数据模型与查询语言

一、数据模型

主流的数据模型包括：关系模型、文档模型、图状数据模型

1、关系模型

数据被组织成关系，在SQL中成为表（table），其中每个关系都是元组（turples）的无序集合（在SQL中成为行）

2、文档模型

也就是NoSQL，采用它有这样几个驱动因素，包括：

• 适用于一对多的数据模型
• 比关系数据库更好的扩展性需求，包括支持超大数据集或超高写入吞吐量
• 普遍偏爱免费和开源软件而不是商业数据库产品
• 关系模型不能很好地支持一些特定的查询操作
• 对关系模式一些限制性感到沮丧，渴望更具动态和表达力的数据模型
• MySQL执行Alter Table时会把现在的整张表复制，因而当表很大时可能会需要几分钟甚至几小时的停机时间，尽管现在有各种辅助工具可以解决这个限制

文档模型的劣势：

• 文档模型不适用于表达多对多的关系
• 适用需要同时访问文档大部分内容的场景。由于数据库通常会加载整个文档，如果应用只是访问其中的一小部分，则对于大型文档数据来讲就有些浪费。
• 对文档更新时，通常会重写整个文档，而只有修改量不改变源文档大小时，原地覆盖更新才更高效。因此，通常建议文档应该尽量小且避免写入时增加文档大小。

文档数据库有时被称为无模式，但这具有误导性，因为读数据的代码通常采用某种结构因而存在某种隐形模式，而不是数据库强制执行。更准确的术语应该是读时模式（数据的结构是隐式的，只有在读时才解释），与写时模式相对应。读时模式类似编程语言中的动态（运行时）类型检查，而写时模式类似于静态（编译时）类型检查。

3、图状数据模型

• 非常适用于多对多关系的数据模型
• 图由两种对象组成：顶点（也成为节点或实体）和边（也称为关系）。
• 可以建模为图的典型例子：社交网络（顶点是人，边指示哪些人彼此认识）；Web图（顶点是网页，边表示与其他页面的HTML链接）
• 图并不局限于同构数据，图更为强大的用途在于，提供了单个数据存储区中保存完全不同类型对象的一致性方式。

二、数据查询语言

1、查询语言分类

• 声明式查询语言

select * from animals where famiy='Sharks'

• 命令式查询语言

function getSharks(){

    var sharks = [];

    for(var i=0; i<animals.length; i++){

        if(animals[i].family === "Sharks"){

              sharks.push(animals[i]); 

         }

     }

     return sharks;

}

 

声明式查询语言比命令式API更加简洁和容易使用。更重要的是，它对外隐藏了数据库引擎的很多实现细节，这样数据库系统能够在不改变查询语句的情况下提高性能。

2、MapReduce查询

 

db.observations.mapReduce(

    function map(){

       var year = this.observationTimestamp.getFullYear();

        var month = this.observationTimesstamp.getMonth()+1;

        emit(year + "-" +month, this.numAnimals);

 

    },

    function reduce(key, values){

          return Arrays.sum(values);

    },

    {

          query:{family : "Sharks"},

          out: "monthlySharkReport"

    }

);

 

3、Cypher查询语言

最早为Neo4j图形数据库而创建（它以电影“黑客帝国”中的一个角色命名，与密码学中的密码无关）

 

•  建模需求

• 采用图数据库建模及查询的方式

 

 

 

 

• 采用关系数据库建模及查询的方式

 

 

 

如果相同的查询可以用一种查询语言写4行代码完成，而另一种查询语言则需要29行代码，这足以说明不同的数据模型适用于不同的场景。因此，选择适合应用程序的数据模型非常重要