使用 NoSQL 數據庫的優勢

已發表: 2022-11-23

隨著對更快、更具可擴展性的 Web 應用程序的需求增長,Nosql 數據庫變得越來越流行。 但究竟什麼是 nosql 數據庫? 它如何改變了我們建模數據的方式? nosql 數據庫是一種非關係型數據庫,不使用傳統的基於表的數據存儲模型。 相反,它使用更靈活的無模式模型,可實現更輕鬆的可擴展性和更快的性能。 數據建模的這種變化對我們開發 Web 應用程序的方式產生了深遠的影響。 我們不再受限於關係數據庫的嚴格結構。 我們現在可以更自由地思考我們想要存儲的數據以及我們想要如何構建它。 這種靈活性導致了傳統關係數據庫無法實現的新型創新 Web 應用程序的開發。 因此,如果您希望構建下一件大事,那麼 nosql 數據庫可能是您的正確選擇。

我們可以在 NoSQL 數據庫中存儲大量數據並隨時訪問。 NoSQL 數據庫有四種:它們可以以多種方式構建,可以用來生成數據模型,可以用來編寫數據庫。 在本教程中,我們將介紹構建 NoSQL 數據庫時需要使用的各種 NoSQL 數據建模技術。 MongoDB 被 Strider CD 用作其 NoSQL 數據庫的備份數據庫。 此類數據中使用的數據模型由列而不是行組成。 基於圖形的商店可供購買。 圖或網絡數據模型本質上表明任何兩條信息彼此具有相同的重要性。

NoSQL 不僅僅是一種數據庫管理語言; 這是一套哲學。 因此,與擴展相關的固有怪癖和問題處於最前沿。 學習 NoSQL 數據建模技術可以在創建實際上不需要的 DBM 方案時產生巨大差異。

上世紀 90 年代中期,互聯網變得異常流行,關係型數據庫跟不上用戶對信息的需求,以及隨之而來的更大範圍的數據類型。 最近鄰數據庫,也稱為 NoSQL 數據庫,因此變得流行起來。

NoSQL 模型是使用稱為 BASE 模型的更軟模型構建的。 這基本上是一種可用的、平滑的一致性和可用性狀態。 它基本上保證了數據的可用性,並使其更容易獲得。

什麼是 Nosql 數據建模?

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一般而言,NoSQL 是什麼? 此模型不是關係數據庫管理系統 (RDBMS) 的複製品。 因此,該模型在與數據的通信以及它們之間的關係方面並不明確。

Redis 電子書中的 8 種數據建模模式是 NoSQL 中數據建模的全面而透徹的指南。 本文著眼於八種數據模型,開發人員可以使用這些模型來構建現代應用程序,而不受傳統關係數據庫的限制。 NoSQL 數據庫可用於合併兩個單獨的表或集合,其中一個表嵌入到另一個表中。 結果,兩人可以發現所有相關數據並形成牢固的聯繫。 NoSQL 中的每個表都可以被應用程序視為自己的實體。 如果您想對一對多關係建模,您可以嵌入有界列表(即已知大小的列表)和無界列表的單獨集合。 在這種情況下,有許多因素在起作用,包括產品、作者、發布日期、評級和評論。

許多相交的邊可以出現在許多不同的表面上。 在關係數據庫中,有單獨的表可用於存儲各種類型的數據。 使用 Redis Stack,所有模式都是靈活的,並且可以按類型字段分組。 第二種模式是桶模式,它通過隨時存儲和組織時間序列數據來減少開銷。 在許多情況下,實時數據可以在許多用例中與修訂模式一起使用。 JOIN 操作的複雜性可以通過使用NoSQL 模式來削減它們來降低。 樹圖模式對於基於 JOIN 的大型操作特別有用,例如 HR 系統、CMS、產品目錄和社交網絡。

它不是一個可以像關係數據庫管理系統 (RDBMS) 那樣可以復制的模型。 數據可以存儲在磁盤、內存或兩者中。 Redis 和 NoSQL 在 Redis Launchpad 部分的許多應用程序中使用。

非關係數據庫 (N/RDBMS) 旨在支持現代 Web 和雲應用程序所需的規模和敏捷性。 它們以更靈活和高效的方式存儲和檢索數據的能力使它們成為您需要存儲大量數據或需要擴展數據庫以處理大量用戶的情況的不錯選擇。
N/RDBMS 最吸引人的特性之一是它們能夠水平擴展。 因為可以在系統中添加更多服務器而不會產生任何性能問題,所以無需擔心會產生多少成本。
非關係數據庫管理系統 (N/RDBMS) 也非常適合存儲非關係數據。 這是因為它們不像在關係數據庫中那樣依賴表和字段。 此外,您將能夠以更靈活的方式更輕鬆地訪問數據。
N/RDBMS 是一種出色的數據存儲和可訪問性工具。 如果您正在尋找可以處理大量數據並且可以輕鬆擴展的數據庫,那麼 AN/RDBMS 是一個很好的選擇。

適合您應用程序的最佳 Nosql 數據庫

由於 NoSQL 模型靈活,並且有廣泛的數據模型可供選擇,因此非常適合各種應用程序。 因此,您應該考慮哪種模型最適合該應用程序。 例如,如果應用程序需要快速訪問少量數據,則鍵值存儲可能很有用。 另一方面,圖形數據庫最適合需要保存和深入分析大量數據的應用程序。

你需要 Nosql 的數據模型嗎?

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這個問題沒有放之四海而皆準的答案,因為對 Nosql 數據庫的數據模型的需求可能因具體應用程序或用例而異。 然而,一般來說,數據模型有助於提供數據存儲和檢索的結構,也有助於提高性能和可伸縮性。

數據庫 NoSQL 數據庫旨在分解關係數據庫模型的行和列。 人們普遍認為 NoSQL 數據庫缺乏數據模型。 提供關於如何組織數據以幫助模式開發的初步描述至關重要。 這些差異可以反映在四種主要類型的 NoSQL 數據庫中每一種的數據模型中。 因此,模式設計將在應用程序的整個生命週期中重複進行。 選擇 NoSQL 數據庫時,最適合您的用例的數據模型是一個重要的考慮因素。 每個文檔包含多對按數據類型和數據結構組織的值和字段。

通過查詢檢索字段值很容易,並且已經開發了多種強大的查詢語言來幫助您這樣做。 NoSQL 數據庫的行結構基於一個鍵和一個名為列族的相關列。 底層結構由四種主要類型的NoSQL數據庫組成:一種用於存儲數據,一種用於管理關係,一種用於管理關係,一種用於管理關係。 事實上,數據的組織方式具有很強的適應性,有時甚至被描述為無模式。 文檔數據庫、寬列數據庫和圖數據庫都有自己的查詢語言。

在數據查詢方面,文檔數據庫是最有效的。 由於其豐富的查詢功能,它們能夠處理範圍廣泛的應用程序。 除了鍵值存儲和寬列存儲之外,主鍵還提供了訪問數據的單一方法。
例如,數據科學家和機器學習工程師可以使用 NoSQL 數據庫來存儲數據、模型的元數據、特徵和操作參數。 另一方面,數據工程師可以利用它們來存儲和檢索清理後的數據。 MongoDB 和 CouchDB 等文檔數據庫因其易用性和廣泛的功能而受到開發人員的歡迎。
NoSQL 數據庫因其易用性和廣泛的查詢功能而變得越來越流行。 這些模型可用於存儲數據、元數據、特徵和操作參數。 因此,數據工程師可以利用它們提取和存儲乾淨的數據。

三種數據模型

從數據庫中讀取數據時,與數據庫中的數據保持一致至關重要。
如果將來自單個事務的數據視為從單個源讀取,防止多個進程更改它,則可以隔離數據庫。
當系統設計為具有長期耐用性時,它必須能夠在發生故障時恢復數據。
當您需要訪問大量小塊數據時,使用鍵值數據模型是個好主意。 該模型中的項目可以由鍵和值表示。 文件系統允許您以與在文本文件中相同的方式添加、刪除和修改值。
每當您需要以易於閱讀和搜索的方式存儲大量數據時,最好使用文檔數據模型。 每個項目都可以由該模型中的文檔表示。 文檔中的每個字段最多可以包含最大值,因此沒有限制。
當您需要以易於理解的格式存儲數據時,最好使用圖形數據模型。 在這個模型中,每個項目都由一個節點表示,該節點與下一個項目之間有鏈接。 通過單擊鏈接,您可以訪問圖表。

Nosql 與關係模型有何不同?

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數據按照特定模式存儲在關係數據庫中。 另一方面,NoSQL 系統允許將數據存儲在任何所需的結構中,同時還允許在需要時更新該結構。

關係數據庫的數據是根據其模式之一存儲的。 數據可以存儲在任何 NoSQL 系統中,並可以根據其要求進行結構化。 用戶可以通過執行以下過程在關係數據庫中添加或更新數據:SELECT、INSERT 和 DELETE。 因此,在 NoSQL 查詢中,數據通常顯示為列而不是文檔。 儘管術語“關係數據庫”經常用於描述 NoSQL 系統,但它指的是用戶定義模式並使用關係 SQL 查詢來添加、更新或刪除數據的系統。 SQL 比 NoSQL 數據庫更專業,因為它用於特定任務而不是通用數據庫。 SQL 數據庫通常用於實體存儲,而 NoQL 數據庫用於實體存儲。

由於 SQL 數據庫的可用文檔數量有限,因此它的內存容量決定了它的容量。 人們普遍認為,NoSQL 數據庫因其存儲數據的能力而具有各種形狀和大小。 要使用的數據庫系統的選擇將取決於它的性能和您擁有的數據的性質。

NoSQL 數據庫通常稱為無模式數據庫。 NoSQL 數據庫旨在存儲和查詢非結構化數據,而不是使用與關係數據庫相同的嚴格模式。 因此,NoSQL 數據庫往往具有更靈活的數據模型,使它們能夠更高效地存儲和查詢大量數據。 NoSQL 數據庫的主要優勢在於它們能夠更高效地存儲和查詢大量數據。 這是因為 NoSQL 數據庫傾向於使用更靈活的數據模型,可以更高效地存儲和檢索各種類型的數據。 NoSQL 數據庫的一個缺點是它們可能更難學習。 另一方面,NoSQL 數據庫由於其獨特的特性,比傳統的關係數據庫更難理解。 儘管如此,通過正確的培訓,仍然可以有效地使用 NoSQL 數據庫。

Nosql 對比Sql:哪個數據庫適合您的應用程序?

為 nosql 設計的數據庫應用程序具有更低的延遲,而為關係系統設計的數據庫應用程序具有更高的性能。 使用nosql 搜索數據庫,您可以分析半結構化數據。 關係數據庫通過規範化將數據轉換為基於行和列的表。 它允許比較表並允許執行表之間的連接。 NoSQL 數據庫不支持事務,但從長遠來看它們似乎是一致的。 這意味著數據始終是最新的,但在更新時間和出現在數據庫中之間可能會有一些延遲。 在 NoSQL 數據庫中不使用 SQL 來生成查詢。 取而代之的是,使用結構和其他編程語言查詢數據。 當它們與不同的數據格式一起使用時,它們變得更加通用並且可以以多種方式使用。

Nosql 數據庫和建模技術在現實世界中是如何使用的?

NoSQL 數據庫在現實世界中以多種方式使用。 它們通常用於存儲需要快速訪問的大量數據,例如在社交媒體或電子商務應用程序中。 NoSQL 數據庫還可用於存儲不斷變化的數據,例如在實時分析應用程序中。

傳統關係數據庫以 NoSQL 數據庫中未使用的格式存儲數據。 文檔類型包括鍵值類型、寬列類型和圖形類型。 自 2000 年代後期以來,存儲價格暴跌,導致引入了 NoSQL 數據庫。 開發人員在如何存儲非結構化數據方面具有很大的靈活性,因為他們可以做的不僅僅是存儲數據。 文檔數據庫、鍵值數據庫、寬列存儲和圖形數據庫是一些最常見的 NoSQL 數據庫。 由於不需要連接,查詢可以在更短的時間內完成。 存在幾個用例,從關鍵的(例如財務數據)到更有趣和幼稚的(例如記錄物聯網讀數的智能貓砂箱)。

在本教程中,我們將討論何時以及為何開始使用 NoSQL 數據庫。 此外,我們還將了解一些常被誤解的 NoSQL 數據庫。 根據 DB-Engines 的說法,MongoDB 是世界上最流行的非關係數據庫。 在本教程中,您可以學習如何查詢MongoDB 數據庫,而無需在您的計算機上安裝任何東西。 集群存儲您的 MongoDB 數據庫。 擁有 Atlas 集群後,您可以開始在其中存儲數據。 可以使用您喜歡的編程語言在 Atlas Data Explorer、MongoDB Shell 或 MongoDB Compass 中手動創建數據庫。

在此示例中,您將導入 Atlas 的示例數據集。 與傳統數據庫相比,NoSQL 數據庫具有許多優勢,包括快速查詢處理、靈活的數據模型以及開發人員的易用性。 使用數據資源管理器,您可以添加新文檔、編輯現有文檔和刪除文檔。 如果你想分析你的數據,你應該使用聚合框架。 使用圖表是在 Atlas 和 Atlas Data Lake 中可視化數據的最便捷方式。

為什麼 Nosql 數據庫越來越受歡迎

由於能夠快速高效地處理大量數據,NoSQL 數據庫正變得越來越流行。 它對於必須跟踪用戶屬性並儘快發出廣告請求的廣告平台特別有用。

Nosql 數據建模示例

軟模式是 NoSQL 數據模型中常用的技術。 從圖形和鍵值存儲數據庫中也可以清楚地看出,值可以是任何格式,因為數據模型不限制值。 另一個例子是 BigTable,它包括列以及來自其他列的列。

文檔數據庫,例如 MapR 數據庫(最近被 Hewlett Packard Enterprise 收購)或 Eloquent Data Fabric,有時被稱為無模式數據庫。 文檔數據庫不需要與關係數據庫相同的預定義結構,但它們必鬚根據數據的組織方式進行定義。 如果您的數據模型設計得當,您的應用程序將執行得更好。 您可以通過使用 HPE Ezmeral Data Fabric 將架構取消設置為一行或通過在關係環境中呈現多個帶有索引的表來對架構進行反規範化。 要執行快速讀寫,請按鍵範圍對數據進行分組。 ER 模型可用於定義物理模型並將讀取的數據存儲在其中。 在使用NoSQL時,可以對數據進行去規範化或重複化處理,以便統一訪問和存儲。

在非規範化數據存儲中,您有一個包含多個索引的表,就像在關係數據庫中一樣。 在一對多關係中,您可以將表建模為一個文檔。 在關係數據庫中,行實例引用同一對象的實例。 在面向對象的編程模型中,不同的對像類型可以通過擴展相同的基類型來關聯。 每個文檔在寫入它的節點上都有一個相同的行鍵。 parent 字段包含父節點的節點 id,而 children 字段包含每個子節點的節點 id。 在這篇博文中,我們將討論文檔數據庫數據建模與傳統關係數據庫建模的不同之處。 子類型的對像對象可以存儲其屬性,而基類型或未分類的子類型對象則不能。 它使您能夠在同一個表中對不同的產品類型進行建模,並根據產品類型快速定位一組產品。

Nosql 數據模型類型

有四種主要的 NoSQL 數據模型:鍵值、文檔、列和圖。 每個模型都有自己的優點和缺點,並且更適合某些類型的數據和工作負載。
鍵值存儲是四種模型中最簡單的一種,最適合存儲可以表示為單個值的數據,例如數字或字符串。 文檔存儲更複雜,最適合存儲可以表示為文檔的數據,例如 JSON 對象。 列式存儲更加複雜,最適合存儲可以表示為表格的數據,例如電子表格。 圖存儲是四種模型中最複雜的一種,最適合存儲可以表示為圖的數據,例如社交網絡。

可以通過四種方式使用 NoSQL 數據庫:鍵值存儲、文檔存儲、面向列的數據庫和圖形數據庫。 問題解決的類型與關係數據庫中的問題有很大不同。 例如,OrientDB 是一個結合了 NoSQL 和非 NNN 數據庫的多模型數據庫。 除了多個實體和鏈接表之外,完整的關係數據庫還可以包含許多實體和鏈接表。 每個實體(人)由其自己的行表示,每個實體的列分佈在多行中。 列數據庫分為多個部分,分別存儲每一列,當只涉及幾個列時允許更快的掃描。 索引用於表示行號,而列數據庫用於表示數據。

鍵值存儲是一種 NoSQL 數據庫,具有最低級別的複雜性。 它們旨在存儲日常文檔,並且可以處理複雜的查詢和計算。 除非數據處於有意義的結構中,否則文檔存儲不需要規範化。 圖形數據庫的目標是有效地存儲實體之間的關係。 圖數據庫的兩個主要功能是組織數據。 節點被定義為實體本身。 兩個實體的關係是一條線,它有自己的一套特徵。 文檔存儲和鍵值存儲遵循 BASE,而不是像 Neo4j 這樣聲稱維護 ACID 的圖形數據庫。

哪個因素驅動 Nosql 數據庫中的數據模型

特定於應用程序的訪問模式,例如支持特定類型查詢的訪問模式,通常是 NoSQL 數據建模的基礎。

Nosql 數據庫圖

Nosql數據庫圖是顯示Nosql數據庫結構的圖。 它可用於可視化 Nosql 數據庫中的數據,並了解數據之間的關係。

不能使用名稱或約束類似於 ER 或類圖的 NoSQL 數據建模圖。 NoSQL 中關於關係的規則放寬了,以試圖簡化開發人員的過程。 如果您正在進行建模,那麼提前計劃讀寫操作總是一個好主意。 確保不超過兩個文檔包含相同的信息,並且永遠不要包含對同一文檔的引用。 隨著時間的推移,許多項目將繼續增長,因此無法將其 ID 嵌入或添加到產品中作為參考。 或者,您可以創建另一個集合來組織多個事務,或者簡單地在組中進行的每個事務中放置一個唯一標識符字段(例如,id 事務)。 SQL 和 NoSQL 數據庫在名稱和設計原則上是相似的。

為此,應始終包括圖表中使用的符號,以便於閱讀。 許多交易可以由一個產品執行,並且該產品的要求不同。 隨著應用程序開發的進展,這個基本圖可能需要修改。

什麼是 Nosql 數據庫設計?

NoSQL 搜索數據庫基於可以使用算法將半結構化數據轉換為分析數據的想法。 需要使用數據模型。 關係模型在將數據轉換為表後生成包含行和列的表。 表、行、列、索引以及表與其他數據庫元素之間的關係均由模式指定。