关系型数据库(RDBMS)和非关系型数据库(NoSQL)

关系型数据库擅长处理复杂关系和事务,而非关系型数据库更适合高并发、分布式存储和灵活的非结构化数据场景。

1. 请简单阐述一下关系型数据库和非关系型数据库的定义。
  • 关系型数据库(RDBMS):

    • 是一种基于表结构的数据存储系统,数据以行和列的方式组织,表与表之间通过“关系”进行关联。
    • 通过标准的 SQL(Structured Query Language)进行数据管理。
    • 典型的例子有:MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server
  • 非关系型数据库(NoSQL):

    • 是一种不采用传统表结构的数据存储系统,支持灵活的数据模型,如键值对、文档、列族或图结构。
    • 适用于大数据、高并发、非结构化或半结构化数据存储。
    • 典型的例子有:MongoDB(文档型)、Redis(键值型)、Cassandra(列族型)、Neo4j(图数据库)。
2. 关系型数据库的主要特点是什么?非关系型数据库又有哪些与之不同的关键特性?
  • 关系型数据库的主要特点:

    1. 结构化数据:数据存储在表格中,具有严格的行列结构。
    2. ACID特性:支持事务,确保数据的原子性、一致性、隔离性和持久性。
    3. 强关系支持:通过主键、外键和索引实现表间关系。
    4. 标准化查询:支持标准 SQL 语句。
    5. 适合复杂查询:对关系复杂、需要多表联结的应用表现良好。
  • 非关系型数据库的关键特性:

    1. 灵活数据模型:支持键值对、文档、列族或图等模型,适合非结构化或半结构化数据。
    2. 高性能和高扩展性:支持高并发读写,易于水平扩展。
    3. 无固定模式:数据结构可以动态变化,无需严格定义模式。
    4. 弱一致性:优先保证数据的可用性和分区容错性(CAP 定理)。
    5. 适合特定场景:如实时分析、缓存、大规模数据存储等。
3. 举例说明什么是关系型数据库,什么是非关系型数据库。
  • 关系型数据库示例:

    • 表格结构存储:

      - Users Table: 
      +----+---------+-------------+ 
      | ID | Name | Email | 
      +----+---------+-------------+ 
      | 1 | Alice | alice@mail | 
      | 2 | Bob | bob@mail | 
      +----+---------+-------------+
      

      示例数据库:MySQL、PostgreSQL、Oracle。

  • 非关系型数据库示例:

    • 文档型存储(MongoDB 示例):

      { "_id": 1, "name": "Alice", "email": "alice@mail", "orders": [ { "id": 101, "amount": 300 }, { "id": 102, "amount": 150 } ] 
      }
      
    • 示例数据库:MongoDB、Redis、Cassandra。

4. 请解释一下关系型数据库中的“关系”一词的含义。

在关系型数据库中,“关系”是数学中关系的一个实现形式,指的是表(Relation)。表由若干行(Row)和列(Column)组成,其中:

  • 行表示记录(Record)。
  • 列表示属性(Attribute)。
  • 表与表之间通过外键建立关联,从而构成数据库的关系网络。
5. 对比关系型数据库和非关系型数据库的数据模型,它们在数据存储和组织方式上有哪些根本差异?
方面关系型数据库非关系型数据库
数据结构表格(行与列)键值对、文档、列族、图结构等
模式(Schema)固定模式,需先定义表结构无固定模式,数据结构灵活
关系支持表间通过主键、外键建立关系无内置关系支持,需通过应用层实现
查询语言SQL多样化,如 JSON 查询、键值操作
扩展性垂直扩展(Scale-up)水平扩展(Scale-out)
6. 关系型数据库的表结构和非关系型数据库(如文档型数据库)的文档结构在数据表示上各有什么优劣?
对比维度关系型数据库的表结构非关系型数据库的文档结构
数据存储方式结构化存储,强制定义表的列和类型半结构化存储,自由定义文档内容
灵活性低,需提前定义模式;模式变更复杂高,字段和结构可以动态调整
查询能力强,支持复杂的联结、多条件查询灵活,适合嵌套和层级数据,但复杂查询性能可能较低
性能适合事务和一致性要求高的场景适合高并发和海量数据存储
开发便捷性需要严格遵循模式和关系设计更贴近开发者的思维,易于存储复杂嵌套对象

巧合是上帝默默操控世界的方式。

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