【DDIA笔记】【ch2】 数据模型和查询语言 -- 关系模型与文档模型

简介: 【6月更文挑战第6天】关系模型是主流数据库模型,以二维表形式展示数据,支持关系算子。分为事务型、分析型和混合型。尽管有其他模型挑战,如网状和层次模型,但关系模型仍占主导。然而,随着大数据增长和NoSQL的出现(如MongoDB、Redis),强调伸缩性、专业化查询和表达力,关系模型的局限性显现。面向对象编程与SQL的不匹配导致“阻抗不匹配”问题,ORM框架缓解但未完全解决。文档模型(如JSON)提供更自然的嵌套结构,适合表示复杂关系,具备模式灵活性和更好的数据局部性。

关系模型与文档模型

关系模型

关系模型式当今最流行的数据库模型,统指这一类数据库,特点如下:

  1. 将数据以关系呈现给用户(比如:一组包含行列的二维表)

  2. 提供操作数据集合的关系算子

常见分类:

  1. 事务型(TP):银行交易、火车票

  2. 分析型(AP):数据报表、监控表盘

  3. 混合型(HTAP)

关系模型诞生很多年后,虽然不时有各种挑战者,比如上世纪七八十年代的网状模型和层次模型,但始终仍未有根本的能撼动其地位的新模型。直到近十年来,随着移动互联网的普及,数据爆炸性增长,各种处理需求越来越精细化,催生了数据模型的百花齐放。

NoSQL的诞生

NoSQL(Non-SQL,后来有人转解为Not only SQL),是对不同于传统的关系数据库的数据库管理系统的统称。根据DB-Engines Ranking - popularity ranking of database management systems ,现在最受欢迎的NoSQL前几名为:MongoDB、Redis、ElasticSearch、Cassandra。

催动因素有:

  1. 处理更大数据集:更强伸缩性、更高吞吐量

  2. 开源免费的兴起:冲击了原来把握在厂商的标准

  3. 特化的查询操作:关系数据库难以支持的,比如图中的多跳分析

  4. 表达能力更强:关系模型约束太严,限制太多

面向对象和关系模型的不匹配

目前大多数应用程序开发都使用面向对象的编程语言来开发,这导致了对 SQL 数据模型的普遍批评:如果数据存储在关系表中,那么需要一个笨拙的转换层,处于应用程序代码中的对象和表,行,列的数据库模型之间。模型之间的不连贯有时被称为 阻抗不匹配

ORM框架可以帮我们解决这个事情,但是仍然不太方便。

换另一个角度来说,关系模型很难直观的表示一对多的关系。比如简历上,一个人可能有多段教育经历和多段工作经历。

文档模型:使用JSON和XML的天然嵌套

关系模型:使用SQL模型就将职位、教育单独拿一张表,然后在用户表中使用外键关联。

在简历的例子里,文档模型还有几个优势:

  1. 模式灵活:可以动态增删字段,如工作经历

  2. 更好的局部性:一个人的所有属性被集中访问的同时,也被集中存储。

  3. 结构表达语义:简历与联系信息、教育经历、职业信息等隐含一对多的树状关系可以被JSON的树状结构明确表达出来。

目录
相关文章
|
1月前
|
负载均衡 数据管理
ClickHouse的分布式查询流程
ClickHouse的分布式查询流程
|
2月前
|
存储 关系型数据库 数据库
【DDIA笔记】【ch2】 数据模型和查询语言 -- 多对一和多对多
【6月更文挑战第7天】该文探讨数据模型,比较了“多对一”和“多对多”关系。通过使用ID而不是纯文本(如region_id代替"Greater Seattle Area"),可以实现统一、避免歧义、简化修改、支持本地化及优化搜索。在数据库设计中,需权衡冗余和范式。文档型数据库适合一对多但处理多对多复杂,若无Join,需应用程序处理。关系型数据库则通过外键和JOIN处理这些关系。文章还提及文档模型与70年代层次模型的相似性,层次模型以树形结构限制了多对多关系处理。为克服层次模型局限,发展出了关系模型和网状模型。
37 6
|
2月前
|
SQL 人工智能 关系型数据库
【DDIA笔记】【ch2】 数据模型和查询语言 -- 文档模型中Schema的灵活性
【6月更文挑战第8天】网状模型是层次模型的扩展,允许节点有多重父节点,但导航复杂,需要预知数据库结构。关系模型将数据组织为元组和关系,强调声明式查询,解耦查询语句与执行路径,简化了访问并通过查询优化器提高效率。文档型数据库适合树形结构数据,提供弱模式灵活性,但在Join支持和访问局部性上不如关系型。关系型数据库通过外键和Join处理多对多关系,适合高度关联数据。文档型数据库的模式灵活性体现在schema-on-read,写入时不校验,读取时解析,牺牲性能换取灵活性。适用于不同类型或结构变化的数据场景。
28 0
|
2月前
|
XML NoSQL 数据库
【DDIA笔记】【ch2】 数据模型和查询语言 -- 概念 + 数据模型
【6月更文挑战第5天】本文探讨了数据模型的分析,关注点包括数据元素、关系及不同类型的模型(关系、文档、图)与Schema模式。查询语言的考量涉及与数据模型的关联及声明式与命令式编程。数据模型从应用开发者到硬件工程师的各抽象层次中起着简化复杂性的关键作用,理想模型应具备简洁直观和可组合性。
24 2
|
2月前
|
敏捷开发 存储 缓存
【DDIA笔记】【ch1】 可靠性、可扩展性和可维护性 -- 可维护性
【6月更文挑战第4天】本文探讨了Twitter面临的一次发推文引发的巨大写入压力问题,指出用户粉丝数分布是决定系统扩展性的关键因素。为解决此问题,Twitter采用混合策略,大部分用户推文扇出至粉丝主页时间线,而少数名人推文则单独处理。性能指标包括吞吐量、响应时间和延迟,其中高百分位响应时间对用户体验至关重要。应对负载的方法分为纵向和横向扩展,以及自动和手动调整。文章强调了可维护性的重要性,包括可操作性、简单性和可演化性,以减轻维护负担和适应变化。此外,良好设计应减少复杂性,提供预测性行为,并支持未来改动。
34 0
|
2月前
|
缓存 关系型数据库 数据库
【DDIA笔记】【ch1】 可靠性、可扩展性和可维护性 -- 可扩展性
【6月更文挑战第3天】可扩展性关乎系统应对负载增长的能力,但在产品初期过度设计可能导致失败。理解基本概念以应对可能的负载增长是必要的。衡量负载的关键指标包括日活、请求频率、数据库读写比例等。推特的扩展性挑战在于"扇出",即用户关注网络的广度。两种策略包括拉取(按需查询数据库)和推送(预计算feed流)。推送方法在推特案例中更为有效,因为它减少了高流量时的实时计算压力。
29 0
|
2月前
|
存储 消息中间件 缓存
【DDIA笔记】【ch1】 可靠性、可扩展性和可维护性 -- part1 可靠性
【6月更文挑战第2天】本书探讨现代数据系统,阐述其在信息社会中的关键作用,包括数据库、缓存、搜索引擎、流处理、批处理和消息队列等组成部分。随着技术发展,工具如Kafka、Spark和Redis等多功能组件使得系统设计更为复杂。面对可靠性、可扩展性和可维护性的挑战,书中强调了容错和韧性的重要性,区分了硬件故障、软件错误和人为错误,并提出了应对措施。可靠性关乎用户数据、企业声誉和生存,因此是系统设计的核心考量。
37 0
硬件开发笔记(十): 硬件开发基本流程,制作一个USB转RS232的模块(九):创建CH340G/MAX232封装库sop-16并关联原理图元器件
有了原理图,可以设计硬件PCB,在设计PCB之间还有一个协同优先动作,就是映射封装,原理图库的元器件我们是自己设计的。为了更好的表述封装设计过程,本文描述了CH340G和MAX232芯片封装创建(SOP-16),并将原理图的元器件关联引脚封装。
硬件开发笔记(十): 硬件开发基本流程,制作一个USB转RS232的模块(九):创建CH340G/MAX232封装库sop-16并关联原理图元器件