Технологии NoSQL для реализации баз данных
Разработка реляционной модели, базирующейся на математическом способе структурирования, хранения и использования данных в базе. Пример структуры базы данных NoSQL. Использование документо-ориентированных баз данных и баз данных на основе графов.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.03.2019 |
| Размер файла | 143,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Пензенский Государственный технологический университет
Технологии NoSQL для реализации баз данных
Рябова К.М., Маркин Е.И., Артюшина Е.А.
На данный момент большинство существующих программных приложений используют базы данных (БД) для своей работы. Все они обрабатывают, читают и записывают определенный набор данных. Как известно, БД предназначены именно для организованного хранения информации и упрощения доступа к ней. Работа с БД осуществляется через системы управления базами данных (СУБД), которые представляют собой специализированное ПО или же наборы библиотек для поддержки различных форматов данных.
Еще в 1970 году была предложена реляционная модель, базировавшаяся на математическом способе структурирования, хранения и использования данных в базе. Основным преимуществом реляционной модели являлось объединение данных в группы; именно реляционная модель позволила хранить информацию в структурированном табличном виде. Схема БД включала в себя описание содержания и структуры таблиц, а также ограничений целостности на уровне таблиц и ссылок между таблицами (рис. 1). Реляционная модель используется на протяжении десятилетий, но и на современном этапе развития IT-технологий по-прежнему остается широко востребованной. Однако имеется возможность только для вертикального масштабирования реляционной БД за счет увеличения мощностей отдельной вычислительной машины. Это является существенным недостатком модели, особенно когда требуется быстрая обработка больших объемов данных различных типов. Попытка решения вышеописанной проблемы привела к появлению технологии баз данных NoSQL.
Рисунок 1 Пример схемы реляционной БД
Термин «NoSQL» возник в июне 2009 года и был расшифрован как “Not Only SQL” - “не только SQL”. Таким термином обозначают нереляционные БД, в которых нет внутренних связей. БД NoSQL могут использовать различные модели представления данных в зависимости от своего назначения.
Технология NoSQL убирает все ограничения реляционной модели (например, трудоемкость горизонтального масштабирования, недостаток производительности в кластере), а также облегчает способы хранения и доступа к данным. Такие БД используют неструктурированный подход, организуя данные специфических типов за малый промежуток времени и предлагая различные типы доступа к ним (рис. 2).
Рисунок 2 Пример структуры БД NoSQL
Свое активное применение NoSQL БД нашли в работе с Big Data - «большими данными», т.к. они позволяют хранить сложные динамические структуры без их привязки к строгим схемам, одновременно поддерживая для них высокую скорость записи и чтения. Существует несколько различных моделей и систем управления БД NoSQL, например:
? хранилище «ключ-значение» - Redis, MemcacheDB и др.;
? распределенное хранилище (Column-oriented) - Cassandra, HBase и т.д.;
? документо-ориентированные СУБД - MongoDB, Couchbase и т.д.;
? БД на основе графов - OrientDB, Neo4J и т.д.
Модель хранилища «ключ-значение» работает с данными типа «ключзначение». Здесь нет ни структуры, ни связей. После подключения к серверу, приложение может задать ключ и его значение, а в последствии получать эти данные по запросу. Такие СУБД обычно используются для быстрого сохранения информации. Они отличаются высокой скоростью доступа к данным, легко масштабируются. Оптимально использование таких СУБД для хранения сессий, кэш-памяти, счетчиков посещений или просмотров и т.д.
Распределенное хранилище является усовершенствованной версией хранилища «ключ-значение». Представляет собой двумерный массив, где каждый ключ (запись) содержит одну или несколько пар «ключ-значение», привязанных к нему. Модель позволяет хранить и использовать очень большие объемы неструктурированных данных различного типа. Такие БД обычно используются, когда недостаточно простых пар «ключ-значение».
Документо-ориентированные БД поддерживают иерархические структуры с гораздо большей вложенностью, чем «ключ-значение» и распределенные хранилища. Это позволяет описывать сколь угодно сложную структуру документа и записывать его в БД. Но такие базы имеют серьезный недостаток: в случае запроса конкретных полей данного документа в ответ приходит весь документ, что отрицательно сказывается на производительности программных приложений для работы с БД.
БД на основе графов используют древовидные структуры с узлами и связями, соединяющими их. Так же, как и в математике, некоторые операции с данными гораздо удобнее выполнять благодаря связям между ними и их группировке. Такие БД используются в приложениях, где необходимо иметь четко установленные связи. Например, при регистрации в социальной сети хранить связи между «друзьями» гораздо проще в случае использования БД на графах. база данные граф реляционный
Таким образом, можно сделать вывод, что технология NoSQL является эффективной для хранения и обработки больших объемов неструктурированных данных, требующих более высоких скоростей для операций записи и чтения по сравнению с реляционными БД.
Список литературы
1. Дейт, К., Дж. Введение в системы баз данных. 6-е изд. К.; М., СПб.: «Вильямс», 2015. 848 с.
2. Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных: Учебник для высших учебных заведений/Под ред. проф. А.Д. Хомоненко. СПб.: КОРОНА принт, 2012. 672 с.
3. В.В. Корнеев, А.Ф. Гареев, С.В. Васютин, В.В. Райх Базы данных. Интеллектуальная обработка информации. М.: Нолидж, 2013. 496 с.
4. Маркин Е.И., Рябова К.М., Артюшина Е.А. Разработка webприложения с использованием архитектуры «клиент-сервер» // Международный студенческий научный вестник, 2016. № 3-1. С. 84-86.
5. Зинченко М.Н., Артюшина Е.А. Реализация OLAP-технологии на базе аналитической платформы Deductor Academic // Современные наукоемкие технологии, 2014. № 5-2. С. 88-90.
6. Маркин Е.И., Рябова К.М., Артюшина Е.А. Использование облачных технологий при изучении СУБД MS SQL Server // В сб.: Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов сборник статей XIV Всероссийской научно-технической конференции. Под ред. И.И. Сальникова, 2016. С. 89-94.
7. Жулев С.А., Ведюшкина А.Е., Артюшина Е.А. Проблемы использования облачных технологий при изучении СУБД MS SQL Server // Международный студенческий научный вестник, 2015. № 3-2. С. 271.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика системы управления базами данных. Принципы классификации СУБД. NoSQL как ряд подходов, проектов, направленных на реализацию моделей баз данных. Методологические обоснования подхода NoSQL. Описание некоторых СУБД из данного движения.
реферат [18,1 K], добавлен 06.10.2011Определенная логическая структура данных, которые хранятся в базе данных. Основные модели данных. Элементы реляционной модели данных. Пример использования внешних ключей. Основные требования, предъявляемые к отношениям реляционной модели данных.
презентация [11,7 K], добавлен 14.10.2013Определение базы данных и банков данных. Компоненты банка данных. Основные требования к технологии интегрированного хранения и обработки данных. Система управления и модели организации доступа к базам данных. Разработка приложений и администрирование.
презентация [17,1 K], добавлен 19.08.2013Модели данных как формальный аппарат для описания информационных потребностей пользователей. Структура информационной базы. Типы взаимосвязей. Разработка логической структуры базы для хранения данных о пяти поставщиках. Детализация реляционной модели.
презентация [28,9 K], добавлен 07.12.2013Составление схемы концептуальной модели данных. Разработка структуры реляционной базы данных и интерфейса пользователя. Особенности главных этапов проектирования базы данных. Способы реализации запросов и отчетов. Специфика руководства пользователя.
курсовая работа [186,9 K], добавлен 18.12.2010Построение концептуальной модели, процесс моделирования смыслового наполнения базы данных. Основные компоненты концептуальной модели. Построение реляционной модели. Целостность данных в реляционной базе. Нормализация. Проектирование базы данных в ACCESS.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 29.10.2008Особенности разработки инфологической модели и создание структуры реляционной базы данных. Основы проектирования базы данных. Разработка таблиц, форм, запросов для вывода информации о соответствующей модели. Работа с базами данных и их объектами.
курсовая работа [981,4 K], добавлен 05.11.2011Определение функциональных зависимостей. Разработка структуры базы данных. Организация запросов к базе данных. Использование триггеров для поддержки данных в актуальном состоянии. Разработка хранимых процедур и функций. Ограничения ведения базы данных.
курсовая работа [113,2 K], добавлен 17.06.2014Понятия банка и базы данных, ее компоненты. Многоуровневые модели предметной области, их представление в базе данных. Идентификация объектов и записей. Способы обращения к записям или отдельным элементам данных, их поиск. Определение структуры данных.
контрольная работа [39,6 K], добавлен 10.04.2010Сущность базы данных. Процесс построения концептуальной модели. Построение реляционной модели, создание ключевого поля. Процесс нормализации. Проектирование базы данных в ACCESS. Порядок создание базы данных. Создание SQL запросов и работа в базе данных.
курсовая работа [185,6 K], добавлен 08.11.2008Понятие базы данных, модели данных. Классификация баз данных. Системы управления базами данных. Этапы, подходы к проектированию базы данных. Разработка базы данных, которая позволит автоматизировать ведение документации, необходимой для деятельности ДЮСШ.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 04.06.2015Исследование логической структуры реляционной базы данных на основе инфологической модели и её реализации в программе Microsoft SQL Server 2000. Характеристика разработки вложенных запросов на выборку записей, процедур, триггеров, создания представлений.
реферат [1,2 M], добавлен 11.05.2012Сущность и характеристика типов моделей данных: иерархическая, сетевая и реляционная. Базовые понятия реляционной модели данных. Атрибуты, схема отношения базы данных. Условия целостности данных. Связи между таблицами. Общие представления о модели данных.
курсовая работа [36,1 K], добавлен 29.01.2011Разработка вычислительной структуры, реализующей заданный набор операций для обработки запросов в реляционной базе данных (БД). Описание общей структуры системы с машиной баз данных. Разработка схем исполнительных процессоров и алгоритмов их операций.
реферат [140,3 K], добавлен 27.10.2010Формы представляемой информации. Основные типы используемой модели данных. Уровни информационных процессов. Поиск информации и поиск данных. Сетевое хранилище данных. Проблемы разработки и сопровождения хранилищ данных. Технологии обработки данных.
лекция [15,5 K], добавлен 19.08.2013Разработка модели и создание структуры реляционной базы данных. Организация данных в таблицах для предоставления оперативного доступа к данным. Основные структурные единицы базы данных Access: таблицы, запросы, формы, отчеты, страницы, макросы и модули.
реферат [4,0 M], добавлен 03.02.2013Понятие и структура реляционной базы данных, ее основные элементы и их взаимодействие. Методика и основные этапы создания базы данных, ее назначение и сферы применения. Правила ввода данных в таблицы. Создание запроса к базе данных, отчетов и диаграмм.
учебное пособие [3,6 M], добавлен 19.12.2009Понятие реляционной модели данных, целостность ее сущности и ссылок. Основные этапы создания базы данных, связывание таблиц на схеме данных. Проектирование базы данных книжного каталога "Books" с помощью СУБД Microsoft Access и языка запросов SQL.
курсовая работа [838,9 K], добавлен 25.11.2010Основные виды баз данных. Система управления базами данных. Анализ деятельности и информации, обрабатываемой в поликлинике. Состав таблиц в базе данных и их взаимосвязи. Методика наполнения базы данных информацией. Алгоритм создания базы данных.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 17.12.2014Особенности проектирования программы на языке С++ для обработки данных из таблиц базы данных. Основные функции программы, создание концептуальной модели базы данных и диаграммы классов, разработка интерфейса пользователя и запросов к базе данных.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 08.06.2012
