李莉 廣東白云學院

一、引言

隨著當前我國信息技術的不斷發(fā)展和進步，其對當代人的生活和工作也帶來了非常大的改變，翻天覆地的變革產(chǎn)生的同時也隨機產(chǎn)生了很多的數(shù)據(jù)需要進行管理，從而衍生了數(shù)據(jù)庫技術、大數(shù)據(jù)技術、數(shù)據(jù)挖掘技術等先進的數(shù)據(jù)處理與管理技術，其中數(shù)據(jù)庫技術是一種較為便利和高效的數(shù)據(jù)管理工具，主要可以分為關系型數(shù)據(jù)庫和非關系型數(shù)據(jù)庫兩種技術，相對而言，關系型數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生更早，通過模型來進行數(shù)據(jù)組織，在應用范圍上較為廣泛，而非關系型數(shù)據(jù)庫在設計模式時主要采用分布式非關系型，并且不提供數(shù)據(jù)庫事務處理基本要素ACID，也具有突出的特點。

關系型數(shù)據(jù)庫通過運用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能夠結(jié)合管理目標和工作項目進行專門的設計，從形成分散獨立的數(shù)據(jù)庫方便使用，當項目進行拓展時，也能夠通過數(shù)據(jù)庫靈活使用滿足需求。但是需要注意的是，在進行數(shù)據(jù)庫選取時，必須進行預先籌劃，如果未能合理規(guī)劃，便容易造成存儲和使用過程無法保障的問題，使得數(shù)據(jù)庫的維護和拓展過程難以正常實現(xiàn)。關系型數(shù)據(jù)庫主要以數(shù)據(jù)關聯(lián)性為基礎，通常包含的數(shù)據(jù)量非常大，因此在數(shù)據(jù)查找時會消耗較多的時間，從而對使用效率產(chǎn)生一定的影響，當數(shù)據(jù)量過于龐大時，使用關系型數(shù)據(jù)庫保證效率較為困難。隨著當前互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，非關系型數(shù)據(jù)庫逐步進入人們的生活中，并得到了業(yè)內(nèi)研究者的廣泛關注和應用，特別是在規(guī)模非常龐大的社交網(wǎng)站中具有突出的應用，能夠解決關系型數(shù)據(jù)庫暴露的諸多問題，相對來說在數(shù)據(jù)庫讀寫需求較大、存儲訪問需求較多、擴展性需求較高的條件下更為適用。同時，關系型數(shù)據(jù)庫在多表關聯(lián)查詢、實時讀寫、事務一致性等方面的要求也更高，當相關網(wǎng)站難以實現(xiàn)此類條件時，便無法正確發(fā)揮其功能，因此業(yè)內(nèi)為了解決這一問題，初步探索和使用非關系型數(shù)據(jù)庫，取得了一定的應用。但是當前依然也存在一些使用中的不足，非關系型數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生較晚，加之使用多樣性和復雜性，因此也存在一定的使用難度，通常需要針對不同問題而針對性分析和設計。

二、數(shù)據(jù)庫概述

（一）數(shù)據(jù)庫特點

在信息量逐步龐大的時代背景下，傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)管理方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代化管理的需求，必須借助數(shù)據(jù)庫技術得以優(yōu)化運用。通過對大量數(shù)據(jù)信息進行結(jié)構化的處理，實現(xiàn)的管理和存儲能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)倉庫的優(yōu)化運用，因此我們可以將數(shù)據(jù)庫看作是各類數(shù)據(jù)和文件的電子化文件柜，用戶能夠便捷地進行電子文件的查找、增加、刪除、修改等操作。為了更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫相關功能，需要日常對數(shù)據(jù)庫進行常態(tài)化的管理。在進行數(shù)據(jù)庫管理前，首先需要對數(shù)據(jù)進行錄入或?qū)?，通過完整的數(shù)據(jù)結(jié)構和數(shù)據(jù)庫相關功能，實現(xiàn)后期的查詢等一系列操作，通過運用計算機技術對數(shù)據(jù)庫進行相應的管理和操作，能夠顯著提升日常辦公和使用效率，因此，數(shù)據(jù)庫技術主要應當具備如下五個特點：一是滿足數(shù)據(jù)共享的需要，要保證不同用戶在同一時間對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的讀取和寫入，通過各類接口設備的使用，能夠避免用戶大量重復數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，導致數(shù)據(jù)冗余，也能夠避免數(shù)據(jù)的不一致和不相容。二是保證數(shù)據(jù)的獨立性，如邏輯獨立性和物理獨立性等，邏輯獨立性需要數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與用戶應用程序相對獨立，使用應用程序進行修改不會對數(shù)據(jù)內(nèi)容產(chǎn)生影響；而物理獨立性主要指數(shù)據(jù)的物理結(jié)構發(fā)生變化不會影響數(shù)據(jù)的邏輯。三是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中控制，與傳統(tǒng)管理文件的方法有所不同的是，數(shù)據(jù)庫技術能夠?qū)崿F(xiàn)對文件數(shù)據(jù)的集中管理與控制，整個過程不再處于分散狀態(tài)，能夠使用更好更高效的數(shù)據(jù)模型展示數(shù)據(jù)間的關系。四是保證數(shù)據(jù)的可維護性和一致性，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)要進行適當?shù)耐暾钥刂啤踩钥刂频炔僮?，以防出現(xiàn)數(shù)據(jù)的錯誤、更新和丟失，從而保證其有效性和正確性，特別是在對一段時間周期內(nèi)進行多路存取數(shù)據(jù)，要防止用戶之間出現(xiàn)不正常交互，從而切實保障數(shù)據(jù)的安全性。五是數(shù)據(jù)庫應當具備故障恢復能力和條件，當數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯上或物理上的故障，應當能夠盡快恢復數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，防止其被破壞或產(chǎn)生毀滅性的損傷。

（二）關系型數(shù)據(jù)庫

關系型數(shù)據(jù)庫一般是在二維表數(shù)據(jù)模型的基礎上創(chuàng)建得到的。通過二維表格存放關系模型中相應的數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集合，因此將二維表稱作關系，用來表示存儲數(shù)據(jù)對象與代表之間的關系，通過行和列不同的組成形式，展現(xiàn)出多對多、一對多、一對一等不同的關聯(lián)方法，因此關系型數(shù)據(jù)庫通常是二維表互相關聯(lián)得到的綜合數(shù)據(jù)結(jié)構。SQL是一種結(jié)構化查詢語言，是進行數(shù)據(jù)庫編輯設計的語言，同時也是數(shù)據(jù)庫腳本文件，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)控制語言、數(shù)據(jù)操縱語言、數(shù)據(jù)查詢語言和數(shù)據(jù)定義語言的統(tǒng)一體，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的全部操作，從查詢到錄入到修改和刪除等全過程都可以在SQL語言的幫助下實現(xiàn)，用戶僅需為計算機提供需要操作的指令，不再需要為其設置操作的過程便可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制，從而提高了數(shù)據(jù)的獨立性，減少了用戶的工作量。在關系型數(shù)據(jù)庫中，一般采用SQL作為標準數(shù)據(jù)查詢語言，從而形成簡單易懂數(shù)據(jù)庫管理模式。在數(shù)十年的發(fā)展經(jīng)歷中，關系型數(shù)據(jù)庫形成了豐富的理論基礎和技術產(chǎn)品，是當前數(shù)據(jù)庫領域的主要組成部分，并且具有隔離性、持久性、一致性、原子性的特征，能夠解決一系列數(shù)據(jù)庫問題，因此在實際運用中非常廣泛，但是關系型數(shù)據(jù)庫由于其結(jié)構特點的限制，在進行高效擴展架構時會受到一定的影響，因此非關系型數(shù)據(jù)庫也得到了大家的關注。

（三）非關系型數(shù)據(jù)庫

業(yè)內(nèi)將非關系型數(shù)據(jù)庫也稱為NoSQL。主要是指非關系型數(shù)據(jù)庫，不僅僅依靠結(jié)構化查詢語言，通過非關系型模型中的適當設置，使其不僅能夠具有ACID的有關特性，而且能夠在關系型傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型基礎上更好地滿足互聯(lián)網(wǎng)需求，將開源免費資源更加簡單便捷地向用戶提供，一方面擁有橫縱雙向的擴展能力，在多個服務器上布置結(jié)構特性，另一方面能夠保持結(jié)構自由，使得其能夠更好地融入云計算環(huán)境，為云服務提供可能。

三、關系型數(shù)據(jù)庫和非關系型數(shù)據(jù)庫的對比

關系型數(shù)據(jù)庫與非關系型數(shù)據(jù)庫在具體使用過程中存在較大的差別，因此在各個領域應用時，需要充分考慮實際情況，并發(fā)揮出數(shù)據(jù)庫的特有優(yōu)勢。如關系型數(shù)據(jù)庫具有邏輯清晰、結(jié)構簡單的特點，便于理解。通過位表的使用能夠在表與表之間建立復雜的數(shù)據(jù)查詢結(jié)構，因此在學習時更加的便捷，同時其具有一致性和完整性的突出特點，在維護時較為方便。但是關系型數(shù)據(jù)庫同時存在結(jié)構固定、海量數(shù)據(jù)讀寫效率不足，受一致性影響嚴重的特點。

非關系型數(shù)據(jù)庫具有讀寫性高、格式靈活、數(shù)據(jù)種類多樣的特點，因其不再需要SQL進行解析，所以在擴展方面較為便捷，具有較好的數(shù)據(jù)性能。但是由于其不提供SQL支持，因此學習時具有較高的成本，并且事物處理相關功能比較欠缺。

從目前業(yè)內(nèi)情況來看，應用關系型數(shù)據(jù)庫已經(jīng)較為成熟，但是在非關系型數(shù)據(jù)庫的應用上尚顯不足。在當前民眾對數(shù)據(jù)處理相應需求不斷提升的背景下，給數(shù)據(jù)的高擴展性提出了越來越多的要求，因此，業(yè)內(nèi)亟須探索從關系型數(shù)據(jù)庫向非關系型數(shù)據(jù)庫的過渡，更好地適應不同場景的應用。

四、非關系型數(shù)據(jù)庫分類及應用場景

對于非關系型數(shù)據(jù)庫，業(yè)內(nèi)的理解有許多方式，很多人認為其可以看作數(shù)據(jù)結(jié)構化存儲方法的集合，而擺脫了嚴格意義上數(shù)據(jù)庫的概念，其應用的場景主要包括如下一些種類：

（一）基于列式的存儲

通過流的方式形成列式存儲，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲過程，同時形成快速索引，幫助便捷查找數(shù)據(jù)，通過行檢索快速匹配列值，能夠?qū)崿F(xiàn)行的重組，使得系統(tǒng)具有較高的可擴展性，操作也較為方便，此類方法對海量數(shù)據(jù)的適應性較好，能夠良好的滿足云計算的相關需求，如當前廣泛使用的Google BigTable等。

（二）鍵值對存儲

在非關系型數(shù)據(jù)庫中，最簡單的存儲方式是鍵值對存儲方式，它可以看作是一個鍵值集合，每一個鍵分別對應一個值，存儲數(shù)據(jù)類型受限制較少，既可以是數(shù)字，也可以是字符串或封裝對象，通過組件的操作可以實現(xiàn)查詢與修改的完成，從而對大量數(shù)據(jù)實現(xiàn)存放和查找，在現(xiàn)實中有很多的應用，如MemcacheDB、Redis數(shù)據(jù)庫等。

（三）文檔存儲

在進行文檔存儲時，可以采用鍵值對存儲的形式，也可以讓每個key與相應的value對應，雖然這種方式更加的復雜，但是其在文檔存儲時具有一定的優(yōu)勢，可以將特定文檔結(jié)構通過特定模式完成存儲，便于后期進行復雜計算與查詢，當前業(yè)內(nèi)的應用典型包括MongoDB、CouchDB等。

（四）圖數(shù)據(jù)庫

當數(shù)據(jù)庫所要面臨的問題與圖相關時，便涉及圖數(shù)據(jù)庫，該圖數(shù)據(jù)庫能夠給用戶提供網(wǎng)狀分布數(shù)據(jù)管理平臺，用來管理復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構，基于圖模型提供數(shù)據(jù)管理解決方案，分為開源和閉源兩種，在社交網(wǎng)絡環(huán)境中廣泛應用，如FrockDB、OrientDB等。

五、結(jié)論

在當前網(wǎng)絡信息技術不斷發(fā)展、數(shù)據(jù)規(guī)模不斷擴大、數(shù)據(jù)復雜程度不斷提升的背景下，傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫在面對新型的網(wǎng)絡環(huán)境和數(shù)據(jù)結(jié)構時，經(jīng)常表現(xiàn)出不足，因此，應當更多的探索非關系型數(shù)據(jù)庫，借助其靈活性、高性能和易拓展的特點，使數(shù)據(jù)模型得到充分的發(fā)展，更好地突出企業(yè)具備的優(yōu)勢，雖然非關系型數(shù)據(jù)庫不支持SQL語言，導致學習和使用成本有所提升，在數(shù)據(jù)完整性和一致性方面也有所不足，但是如果使用時能夠充分考慮場景特點，將關系型數(shù)據(jù)庫與非關系型數(shù)據(jù)庫合理選擇和應用，便可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，充分發(fā)揮各自的特點，使其互相之間成為補充，更好的完善數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展與應用。