1.2.5 新兴数据管理阶段
21世纪以来，随着网络及计算机技术的发展，各行各业走上了信息化的道路并积累了海量的数据。随着Web 2.0、物联网和云计算的兴起，微博、社交网络、电子商务、生物工程等领域的不断发展，各领域的数据呈现爆炸式的增长和积累，并超越了相应数据仓库和数据处理资源的发展，传统的关系数据库显得力不从心。如何采用新的技术和方法实现PB级至ZB级海量数据的存储和分析是当前面临的巨大挑战，这种背景下，NoSQL数据库和云数据库系统等新型的数据库管理技术逐渐成为主流。
（1）NoSQL数据库
NoSQL是指非关系型的、分布式的、不严格遵循ACID原则的一类分布式数据库管理系统。NoSQL有两种解释：一种是Non-Relational，即非关系数据库；另一种是Not Only SQL，即数据管理技术不仅是SQL，也就是说NoSQL为数据管理提供了一种补充方案。目前第二种解释更为流行。NoSQL数据库改变了关系数据库中以元组和关系为单位的数据建模方法，开始支持数据对象的多样性和复杂性。
相对于关系数据库，NoSQL数据库的主要优势体现在以下几个方面：
①易于数据的分散存储与管理。NoSQL数据库通过放弃部分复杂处理能力的方式，支持将数据分散存放在不同的服务器上，解决了关系数据库在进行大量数据写入操作时的瓶颈。
②数据的频繁操作代价低，数据的简单处理效率高。NoSQL数据库通过采用缓存技术较好地支持同一个数据的频繁处理，提高了数据简单处理的效率。
③适用于数据模型不断变化的应用场景。NoSQL数据库遵循“先有数据，后有结构”的设计模式，具有较强的应变能力。
需要注意的是，提出NoSQL技术的目的并不是替代关系数据库技术，而是对其提供一种补充方案。NoSQL数据库只应用在特定领域上，基本上不进行复杂的处理，但它恰恰弥补了之前所列举的关系数据库的不足。因此，二者之间不存在对立或者替代关系，而是互补关系。如果需要处理关系数据库擅长的问题，那么仍然首选关系数据库技术；如果需要处理关系数据库不擅长的问题，那么不再仅仅依赖于关系数据库技术，可以考虑更加适合的数据库技术，如NoSQL技术。
当前，主流的NoSQL数据库主要有4种，分别为BigTable、Cassandra、Redis、MongoDB，它们在设计理念、数据模型、分布式等方面存在着较大的区别（表1-3）。
表1-3 当前主流的NoSQL数据库
（2）云数据库
从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台计算机进行处理，必须采用云计算的分布式计算架构进行处理。所以云计算解决了大数据的运算工具问题，而对于大数据的存储，需要相应的云存储工具，云数据库可以作为一个云存储系统使用。
云数据库是指被优化或者部署到一个虚拟计算机环境中的数据库，具有按需付费、按需扩展、高可用性以及存储整合等优势。根据数据库类型一般分为关系型数据库和非关系型数据库（NoSQL数据库）。
将一个现有的数据库优化到云环境的好处如下：
轻松部署：用户能够在RDS（Relational Database Service）控制台轻松完成数据库的申请和创建，RDS实例在几分钟内就可以准备就绪并投入使用。用户通过RDS提供的功能完善的控制台，对所有实例进行统一管理。
高可靠：云数据库具有故障自动单点切换、数据库自动备份等功能，保证实例高可用和数据安全；至少提供7天数据备份，可恢复或回滚至7天内任意备份点。
低成本：RDS支付的费用远低于自建数据库所需的成本，用户可以根据自己的需求选择不同套餐，使用很低的价格得到一整套专业的数据库支持服务。当前主流的云数据库见表1-4。
表1-4 主流的云数据库
