分布式系统出现故障时，同意系统部分失去
nosql数据库教案
无SQL数据库教案
教案目标：
通过本教案，学生将了解无SQL数据库的概念、特点和应用场景，并能够使用常见的无SQL数据库进行数据操作。
教案步骤：
1. 引入：
- 介绍传统关系型数据库和无SQL数据库的区别和特点。
- 解释无SQL数据库的概念，即非关系型数据库管理系统。
- 引发学生对无SQL数据库的兴趣，并提出学习无SQL数据库的必要性。
2. 无SQL数据库的分类：
- 介绍常见的无SQL数据库类型，如键值存储、文档存储、列存储和图存储等。
- 对比各种类型的无SQL数据库，包括它们的特点、适用场景和优缺点。
3. 常见无SQL数据库的介绍：
- 针对键值存储，介绍Redis和DynamoDB数据库，并分析它们的特点和应用场景。
- 针对文档存储，介绍MongoDB和CouchDB数据库，并讨论它们的优点和适用场景。
- 针对列存储，介绍HBase和Cassandra数据库，并比较它们的功能和性能。 - 针对图存储，介绍Neo4j和Titan数据库，并讨论它们在社交网络和推荐系统中的应用。
4. 无SQL数据库的使用：
- 分析学生在数据库项目中可能遇到的典型问题，并引导学生思考无SQL数据库如何解决这些问题。
- 提供示例代码和实例演示，教授学生如何使用具体的无SQL数据库进行数据操作和查询。
- 强调无SQL数据库的横向扩展能力和高性能特性，培养学生对无SQL数据库的实际应用能力。
5. 总结与评价：
- 总结无SQL数据库的特点和优势，强调它们在大数据和实时数据处理中的价值。
- 让学生回答一些问题，检验他们对无SQL数据库的理解程度。
- 鼓励学生思考未来无SQL数据库的发展趋势，并展望其在新兴技术领域的应用前景。
教案评价方式：
- 教案执行过程中，教师对学生的参与情况进行评价。
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1 关系数据库还是NoSQL数据库
上一篇简单的说明了为什么要使用NoSQL。接下来我们看下如何把NoSQL引入到我们的项目中，我们到底要不要把NoSQL引入到项目中。
在过去，我们只需要学习和使用一种数据库技术，就能做几乎所有的数据库应用开发。因为成熟稳定的关系数据库产品并不是很多，而供你选择的免费版本就更加少了，所以互联网领域基本上都选择了免费的MySQL数据库。在高速发展的WEB2.0时代，我们发现关系数据库在性能、扩展性、数据的快速备份和恢复、满足需求的易用性上并不总是能很好的满足我们的需要，我们越来越趋向于根据业务场景选择合适的数据库，以及进行多种数据库的融合运用。几年前的一篇文章《One Size Fits All-An Idea Whose Time Has Come and
Gone》就已经阐述了这个观点。
当我们在讨论是否要使用NoSQL的时候，你还需要理解NoSQL也是分很多种类的，在NoSQL百花齐放的今天，NoSQL的正确选择比选择关系数据库还具有挑战性。虽然NoSQL的使用很简单，但是选择却是个麻烦事，这也正是很多人在观望的一个原因。
NoSQL的分类
NoSQL仅仅是一个概念，NoSQL数据库根据数据的存储模型和特点分为很多种类。
类型部分代表特点
列存储Hbase Cassandra Hypertable顾名思义，是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据，方便做数据压缩，对针对某一列或者某几列的查询有非常大的IO优势。 百度文库 - 让每个人平等地提升自我
2 文档存储MongoDB CouchDB文档存储一般用类似json的格式存储，存储的内容是文档型的。这样也就有有机会对某些字段建立索引，实现关系数据库的某些功能。
key-value存储Tokyo Cabinet/Tyrant Berkeley DB MemcacheDB Redis可以通过key快速查询到其value。一般来说，存储不管value的格式，照单全收。(Redis包含了其他功能)
NoSQL-键值数据库介绍
键值数据库是⼀类轻量级结合内存处理为主的NoSQL数据库。 为什么说他是轻量级
1.他的存储数据结构特别简单，数据库系统本⾝的规模也⽐较⼩
2.以内存为主的运⾏处理，⽬的是为了更快的实现对⼤数据的处理
键值存储实现： 键值数据库的设计原则是以提⾼数据处理速度为第⼀⽬标
⼀、键值数据库实现的基本原理 键值数据库数据结构最早借鉴了⼀维数组的设计⽅法；键值数据库设计时放宽了对下标和值的限制，所以key具有唯⼀地址的作⽤，也⽤来存在唯⼀内容，对value值存储内容不限制，可以存储字符串、数字、视频、图⽚、⾳频等，但是key--value必须成对出现。
且键下的内容必须具有唯⼀性，⽬的是为建⽴索引及数据查找提供⽅便，但任然起着唯⼀地址的作⽤。 只有数据存储结构和数据，数据得不到永久保存不能称为真正的数据库。于是通过各种键值数据库系统的各种存储策略，以⼀定时间周期把数据复制到本地硬盘、闪存盘，键值数据库就初步成型了。但是在⼤数据环境下单机的内存要受容量限制，那么引⼊分布式处理⽅式便成为键值数据库的必然选择也是其基本特征之⼀。
⼆、键值数据库存储的基本要素key（键）：
起唯⼀索引值的作⽤，确保⼀致键值结构李数据记录的唯⼀性，同时也起信息记录的作⽤，可以采⽤复杂的⾃定义结构，只要保持唯⼀即可
注意：
键不是越长越好（不要超过1024字节），键的内⽤越多，内存开销越⼤，从⽽降低查询效率，⽽且在⼤数据环境下，给数据查找这类计算带来更⼤的运⾏负担
键的内容太短也不好，可读性不⾼
在同⼀类数据集合中，键的命名规范最好统⼀value（值）：
值是对应键相关的数据，通过键来获取，可以存放任何类型的数据，键值数据库的值由⼆进制⼤对象（BLOB）进⾏存储，这意味着任何类型的数据都可以保存，⽆需预先定义数据类型，在关系型数据库中是强制要求预先定义存储数据类型的
注意：
不同的键值数据库对值会有不同的约束，特别是在值存储的⼤⼩上，不同数据库，甚⾄不同数据库⾥的不同数据集对象的约束是不⼀样的。例如redis中⼀个string的值，最⼤可以存储字节数为512M
