MySQL数据库应用项目教程 教案 项目7 走进 NoSQL 教案.docx

项目名称

项目七走进NoSQL

教学内容

NoSQL的简介、典型的应用场景，NewSQL概念，NoSQL数据库的相关技术、数据存储模式和相对应的数据库；HBase的数据模型、拓扑结构及HBase的操作；MongoDB的文档和集合、集群架构、存储引擎等，以及MongoDB的操作。

授课时间

授课学时

教学目标

学习目标

1.了解NoSQL的定义、特点，以及它与关系型数据库间的关系。

2.了解NoSQL常见的存储模式。

3.掌握HBase的基本数据模型和拓扑结构。

4.了解MongoDB的技术原理。

技能目标

1.会根据工作场景选择比较适合的NoSQL软件。

2.会在HBaseShell环境中进行基本操作和数据备份、恢复。

3.会在MongoDBShell环境中进行基本操作和数据备份、恢复。

素养目标

1.通过学习不同数据库，培养辩证的思维方式和正确的价值观。

2.了解NoSQL的发展，树立正确的历史观。

学情分析

通过对本项目的学习，了解NoSQL数据库的相关技术、数据存储模式和相对应的数据库；掌握HBase的数据模型、拓扑结构及HBase的操作；熟悉MongoDB的文档和集合、集群架构、存储引擎等，以及MongoDB的操作。学习本项目有助于帮助学生加深对数据库的了解。

教学方法

学生通过课前预习、查阅资料，课堂上紧跟着老师的思路，对老师的演示要熟记，课后练习提升、反思总结等方法进行本章节的学习，有电脑条件的学生可以根据在课堂上所学习的内容，反复的操作实践验证；实训课上要加强训练，不懂的问题及操作过程，及时的向老师询问或是同学之间相互讨论。

教学媒介

教材、配套的PPT课件、多媒体教案等

教学过程

教学环节

教学内容

教学引入

随着互联网的不断发展，各种类型的数据库层出不穷。虽然关系型数据库已经在业界的数据存储方面占据了不可动摇的地位，但是它在应用中存在扩展困难、读写慢、成本高和容量受限等问题。为了解决这些问题，出现了新的“NoSQL”数据库类型。该类型的数据库，在设计上非常关注数据的高并发读写和海量数据存储等问题，与关系型数据库相比，在架构和数据模型方面做了“减法”，而在扩展和并发等方面做了“加法”

教授新知

一、明确教学目标

二、教学内容“走进NoSQL”

7.1初识NoSQL

7.1.1认识NoSQL

1.NoSQL的简介

主要特点包括容错性、伸缩性、访问效率(可用性)。

2.NewSQL的概念

NewSQL的两个特点：

(1)NewSQL仍缺乏一个权威的定义，其归类也比较模糊。

(2)缺少知名度较高的NewSQL产品。

3.NoSQL的典型应用场景

(1)海量日志数据、业务数据或监控数据的管理和查询。

(2)特殊的或复杂的数据模型的简化处理。

(3)作为数据仓库、数据挖掘系统或OLAP系统的后台数据支撑。

4.NoSQL数据库的相关技术

NoSQL数据库一般基于分布式系统实现数据的管理与查询。

(1)分布式数据处理。

(2)时间同步服务。

(3)布隆过滤器。

7.1.2NoSQL的数据存储模式和相对应的数据库

NoSQL的数据存储模式主要涉及在数据库中存放数据的逻辑结构，基本的数据读写、修改、删除等操作。

1.列存储模式和列族数据库

2.文档存储模式和文档数据库

3.键值对存储模式和键值数据库

4.图存储模式和图数据库

7.2走进HBase

7.2.1认识HBase

1.HBase的数据模型

HBase采用的是一种面向列加键值对存储模式，键值对的实际存储格式如下图：

2.HBase的拓扑结构

HBase节点采用了主/从式的拓扑结构，其主要组件包括一个主节点和若干个从节点。HBase的典型架构如下图：

3.水平分区原理

7.2.2操作HBase

1.查看HBase的基本信息

显示当前HBase的版本号：hbase(main):020:0version

显示各主节点的状态：hbase(main):021:0status

显示当前用户名：hbase(main):022:0whoam

退出HBaseShell模式：hbase(main):025:0exit

2.表和列族操作

HBase的表结构只有表名和列族两项内容。在HBaseShell中数据表和数据的读写等基本操作

(1)创建数据表。

(2)查看表名列表、数据表的信息等。

(3)修改表结构。

(4)删除数据表。

3.数据更新

(1)数据插入。使用put命令可以实现单条数据的插入和修改。

(2)数据更新。执行put命令，则视为数据更新。

(3)数据删除。

(4)计数器。使用incr命令可以将