NoSQL数据库原理（第2版）.pptx
NoSQL数据库原理
第1章绪论;课程介绍;课程介绍;第1章绪论;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（DatabaseManagementSystem，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（DatabaseSystem，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（DatabaseApplicationSystem，DBAS）：指在数据库管理系统的支撑下建立的计算机应用系统。;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;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”（ARelationalModelofDataforLargeSharedDataBanks），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
呈现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
……;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（Scaleup）？横向扩展（Scaleout）？
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？
;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？
……
关系型数据库如何解决上述问题？
;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???等在典型互联网业务中（可能）并不能体现出优势。
然而很多“新业务”对事务和一致性并无很高的要求。
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？;1.1.3NoSQL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
NoSQL可以细分为多种数据模型，也可以是多种数据模型的结合
NoSQL不是反对“SQL”语言，只是表示和RDBMS的不同
大多起源于互联网企业，更适应互联网业务
大多是开源免费的，但可能缺乏完善的文档和服务
;1.1.4NewSQL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
很多商业软件公司对原生的NoSQL进行了扩展、优化和企业级封装，并向传统行业和普通学习者进行推广
;1.2.1大数据的特征（4V）
大容量（Volume）：数据总量大、利用全集数据，而非抽样数据
多样化（Variety）：强调不同来源、不同领域的数据融合使用
有价值（Value）：通过查询、分析数据获取价值，但可能价值密度低，挖掘过程可能较为困难
高速率（Velocity）：数据增长快、需要持续采集
;1.2.2大数据场景中的NoSQL
大数据在技术上，具有数据采集、数据存储和管理、数据查询、数据处理、数据分析和可视化展示等多个环节，不同环节可能需要不同的大数据工具。
NoSQL系统的分布式设计、易用性设计和接口设计等，均能够很好的满足大数据领域的业务要求和性能要求，可以用在大数据的存储、管理和查询等阶段。但NoSQL的数据处理、统计与分析能力通常较弱，可能需要和其他大数据工具配合使用，来解决这一问题。;1.2.3NoSQL的典型应用场景
（1）非结构化数据的存储、检索和查询
（2）高吞吐、低延迟需求下的数据缓存和数据查询
（3）物联网、监控系统中的日志/数据管理和查询
（4）其他行业应用;云计算（CloudComputing）是一种IT资源的使用、运营和提供方式。
云计算是指将IT资源（如：计算、存储、网络或软件功能等）部署在远程的数据中心当中，用户通过网络进行申请和使用，而用户无需本地进行部署和维护。用户在使用IT资源时，可以不再关心用户和资源所在的具体位置和实际状态，宛如资源在虚无缥缈的“云”上，但却可以随时随地使用。
美国国家标准与技