NoSQL技术在数字资源共享平台中应用.doc

NoSQL技术在数字资源共享平台中应用 　　摘 要 本文分析了云计算环境下现有数字资源共享平台的现状，提出了NoSQL技术的解决方案，并使用MongoDB来替代传统的关系型数据库进行数据库的设计。在对系统需求分析的基础上，介绍了系统部分关键功能的实现，并通过对基本插入和查询处理的测试，比较了MongoDB和 MySQL两种数据库在性能上的差别。 【关键词】云计算 NoSQL技术 MongoDB MySQL 1 云计算环境下数据管理技术存在的问题 网络教学作为一种重要的教学改革手段，在高校教学改革中越来越受到重视。随着教学工作的不断改进，各种数字化的教学资源出现在网络课件、网络实验平台、课程教学网站、数字媒体资源系统中，它们为学生的自主学习提供巨大的支持和帮助。随着云计算技术的广泛使用，用户需要通过如计算机、笔记本、手机等多种不同的手段来访问数字化的教学资源，加上数据量的增长，现有的系统暴露出了一些问题： 1.1 系统扩展问题 现有系统的数据存储层大多建立在诸如MySQL之类的关系型数据库上。由于关系型数据库在设计时需要满足一致性和可用性，所以它很难实现系统的水平扩展，这使得关系型数据库难以满足云计算环境中数据存储和管理的要求。 1.2 数据存储问题 现有系统数据采用关系模式进行建模。关系模式下数据之间的关联关系对查询的高效性存在着一定的制约，特别是关系模式数据库对多媒体信息的处理能力比较弱。当数据量快速增长是，难以满足数据的更新和查询性能上的需求。 1.3 系统可靠性问题 现有系统的数据主要存储单个服务器上。数据的备份、恢复和管理工作往往需要人工进行干预。当服务器出现故障时，造成数据的丢失或损坏的几率较大。 2 基于NOSQL技术的系统特征 NOSQL是非关系型数据库的统称，它不使用SQL语言作为基本的?询语言。此外，NoSQL中的数据存储没有表结构，具有强大的水平扩展性。数字化教学资源一般包括文字、图片、音频、视频等形式，在实现资源的浏览和查询时并没有复杂的多表连接操作。NoSQL系统通常能支持很好的水平扩展性，当数据增长到一定规模时，可以通过简单的添加硬件或服务节点的方式来对系统进行扩展，这弥补了关系型数据库在扩展性上的不足。特别是NoSQL采用大规模集群的方式进行工作，系统可以运行在廉价的PC机上，并且允许单个或多个节点的故障，NoSQL系统可以使用复制的功能来实现数据的冗余和系统的容灾。由于NoSQL存在以上特性，因此它更适用于云计算环境下的数据管理。 3 NOSQL数据管理技术在数字资源共享平台中的应用 3.1 需求分析 设计一个云计算环境下的数字资源共享平台，将各种数字媒体资源共享给不同的用户，为学生的学习提供足够的帮助，为教师的授课提供支持，为企业与学校的合作提供渠道。数字资源共享平台下对数字资源的管理需要提供以下功能模块：资源浏览、资源检索、资源上传、资源下载、资源增删等。平台面向普通学生、教师、系统管理员、企业导师4种不同的用户，系统用例图如图1所示。 3.2 MongoDB数据库建模 MongoDB是一种面向文档的NoSQL数据库，它具有高可用性和高扩展性。针对现有资源管理系统存在的问题，使用MongoDB来替代传统的关系型数据库进行数据库的设计，能够有效地解决上述问题，并且为系统迁移到云计算环境奠定了基础。 根据需求分析，数字资源共享平台中的实体主要有资源source和用户user，内嵌文档是资源类型Type和内容来源Content。资源类型主要包含文本、图片和视频。内容来源与知识点、上传对象对应，便于检索[4]。具体设计如表1所示。 表1资源集合Source描述 字段 类型 说明 S_id String 唯一id S_name String 资源名称（索引字段） S_Provider 引用 资源提供者 S_Time long 资源创建时间 S_Count long 资源被访问的次数 S_Content 内嵌文档 文档资源内容 3.3 关键功能的实现 在系统的各个功能模块中，资源的上传和查询功能最为重要。由于文档资源数量众多且类型不同，资源写入和查询的效率对用户体验影响较大。现将资源上传和查询功能作为关键功能来处理。 3.3.1 资源上传功能 GridFS f=getGridFS（）； try{ GridFS File mongofile=f.createFile（in， source_1_1）； mongofile.put（”S_id”，document.getS_id（））； mongofile.put（”