NoSQL数据库原理 第一章 绪论
数据库原理课程教案
分析云计算环境的动态性、异构性和资源池化等特点。
数据存储需求分析
探讨云计算环境下数据存储的需求，如可扩展性、高可用性、数据一 致性等。
数据存储技术挑战
分析云计算环境下数据存储面临的技术挑战，如数据安全性、隐私保 护、跨域访问等。
典型云存储系统介绍
介绍几种典型的云存储系统及其特点和应用场景。
关键功能模块实现细节剖析
01
针对系统中的关键功能模块（如 数据访问层、业务逻辑层等）， 深入剖析其实现细节。
02
讲解模块内部的数据结构、算法 和代码实现，帮助学生理解并掌
握相关知识点。
引导学生思考模块设计过程中遇 到的问题及解决方案，培养其问 题解决能力。
03
通过案例分析，让学生了解如何 将理论知识应用于实际开发中。
安全性保障措施
用户身份鉴别与权限控制
介绍用户身份鉴别的方式（如用户名/ 密码、数字证书等），以及如何通过 角色和权限控制来限制用户对数据库 的访问和操作。
审计与追踪技术
介绍数据库审计和追踪技术的原理和 实现方式，以及如何通过审计和追踪 来发现潜在的安全威胁和违规行为。
加密与解密技术
讲解数据加密的原理、加密算法的选 择以及加密技术在数据库安全中的应 用，包括数据加密存储和传输过程中 的安全保障措施。
并发控制策略比较
01
数据库原理PPT课件
逻辑设计阶段
逻辑设计阶段是数据库设计的第三步，其主要目标是建立一个逻辑模型， 将概念模型转换为数据库管理系统能够理解和实现的数据模型。
在逻辑设计阶段，需要使用一种称为“关系模型”的方法，将概念数据 模型转换为关系表、视图、索引等逻辑对象，并对其进行优化和调整。
逻辑设计阶段的结果是生成一份逻辑数据模型，该模型应包含所有的表、 视图、索引等逻辑对象，并能够满足用户的需求和约束条件。
面向对象数据库面临着查询语言复杂、性能优化和数据迁移等挑战，需要进一步研究和改进。
云数据库技术
1 2
云数据库技术概述
云数据库是一种基于云计算技术的数据库服务， 它将数据存储在云端，通过互联网进行访问和管 理。
云数据库的优点
云数据库具有弹性可扩展、高可用性和低成本等 优点，可以按需付费，降低企业的IT成本。
数据库原理ppt课件
目录
• 数据库概述 • 数据库系统结构 • 数据库设计 • 关系数据库 • 数据库管理系统实现技术 • 数据库新技术与发展趋势
01 数据库概述
数据库的定义与作用
数据库的定义
数据库是一个长期存储在计算机 内的、有组织的数据集合，它能 为多种应用提供数据服务。
数据库的作用
数据库用于存储、检索、更新和 管理大量数据，支持企业或组织 的运营和决策。
模式
也称为逻辑模式或概念模 式，定义了数据库中所有 数据的逻辑结构和关系。
nosql简介菜鸟教程
NoSQL 简介菜鸟教程
NoSQL 简介NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ) ，意即'不仅仅是SQL' 。在现代的计算系统上每天网络上都会产生庞大的数据量。这些数据有很大一部分是由关系数据库管理系统( RDMBSs )来处理。1970 年 E.F.Codd's 提出的关系模型的论文'A relational model of data for large shared data banks' ，这使得数据建模和应用程序编程更加简单。通过应用实践证明，关系模型是非常适合于客户服务器编程，远远超出预期的利益，今天它是结构化数据存储在网络和商务应用的主导技术。NoSQL 是一项全新的数据库革命性运动，早期就有人提出，发展至2009 年趋势越发高涨。NoSQL 的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。关系型数据库遵循ACID 规则事务在英文中是transaction ，和现实世界中的交易很类似，它有如下四个特性：1、A (Atomicity) 原子性原子性很容易理解，也就是说事务里的所有操作要么全部做完，要么都不做，事务成功的条件是事务里的所有操作都成功，只要有一个操作失败，整个事务就失败，需要回滚。
比如银行转账，从A 账户转100 元至B 账户，分为两个步
骤：1)从A 账户取100 元；2)存入100 元至B 账户。这两步要么一起完成，要么一起不完成，如果只完成第一步，第二步失
败，钱会莫名其妙少了100 元。2、C (Consistency) 一致性一致性也比较容易理解，也就是说数据库要一直处于一致的状态，事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。
数据库原理课件
提供数据查询、更新、删除等 操作的功能。
数据管理
负责数据的组织、存储和检索 ，包括数据字典、索引、查询 优化等。
数据保护
确保数据的安全性和完整性， 包括数据备份、恢复、并发控
制等。
数据库系统的三级模式结构
外模式
也称为用户模式或子模式，是用户与数据库的接口，只反映用户 所需的数据视图，隐藏数据的物理存储细节。
在这一阶段，需要使用概念模型来表示现实世 界中的实体、属性和关系等，并对其进行分类 和组织。
概念设计阶段的结果是生成一份概念模型说明 书，其中包括对概念模型的具体描述和说明。
逻辑设计阶段
1
逻辑设计阶段是数据库设计的核心阶段之一，其 主要目标是根据概念模型的结果，将其转化为具 体的数据库逻辑结构。
2
物理级映像
将内模式与物理存储结构映像，负责 数据的物理存储和检索，包括数据的 存储路径、存储方法和访问方式等。
03 数据库管理系统
数据库管理系统的功能
数据存储
数据库管理系统能够存储和 管理大量的数据，并提供数 据备份和恢复功能，确保数 据的安全性和完整性。
数据检索
数据库管理系统提供高效的 数据检索功能，用户可以通 过查询语言或可视化界面快 速获取所需数据。
用于管理和监控数据库的性能 和安全，如SQL Server Management Studio、 Oracle Enterprise Manager 等。
noSQL数据库
NoSQL数据库特点
• 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J ava应用和数据转换成SQL友好格式的时间，执行速度变得 更快。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 虽然NoSQL的支持者也承认关系数据库提供了无可比拟的 功能集合，而且在数据完整性上也发挥绝对稳定，他们同 时也表示，企业的具体需求可能没有那么多。
MongoDB特性
• 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。 • 模式自由。 • 支持动态查询。 • 支持完全索引，包含内部对象。 • 支持查询。 • 支持复制和故障恢复。 • 使用高效的二进制数据存储，包括大型对象（如视频等）。 • 自动处理碎片，以支持云计算层次的扩展性。 • 支持RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP,C#等多种语言。 • 文件存储格式为BSON（一种JSON的扩展）。 • 可通过网络访问。
MongoDB
• 所谓“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)。每个 集合在数据 库中都有一个唯一的标识名，并且可以包含无限数目的文档。集合的 概念类似关系型数据库（RDBMS）里的表（table），不同的是它不需 要定 义任何模式（schema)。 • 模式自由（schema-free)，意味着对于存储在mongodb数据库中的文 件，我们不需要知道它的任何结构定义。如果需要的话，你完全可以 把不同结构的文件存储在同一个数据库里。 存储在集合中的文档，被存储为键-值对的形式。键用于唯一标识一 个文档，为字符串类型，而值则可以是各中复杂的文件类型。我们称 这种存储形式为BSON（Binary Serialized dOcument Format） MongoDB服务端可运行在Linux、Windows或OS X平台，支持32位和64位应 用，默认端口为27017。推荐运行在64位平台，因为MongoDB在32位模 式运行时支持的最大文件尺寸为2GB
Aerospike数据库原理分析
Aerospike数据库原理分析
Introduction
Aerospike数据库是一种高性能、分布式的NoSQL数据库管理系统，被广泛应用于处理大规模数据和高并发请求的场景。本文将对Aerospike数据库的原理进行详细分析，包括其架构、数据模型、存储
引擎和读写操作等方面。
I. 架构
A. 节点
Aerospike数据库采用分布式架构，由多个节点组成。每个节点都是独立的物理或虚拟服务器，用于存储和处理数据。
B. 集群
多个节点可以组成一个Aerospike数据库集群，通过复制和分片技
术实现数据的高可用和扩展性。
C. 主-从模式
在Aerospike数据库集群中，每个节点都可以担任主节点或从节点
的角色。主节点负责处理读写操作，而从节点则用于数据的备份和容灾。
II. 数据模型
Aerospike数据库采用基于键值的数据模型，每条数据都由唯一的键（Key）进行标识。数据可以以任意的格式存储，例如字符串、整数、
列表、集合等。
A. 命名空间（Namespace）
在Aerospike数据库中，数据被组织在不同的命名空间中。每个命
名空间可以看作是一个独立的数据库，用于区分不同的数据集。
B. 集合（Set）
每个命名空间可以包含多个集合，用于对数据进行更细粒度的分类
和管理。
C. 记录（Record）
每条数据存储在Aerospike数据库中都被称为一条记录，对应着一
个键值对。记录可以动态添加或移除，也可以通过键进行检索和更新。
III. 存储引擎
Aerospike数据库采用内存驱动的存储引擎，将数据存储在RAM中
2024版《NoSQL数据库》PPT课件
《NoSQL数据库》PPT课件
•NoSQL数据库概述
•NoSQL数据库类型
•NoSQL技术原理及架构
•NoSQL数据库应用实践目
•NoSQL数据库性能评估与测试
•NoSQL数据库挑战与未来发展录
01
NoSQL数据库概述
NoSQL定义及特点
定义分布式
A B C D
非结构化灵活性
20世纪90年代21世纪初
多样化
目前存在多种类型的NoSQL数据库，如键值存储、文档数据库、列式存储等。
广泛应用
NoSQL数据库在社交网络、电子商务、物联网等领域得到广泛应用。
NoSQL数据库能够处理大量非结构化数据，适用于日志分析、数据挖掘等场景。
实时应用
NoSQL数据库通常具有高性能和可扩展性，适用于实时数据分析、在线游戏等场景。
大数据处理
VS
扩展性高性能灵活性
02
NoSQL数据库类型
Redis 、Memcached 等
代表产品
数据模型
优点
缺点
以键值对的形式存储数据，类似于字典
查询速度快，支持大量数据的高并发读写
数据无结构化，不支持复杂的查询和操作
键值存储数据库
文档型数据库
代表产品数据模型优点缺点
列式存储数据库
代表产品数据模型
优点缺点
图形数据库
代表产品
Neo4j、OrientDB等
数据模型
以图形结构的形式存储数据，包括节点、边和属性等
优点
非常适合处理高度连接的数据和复杂的查询
缺点
学习成本较高，需要了解图形理论和相关算法
03
NoSQL技术原理及架构
数据模型与数据结构
键值对模型（Key-Value Mode…
使用简单的键值对来存储数据，如Redis。
列式存储模型（Column-orient…
以列为单位进行数据存储，适合处理大量数据，如HBase。
NoSQL数据库原理 第二章 NoSQL数据库的基本原理
行，要么都不执行，当事务执行成功，我们认为事务被整体“提交”，则所有数据改变均被持久化保
存，而当事务在执行中发生错误时，事务会进行“回滚”，返回到事务尚未开始执行的状态。 ACID：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。
2
第2章 NoSQL数据库的基本原理
2.1 关系型数据库的重要机制回顾
2.1.1 关系模型
关系模型中的常见特征
关系模型中具有明确的表结构 列具有原子性，不可再分割
列的值域和类型时固定的
如果某字段出现空值，一般会保留存储空间(NULL)，以便今后插入数值 NoSQL可能打破这些特征 NoSQL中可能没有明确的结构 列可能是复合型的 列中的内容和类型可能是随意的、无定义的
NoSQL数据库原理 第2章 NoSQL数据库的基本原理
第2章 NoSQL数据库的基本原理
2.1 关系型数据库的重要机制回顾
2.1.1 关系模型 （1）实体（Entity）：是指现实世界中的具体或抽象的事物。例如：一个学生、一个教师、一门课程等。 （2）属性（Attribute）：对实体的特性进行描述，例如学生的学号、班级、姓名等。属性一般要求具有 原子性，即不可再分割。属性具有值域和数据类型两种特性。 （3）实体标识符：能够唯一标识一个实体的属性称为实体标识符，例如学生的学号，即数据库实现中的 键（key）的概念。 （4）联系（Relation）：实体之间的关系，以及实体内部属性之间的关系。
NoSQL数据库PPT
NoSQL数据库可为移动应用提供后端支持，包括用户数据管理、 位置信息管理、消息推送等功能。
数据安全与隐私保护
NoSQL数据库在物联网及移动应用领域需注重数据安全和隐私保 护，可采用加密存储、访问控制等安全措施保障数据安全。
05
NoSQL数据库性能优化策略
查询优化技巧和方法
减少查询范围
根据数据特点和查询需求选择合适的索 引类型，如哈希索引、B树索引等。
定期维护索引
定期对索引进行重建或优化，保持索 引性能。
避免过度索引
过多的索引会增加写操作的开销和数 据库的维护成本，需要权衡利弊。
考虑索引的覆盖性
尽量让索引覆盖查询所需的字段，减 少回表操作。
存储管理策略及硬件选型建议
合理规划存储空间
实时数据处理
NoSQL数据库具备实时数据处理能力，可对流数据进行实时分析、处理和响应，适用 于实时推荐、实时监控等场景。
实时数据流处理场景应用
实时数据采集与传
输
NoSQL数据库支持实时数据采集 和传输，可与Kafka、Flume等流 处理框架集成，实现数据的实时 采集、传输和存储。
实时数据计算与分
NoSQL数据库PPT
• NoSQL数据库概述 • NoSQL数据库类型 • NoSQL数据库技术原理 • NoSQL数据库应用实践 • NoSQL数据库性能优化策略 • NoSQL数据库安全防护措施 • 总结与展望
nosql数据库原理与应用课后答案王爱国
nosql数据库原理与应用课后答案王爱国
一、选择题
数据库(DB)、数据库系统(DBS)、数据库管理系统(DBMS)之间的关系是(C)。
A)DB包含DBS和DBMS
B)DBMS包含DBS和DB
C)DBS包含DB和DBMS
D)没有任何关系
数据库系统的核心是(B)。
A)数据模型
B)数据库管理系统
C)数据库
D)数据库管理员
数据独立性是数据库技术的重要特点之一-,所谓数据独立性是指(D)。
A)数据与程序独立存放
B)不同的数据被存放在不同的文件中
C)不同的数据只能被队友的应用程序所使用
D)以上三种说法都不对
用树形结构表示实体之间联系的模型是(C).
A)关系模型
B)网状模型C)层次模型
D)以上三个都是
"商品与顾客”两个实体集之间的联系一般是(D).
A)一对一B)--对多C)多对一D)多对多
在E-R图中,用来表示实体的图形是(A)。
A)矩形B)椭圆形C)菱形
D)三角形
在数据库管理系统提供的数据语言中,负责数据的模式定义和数据的物理存取构建的是(A)。
A)数据定义语言B)数据转换语言C)数据操纵语言
D)数据控制
语言.
数据库系统的三级模式结构中,下列不属于三级模式的是(B)。
A)内模式
B)抽象模式
C)外模式
D)概念模式
在数据库管理系统提供的语言中,负责数据的完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能的是(D)。
A)数据定义语言B)数据转换语言C)数据操纵语言
D)数据控制
语言
下面关于数据库系统叙述正确的是(B)。
数据库系统概念 原书第7版
数据库系统概念原书第7版数据库系统是现代计算机科学和信息技术领域中的重要研究方向，它对于数据管理和数据处理具有举足轻重的意义。本篇文章将围绕《数据库系统概念》第7版这本原书展开讨论，介绍数据库系统的基本概念和原理。
第一章：绪论
数据库系统是通过计算机程序组织、存储和管理数据的系统。它的核心目标是提供高效、可靠和安全的数据管理服务。通过对数据的集中管理和共享，数据库系统可以提高数据存储和查询的效率，有效管理大量的数据。
第二章：关系模型
关系模型是数据库系统中最重要的数据模型之一，它使用关系来表示数据之间的联系。关系模型通过表格的形式来组织数据，表格中的每一行代表一个实体，每一列代表一个属性。关系模型能够提供灵活的数据查询和数据操作能力。
第三章：SQL语言
结构化查询语言(SQL)是数据库系统中用于查询和操作数据库的标准语言。SQL语言具有简洁、易学和强大的特点，能够帮助用户快速实现数据存储和查询操作。本章内容将介绍SQL语言的基本语法和常用查询操作。
第四章：关系数据库设计
关系数据库设计是数据库系统中一个关键的环节，它涉及到数据库的结构设计和数据模型设计。合理的数据库设计可以提高数据存储和查询的效率，减少数据冗余和数据不一致的问题。本章内容将介绍关系数据库设计的基本原理和方法。
第五章：高级关系数据库设计
高级关系数据库设计是在关系数据库设计的基础上进一步优化和完善数据库的设计。它包括了主键和外键的设计、索引的设计以及数据库规范化等内容。通过高级关系数据库设计，可以提高数据库的性能和可靠性。
第六章：数据仓库与数据挖掘
数据库原理及应用(第2版)高凯 全书总结
18
数据模型的组成要素
数据结构 数据操作 数据的完整性约束
层次结构
查询
正确
网状结构
插入
有效
关系结构
删除
相容
更新
修改
19
四种典型的数据模型
• • • • 层次模型（Hierarchical Model） 网状模型（Network Model） 关系模型（Relational Model） 面向对象模型（Object-oriented Model）
应用2
…
…
应用n
外模式m 用户级
外模式/模式映象 模式 概念级
模式/内模式映象
内模式 数据库 物理级
10
数据库系统的二级映象与数据独立性
• DBMS在三级模式之间提供了两级映象功能，保 证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独 立性与物理独立性。
外模式/模式映象
模式/内模式映象
保证了数据与程序间的逻辑独立性
A a1 a1 a2 a2 B b1 b2 b3 b4
(a)
C 2 4 6 8
B b1 b2 b3 b3
(b)
D 5 6 7 8
2019/1/24
32
大于连接（C>D） A a2 a2 a2 a2 R.B b3 b4 b4 b4 C 6 8 8 8 S.B b1 b1 b2 b3 D 5 5 6 7
NoSQL-键值数据库介绍
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
数据库原理及应用
数据库原理及应用
数据库是存储、管理和组织数据的集合。它通过提供一种结构化的
方法来存储和处理大量数据。本文旨在介绍数据库的原理及其在实际
应用中的重要性和应用。
一、数据库原理
数据库原理是关于数据库设计、管理和操作的基础性知识。了解数
据库原理对于正确设计和使用数据库至关重要。
1.1 数据库模型
常见的数据库模型有层次模型、网络模型、关系模型和对象模型。
关系模型是最常用的数据库模型，它使用表格的形式组织和表示数据。
1.2 数据库管理系统（DBMS）
DBMS是指用于管理和操作数据库的软件系统。它提供了数据定义、数据操作和数据控制等功能，常见的DBMS有MySQL、Oracle、SQL Server等。
1.3 数据库设计
数据库设计是指通过分析需求和制定数据库结构来满足数据存储和
访问的需求。好的数据库设计能够提高数据操作的效率和准确性。
二、数据库应用
数据库在各个领域都得到了广泛的应用，并在信息化时代扮演着重要角色。
2.1 企业管理
数据库在企业管理中扮演着核心的角色。它能够存储和管理企业的各类数据，包括客户信息、员工信息、销售记录等。通过数据库，企业能够实现高效的数据查询和管理，提高工作效率和决策准确性。
2.2 电子商务
数据库在电子商务中起着关键作用。它能够存储商品信息、用户信息和交易记录，支持在线购物、支付和配送等业务。基于数据库的电子商务系统能够实现个性化推荐、订单跟踪等功能，提供更好的购物体验。
2.3 科学研究
数据库在科学研究中被广泛应用。科研工作者能够通过数据库存储和管理实验数据，进行数据分析和挖掘。数据库还为学术界提供了共享和传播研究成果的平台，促进了科学知识的传播和交流。
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5
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
6
第1章 绪论
1.1 数据库的相关概念
2015年，天猫“双11”最终的交易额达到912.17亿元，移动端占比68.67%，11日当天系统交易创建峰值达到每秒钟14万笔，支付宝 最高峰值每秒8.59万笔交易。
2016年，天猫“双11”24小时总成交额达到1207亿元，其中，线上占比为82%，交易峰值达到了每秒17.5万笔。、 2017年，1687亿，七分钟支付数破一亿，13小时交易额超16年
NoSQL数据库原理 第1章 绪论
课程介绍
互联网上的数据量（“双11”的交易量）
2009，（淘宝商城），销售额是5200万，27个品牌参与了活动。 2010年，“双11”平均每秒超过2万元交易，181家店铺销售过百万，总成交额9.36亿，这个数字已经超过了香港一天的零售额。
2011年，“双11”总成交额达到了33.6亿。直到12月下旬，“双11”的包裹才彻底发完。
腾讯云上的 数据库服务
阿里云上的 数据库服务
12
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
8
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 横向扩展（计算机集群）需要解决的问题 如何管理集群？统一监控、管理，还是到每台计算机上进行监管？ 数据如何存储？使用者如何简单告诉每台计算机存储哪些数据？ 如何简单的指挥整个集群共同完成某个数据处理任务？ 如何提高查询效率？ 如有有一台计算机出现（临时或永久）故障，数据会不会丢失？数据处理任务会不会失败或不完 整？——即提高容错性？如何快速发现并排除故障？
……
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？
7
一个典型的关系型数据表 结构描述
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 典型互联网业务的数据总量巨大，且保持持续增长，数据库系统如何应对？ 纵向扩展（Scale up）？横向扩展（Scale out）？
思考： 为什么纵向扩展会遇到瓶颈？ 横向扩展需要解决何种问题？
10
第1章 绪论
1.1 数据库的相关概念
1.1.3 NoSQL的特点 什么是NoSQL？——一些分布式非关系型数据 库的统称 可以看作基于惯例的归类，甚至宣传口号， 但并非一种严格定义 大多是开源免费的，但可能缺乏完善的文档和服务 对比关系型数据库： NoSQL数据库会采用非关系的数据模型 弱化模式或表结构、弱化完整性约束、弱化甚至取 消事务机制 可能无法支持，或不能完整的支持SQL语句 目的是实现强大的分布式部署能力——一般包括分 区容错性、伸缩性和访问效率（可用性）等 不同类型的关系型或NoSQL数据库侧重点不同，不 能简单地说谁更优秀
1.1.1 关系型数据库管理系统 1970年的论文：“大型共享数据库的数据关系模型”（A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks），首次提出数据库的关系模型。 所谓第二代数据库系统 关系型数据库的特点 数据的存储将独立于硬件 呈献给用户的则是被称为“关系”的二维表结构 可以通过SQL语句实现数据定义和操作 支持事务和ACID一致性等特性 ……
2012年，淘宝商城正式更名为天猫，天猫“双11”线上总成交额达到191亿，“双11”热潮从线上覆盖到线下。 2013年天猫“双11”的菜鸟物流第一次亮相，这一年的交易总额达到362亿元。 2014年9月，阿里巴巴在美国纽交所上市。天猫“双11”开始后74秒交易额突破1个亿，7小时17分突破200亿，全天交易额达571亿 元。
2
课程介绍
SQL vs. NoSQL
横向扩展能力弱
关系型数据库 非关系型数据 库
事务能力弱
怎么选择？
3
第1章 绪论
目录
ห้องสมุดไป่ตู้
1.1 数据库的相关概念
1.2 大数据的技术体系
4
第1章 绪论
1.1 数据库的相关概念
数据库（Database，DB）：数据信息的集合，也可以看作按照数据结构来存储和组织信息数据的软件容 器或仓库。 数据库管理系统（Database Management System，DBMS）：数据库及其管理软件构成了数据库管理 系统，实现数据的管理和使用等功能。 数据库系统（Database System，DBS）：数据库管理系统及其运行的软硬件环境、操作人员乃至手册文 档等内容，构成一个完整体系，称为数据库系统。 数据库应用系统（Database Application System，DBAS）：指在数据库管理系统的支撑下建立的计算 机应用系统。
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