NoSQL數據庫技術

本書全面系統地介紹NoSQL數據庫的原理、方法和技術。全書共7章，主要內容包括NoSQL數據庫概述、鍵值數據庫與Redis實例、文檔數據庫與MongoDB實例、列族數據庫與Cassandra實例、圖數據庫與Neo4j實例、圖數據科學算法等和NoSQL數據庫的安裝。 本書既可作為普通高校數據科學與大數據技術、軟件工程、電腦科學與技術等相關專業的NoSQL數據庫技術課程教材，也可作為高職院校相關課程的教材和參考書，還可供大數據技術領域的科技人員參考。

目錄

第1章緒論1

1.1數據管理概念1

1.2數據管理發展歷史1

1.2.1人工管理階段1

1.2.2文件系統管理階段2

1.2.3數據庫管理階段3

1.2.4大數據管理階段4

1.3傳統數據模型5

1.3.1層次數據模型6

1.3.2網狀數據模型6

1.3.3關系數據模型6

1.4NoSQL數據庫產生的原因8

1.4.1NoSQL數據庫的產生背景8

1.4.2NoSQL數據庫的特點9

1.5分佈式數據庫基本原理10

1.5.1基本概念10

1.5.2CAP定理15

1.5.3ACID特性15

1.5.4BASE原理16

1.6NoSQL數據庫類型16

1.6.1鍵值數據庫16

1.6.2文檔數據庫17

1.6.3列族數據庫19

1.6.4圖數據庫20

1.7NoSQL數據庫選取22

1.8本章小結23

1.9習題23第2章鍵值數據庫24

2.1鍵值數據模型24

2.1.1關聯數組24

2.1.2命名空間25

2.2鍵的設計與分區25

2.2.1鍵名設計25

2.2.2鍵的分區26

2.2.3鍵存活時間28

2.3值的類型與結構化28

2.3.1值的類型28

2.3.2值的結構化29

2.3.3值的查詢限制29

2.4鍵值數據庫的特點29

2.5Redis鍵值數據庫30

2.5.1Redis概述30

2.5.2鍵操作命令31

2.5.3字符串命令33

2.5.4哈希表命令38

2.5.5列表命令42

2.5.6集合命令47

2.5.7有序集合命令50

2.5.8事務定義命令54

2.6應用實例54

2.7本章小結57

2.8習題57第3章文檔數據庫58

3.1文檔及其描述方法58

3.1.1文檔概念58

3.1.2文檔描述59

3.2集合及其結構60

3.2.1集合概念60

3.2.2集合結構61

3.2.3無模式數據庫62

3.3文檔關系建模62

3.3.1一對多的文檔關系62

3.3.2多對多的文檔關系63

3.4文檔數據分區64

3.4.1文檔垂直分區64

3.4.2文檔水平分區 64

3.5MongoDB數據庫65

3.5.1概述65

3.5.2數據庫管理67

3.5.3集合管理68

3.5.4文檔管理69

3.5.5文檔查詢73

3.5.6文檔聚合77

3.5.7文檔索引82

3.5.8嵌入高級語言84

3.6應用實例85

3.7本章小結86

3.8習題87第4章列族數據庫88

4.1列族數據模型88

4.1.1列88

4.1.2超列88

4.1.3列族與行鍵88

4.1.4鍵空間90

4.2Cassandra集群架構90

4.2.1Cassandra特點90

4.2.2集群對等網絡91

4.2.3節點通信協議91

4.2.4提交日誌機制92

4.2.5數據復制策略92

4.3Cassandra查詢語言93

4.3.1鍵空間定義94

4.3.2列族(表)定義95

4.3.3數據更新99

4.3.4數據查詢100

4.3.5集合數據類型100

4.3.6索引定義102

4.3.7數據排序103

4.3.8聚合函數104

4.4應用實例105

4.5本章小結106

4.6習題107第5章圖數據庫109

5.1圖的基本概念109

5.1.1節點109

5.1.2邊109

5.1.3路徑110

5.1.4遍歷111

5.2圖數據模型111

5.2.1屬性圖模型112

5.2.2三元組模型113

5.2.3超圖模型113

5.3Neo4j概述114

5.3.1特點114

5.3.2免索引鄰接114

5.3.3存儲結構115

5.4Neo4j查詢語言117

5.4.1寫語句118

5.4.2讀語句126

5.4.3通用語句129

5.4.4各類函數133

5.4.5創建索引138

5.4.6模式定義139

5.4.7創建約束141

5.5應用實例142

5.6本章小結145

5.7習題145第6章圖數據科學算法庫146

6.1圖數據科學算法庫概述146

6.1.1圖結構可視化147

6.1.2命名圖創建148

6.1.3內存資源估算150

6.1.4算法執行模式151

6.2路徑查找算法152

6.2.1Dijkstra SourceTarget算法152

6.2.2Dijkstra SingleSource算法154

6.2.3A算法155

6.2.4Yen's算法158

6.3中心度算法161

6.3.1PageRank算法161

6.3.2Article Rank算法166

6.3.3Betweenness Centrality 算法167

6.4社區發現算法171

6.4.1Louvain算法171

6.4.2Label Propagation算法176

6.4.3Weakly Connected Components算法179

6.5節點相似度算法181

6.5.1Node Similarity算法182

6.5.2KNearest Neighbors算法185

6.6鏈接預測算法187

6.6.1Adamic Adar算法188

6.6.2Common Neighbors算法189

6.6.3Same Community算法190

6.7節點嵌入算法192

6.7.1FastRP算法192

6.7.2GraphSAGE算法196

6.7.3Node2Vec算法200

6.8本章小結202

6.9習題202第7章NoSQL數據庫的安裝204

7.1安裝Docker容器204

7.1.1Docker容器概念204

7.1.2在Linux上安裝Docker205

7.1.3在Windows上安裝Docker207

7.2安裝Redis鍵值數據庫210

7.3安裝MongoDB文檔數據庫212

7.4安裝Cassandra列族數據庫215

7.5安裝Neo4j圖數據庫216參考文獻219