NoSQL-Assignment

#NoSQL #Assignment #Neo4j #Mongodb

1. 什么是 NoSQL 数据库 ？

  • NoSQL数据库是不遵循RDBMS原则的数据库和数据存储，NoSQL意思是不仅仅是 SQL

2. NoSQL数据库有哪些类型？请列举并简要介绍其中几种

  • 图数据库:
    • 用于存储数据网络信息，如社交关系。
    • 如：Neo4j
  • 文档数据库:
    • 将每个键与称为文档的复杂数据结构配对。
    • 如：MongoDB
  • 键值数据库:
    • 是最简单的 NoSQL 数据库。数据库中的每个项目都以属性名称（或 "键"）的形式与其值一起存储。
    • 如：Redis
  • 列族数据库：
    • 针对大型数据集的查询进行了优化，将数据列（而不是行）存储在一起。
    • 如：Cassandra

3. 请解释关系型数据库与 NoSQL 数据库之间的主要区别

  • 关系型数据库
    • 中心化的
    • 处理密集，结构化的数据
    • 满足 ACID 性
    • 遵循 CA 原则
  • NoSQL
    • 去中心化的
    • 处理稀疏数据，半/非结构化的数据
    • 主要是查询，很少更新
    • 满足 BASE 性
    • 遵循 AP 或 CP 原则

4. 请解释 CAP 定理，并说明它在 NoSQL数据库中的重要性

  • CAP 定理（CAP Theorem）
    • 是由计算机科学家 Eric Brewer 提出的一个关于分布式数据存储系统的基本定理。该定理指出，在任何分布式数据存储系统中，无法同时完全满足以下三个特性：
      1. 一致性（Consistency）：每个客户端都有相同的数据视图。
      2. 可用性（Availability）：每个客户端始终可以读写。
      3. 分区容错性（Partition Tolerance）：系统在分布式物理网络中运行良好
  • CAP 定理在 NoSQL 数据库中的重要性
    • NoSQL 数据库的设计通常会在 CAP 定理的背景下进行权衡，以满足特定应用场景的需求：
      1. 满足CA原则：系统几乎没有或根本没有分区容错性。一致性和可用性优先
      2. 满足AP原则：一致性受到影响，但系统始终可用，并且在部分分区时也能工作
        • Cassandra, DynamoDB
      3. 满足CP原则：可用性受到影响，但一致性和分区容错性优于可用性
        • MongoDB, HBase, Redis

5. 请解释以下概念

  • a.高可用性 (High Availability)
    • 每个客户端始终可以读写，读写实时更新
  • b. 可扩展性 (Scalability)
    • 存储空间可扩展
    • 数据易于扩展
  • c. 分布式系统 (Distributed System)
    • 去中心化的系统
    • 可有数千台机器分布在世界各地

6. 请解释以下 NoSQL 数据库的特点

  • a.键值存储(Key-Value Store)
    • 简洁：数据主要采用Key-Value(KV)形式储存
    • 高速：数据驻留内存，重启时可再次加载进行使用
    • 易扩展：根据系统负载量，灵活添加或删除服务器
    • 对键可设置失效时间
  • b. 列存储 (Column Store)
    • 更好的可扩展性
    • 高可用性
    • 适合离线批量数据处理
  • c.文档数据库(Document Store)
    • 核心概念是 "文档 "的概念，它与 RDBMS 中的行相对应
    • 以某些标准格式或编码封装和编码数据，如 JSON（BSON）
    • 文档在数据库中通过代表该文档的唯一密钥进行处理
    • 将文档作为一个整体处理，避免将文档拆分为其组成的名称/值对
    • 文档是无模式的，可以是非结构的数据
  • d.图形数据库(Graph Store)
    • 面向图形
    • 一切都以边、节点或属性的形式存储
    • 每个节点和边可以有任意数量的属性
    • 节点和边都可以贴标签
    • 标签可用于缩小搜索范围

7. 请解释以下 NoSQL 数据库的适用场景， 具体到哪种数据库，为什么

  • a. 实时分析：
    • 键值数据库Redis, 支持极高的读写速度，适合需要快速响应的实时分析应用。
  • b. 大数据处理：
    • 列族数据库 Cassandra, 能够轻松地横向扩展，处理大数据量和高吞吐量的需求。
  • c. 社交网络：
    • 图数据库 Neo4J，社交网络中的数据天然适合图模型，例如用户、朋友关系、点赞、评论等。Neo4j 通过图形算法和索引，能够高效地进行复杂的关系查询和路径查找，
  • d. 物联网 loT:
    • 文档数据库MongoDB，能够处理结构化、半结构化和非结构化数据。物联网数据通常包括各种类型的传感器数据，这些数据具有高度的灵活性和多样性。MongoDB 提供了高效的存储和查询能力，支持时间序列数据的存储和分析，适合物联网应用中大量多变的数据处理需求。

8. 请描述一个实际应用场景，说明为什么选择使用 NoSQL 数据库而不是关系型数据库

  • 实际应用场景：社交媒体评论管理
    • 社交媒体评论具有大量非结构化的数据，且用户在高峰期频繁发布和查看评论，系统需要支持高并发读写操作。
    • NoSQL 数据库具有可扩展性：NoSQL 数据库（如 MongoDB、Cassandra）能够水平扩展，通过增加更多节点来处理大规模数据和高并发请求。
    • 关系型数据库通常难以应对如此大规模的数据增长和高并发需求。

9. 以下Cypher语句是否正确？否

MATCH (v:Vehicle)-[:OWNED_BY]->(p:Person)
WITH p, collect(p.name) as owners
RETURN v, owners

10. ORDER BY 是否是Cypher语句？ 是

11. 为节点添加标签会自动索引名称属性吗？否

12. 哪种说法最恰当地描述了 Cypher 中的 OPTIONAL MATCH 语句？

  • A. OPTIONAL MATCH 不是 Cypher 语句。
  • B. OPTIONAL MATCH 为 Cypher 查询提供参数占位符。它保存参数化查询，然后根据客户提供的值与图进行可选匹配。
  • C. OPTIONAL MATCH 会搜索可能存在也可能不存在的描述模式，并将模式中不存在的标识符赋值为 NULL。
  • D. 可选匹配子句将获取一组属性值，并将其与数据库中的所有节点进行可选匹配。

13. 选择下面的 Cypher 语句，删除 id 为 3563 的节点及其所有可能的连接关系？请选择所有适用的语句。

  • A. MATCH (a:Thing {id:3563}) DETACH DELETE a
  • B. MATCH (a:Thing {id:3563}) OPTIONAL MATCH (a)-[r]-() DELETE a, r
  • C. MATCH (a:Thing {id:3563}) DELETE a
  • D. MATCH (a:Thing {id:3563})-[r]-(b) DELETE a, r

14. 给定一个由标有 "人"（Person）的节点和类型为 "知道"（KNOWS）的关系连接而成的模型，请选择以下与莎拉的朋友和她朋友的朋友相匹配的语句？请选择所有适用的语句。

  • A. MATCH (sarah:Person)-[:KNOWS]->(friend:Person) WHERE sarah.name = "Sarah" RETURN friend
  • B. MATCH (sarah:Person)-[:KNOWS*1...2]->(friend:Person) WHERE sarah.name = "Sarah" RETURN friend
  • C. MATCH (sarah:Person)-[:KNOWS]->(friend:Person) OPTIONAL MATCH (friend)-[:KNOWS]->(fof:Person) WHERE sarah.name = "Sarah" RETURN friend, fof
  • D. 所有这些都是正确的。

15. 使用Neo4j中的Cypher语言创建一个热门电影/电视剧/动漫数据库，要求有至少三类标签、六个节点和两种关系

// 创建 Show 节点
CREATE (got:Show {title: "Game of Thrones"})
	
// 创建 Character 节点
CREATE (jon:Character {name: "Jon Snow"})
CREATE (dany:Character {name: "Daenerys Targaryen"})
CREATE (tyrion:Character {name: "Tyrion Lannister"})
	
// 创建 Actor 节点
CREATE (kit:Actor {name: "Kit Harington"})
CREATE (emilia:Actor {name: "Emilia Clarke"})
CREATE (peter:Actor {name: "Peter Dinklage"})
	
CREATE (kit)-[:ACTED_IN]->(got)
CREATE (emilia)-[:ACTED_IN]->(got)
CREATE (peter)-[:ACTED_IN]->(got)
	
CREATE (jon)-[:HAS_CHARACTER]->(got)
CREATE (dany)-[:HAS_CHARACTER]->(got)
CREATE (tyrion)-[:HAS_CHARACTER]->(got)
	
CREATE (kit)-[:PLAYS]->(jon)
CREATE (emilia)-[:PLAYS]->(dany)
CREATE (peter)-[:PLAYS]->(tyrion)

16. 当前NoSQL数据库产品中最热门的一种数据库是

17. MongoDB 是由 语言编写的

18. MongoDB 是一个面向集合、模式自由的文档型数据库

19. MongoDB的设计采用 水平扩展，可通过分片将数据分布在集群机器中

20. MongoDB的逻辑结构是体系结构的一种形式

21. 下列数据库中，哪个数据库不是MongoDB默认提供的

  • A. admin数据库
  • B. user数据库
  • C. config数据库
  • D. test 数据库

22. 下列说法中，关于MongoDB文档说法正确的是？

  • A. MongoDB单个文档大小上限为64MB
  • B. 文档的值只可以是字符串类型
  • C. 文档中可以有重复的键
  • D. 不建议自定义_id键

23. 简述MongoDB数据库的优势

  • 易用性：灵活的文档模型。JSON格式简单易学
  • 支持高性能访问数据。存储引擎是文档型数据库的核心组件。
  • 可扩展性：支持大数据分布式存储，服务能力水平可横向弹性扩展
Table Of Contents
NoSQL-Assignment
1. 什么是 NoSQL 数据库 ？
2. NoSQL数据库有哪些类型？请列举并简要介绍其中几种
3. 请解释关系型数据库与 NoSQL 数据库之间的主要区别
4. 请解释 CAP 定理，并说明它在 NoSQL数据库中的重要性
5. 请解释以下概念
6. 请解释以下 NoSQL 数据库的特点
7. 请解释以下 NoSQL 数据库的适用场景， 具体到哪种数据库，为什么
8. 请描述一个实际应用场景，说明为什么选择使用 NoSQL 数据库而不是关系型数据库
9. 以下Cypher语句是否正确？否
10. ORDER BY 是否是Cypher语句？ 是
11. 为节点添加标签会自动索引名称属性吗？否
12. 哪种说法最恰当地描述了 Cypher 中的 OPTIONAL MATCH 语句？
13. 选择下面的 Cypher 语句，删除 id 为 3563 的节点及其所有可能的连接关系？请选择所有适用的语句。
14. 给定一个由标有 "人"（Person）的节点和类型为 "知道"（KNOWS）的关系连接而成的模型，请选择以下与莎拉的朋友和她朋友的朋友相匹配的语句？请选择所有适用的语句。
15. 使用Neo4j中的Cypher语言创建一个热门电影/电视剧/动漫数据库，要求有至少三类标签、六个节点和两种关系
16. 当前NoSQL数据库产品中最热门的一种数据库是
17. MongoDB 是由 语言编写的
18. MongoDB 是一个面向集合、模式自由的文档型数据库
19. MongoDB的设计采用 水平扩展，可通过分片将数据分布在集群机器中
20. MongoDB的逻辑结构是体系结构的一种形式
21. 下列数据库中，哪个数据库不是MongoDB默认提供的
22. 下列说法中，关于MongoDB文档说法正确的是？
23. 简述MongoDB数据库的优势