《分布式数据库原理与应用》教学教案—01概论.pdf

分布式数据库原理与应用课程主要介绍了NoSQL数据库的起源、特性以及相关理论，旨在帮助学生理解和掌握非关系型数据库系统的基本概念、设计理论及其在大数据时代的应用。课程首先回顾了数据库的发展历程，从层次型、网络型到关系型数据库，强调了关系型数据库的优势，如易理解、易使用和易维护。然而，随着大数据时代的到来，关系型数据库面临数据量大、数据类型多样和处理速度需求高等挑战，从而引出了NoSQL数据库。 NoSQL数据库是在大数据背景下应运而生的，其特点包括无法适应动态数据结构、高并发读写性能瓶颈以及可扩展性的限制。尽管如此，NoSQL数据库因其灵活性和高性能在许多大型互联网公司中得到广泛应用，例如Google、Facebook和Amazon等。 课程中深入讲解了分布式数据库的基本概念，对比了分布式计算与集中式计算的区别，探讨了CAP理论和BASE理论。CAP理论指出，在分布式系统中，一致性、可用性和分区容错性三者不可兼得，而BASE理论则是在CAP理论基础上提出的，以牺牲一致性换取可用性的理念。此外，课程还讨论了最终一致性、因果一致性等一致性模型。 NoSQL数据库被分为键值数据库、列族数据库、文档型数据库和图形数据库四大类。键值数据库如Redis，适用于高速缓存场景；列族数据库如HBase，适用于大规模数据存储；文档型数据库如MongoDB，适合处理结构化和半结构化数据；图形数据库如Neo4j，用于处理复杂的关系网络。 通过这门课程，学生将能够理解NoSQL数据库的分类，熟悉不同类型的NoSQL数据库的特点和应用场景，以及掌握分布式数据库设计的基本原则。课后作业和课堂互动旨在巩固学生的理解和应用能力，确保他们能够充分掌握分布式数据库的核心知识。