存储与数据库

存储系统

存储系统是指用于存储和管理数据的硬件设备和软件系统的组合。它提供了持久性的数据存储和读写功能，并支持对数据的访问、保护和管理。存储系统可以是独立的设备，也可以是集成在计算机系统或网络环境中的一部分。

存储系统的主要功能包括：

• 数据持久性：存储系统能够将数据保存在非易失性介质（如硬盘、固态驱动器等）中，以确保数据在计算机断电或重启后仍然可以被访问和恢复。
• 数据访问：存储系统可以按需读取和写入数据，允许应用程序和用户通过适当的接口（如文件系统、数据库接口等）对数据进行读写操作。
• 数据保护：存储系统提供数据的冗余和备份机制，以确保在存储设备故障或数据损坏时能够进行数据恢复，并保护数据的完整性和可用性。
• 数据管理：存储系统提供了对存储数据的管理功能，例如数据的组织、索引、压缩、加密等，以便更好地满足数据的访问和使用需求。
• 存储容量扩展：存储系统能够扩展存储容量，以适应不断增长的数据量需求。这可以通过添加更多的存储设备，或使用分布式存储系统来实现。

常见的存储系统包括磁盘阵列（如 RAID）、网络存储（如存储区域网络 SAN 和网络附加存储 NAS）、对象存储、云存储等。存储系统的选择取决于应用场景的要求，如性能、容量、可靠性、成本等因素的权衡。一个优秀的存储系统能够提供高性能、可靠性、可扩展性和易管理性，从而满足不同应用对数据存储的需求。

将数据从应用程序存储到存储介质通常涉及以下几个步骤：

• 数据写入缓冲区：当应用程序需要将数据存储到存储介质时，首先将数据写入到一个临时的缓冲区。缓冲区可以是内存中的一块空间或者操作系统提供的临时文件。
• 文件系统管理：数据在缓冲区中后，操作系统通过文件系统管理这些数据。文件系统负责将数据组织成文件，并分配存储空间给文件。它还维护了文件的元数据信息，如文件名、大小、权限等。
• 存储设备访问：一旦数据被写入文件系统，操作系统将使用相应的驱动程序和协议与存储介质进行交互。对于硬盘等传统存储介质，操作系统会将数据划分为块并通过磁盘驱动器将这些块写入磁盘。对于固态驱动器（SSD）等新型存储介质，操作系统可能使用不同的接口和命令进行数据写入。
• 数据持久性：一旦数据被写入存储介质，它将保持在存储介质上，即使计算机断电或重启。这是存储介质的一项关键功能，确保数据的持久性和可靠性。

数据库

关系型数据库和非关系型数据库的区别

关系型数据库（Relational Database）和非关系型数据库（Non-Relational Database）是两种常见的数据库类型，它们在数据组织、数据模型、查询语言以及适用场景等方面存在一些区别。

关系型数据库：

• 数据组织：关系型数据库使用表格（表）来组织数据，表由行（记录）和列（字段）组成，每个表都具有固定的结构。
• 数据模型：关系型数据库采用结构化数据模型，通过定义表之间的关系（外键）来建立关联。
• 查询语言：关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）进行数据查询和操作。
• 数据一致性和完整性：关系型数据库提供事务支持，能够保证数据的一致性和完整性。
• 强大的查询能力：通过 SQL 查询语言的丰富功能，关系型数据库可以进行复杂的数据查询和分析。
• 数据一致性：关系型数据库注重数据一致性，使用 ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）特性来确保数据的可靠性。

非关系型数据库：

• 数据组织：非关系型数据库使用不同的数据模型（如键值对、文档、列族、图等）来组织数据，没有固定的表结构。
• 数据模型：非关系型数据库采用非结构化或半结构化数据模型，对数据存储灵活且没有固定的关系定义。
• 查询语言：非关系型数据库使用不同的查询语言或接口来操作数据，如MongoDB使用的是基于文档的查询语言。
• 可扩展性和分布式能力：非关系型数据库通常具备较好的可扩展性和分布式能力，适合处理大规模数据和高并发访问。
• 灵活的数据模型：非关系型数据库允许动态地添加新的字段或属性，适应数据模式变化的需求。
• 高性能：由于非关系型数据库不需要复杂的关系查询，因此通常可以获得更高的读写性能。

选择关系型数据库还是非关系型数据库需要根据实际需求进行评估。关系型数据库适用于需要强大的事务支持、复杂查询和数据一致性要求较高的场景，而非关系型数据库适用于大规模数据、高性能、灵活性要求较高的场景。

结构化数据管理

给定一条用户注册数据后，数据库将写入关系型数据库以表形式管理；经典存储将写入文件，自行定义管理结构。从结构化数据管理的角度来看，数据库提供了更高级和全面的功能，包括数据关系管理、查询语言、安全性和高级特性等，使得结构化数据的管理更为方便和可靠。经典存储则较为简单，需要开发人员自行处理数据关系和操作，功能受限。因此，在需要对结构化数据进行复杂管理和查询的场景下，数据库是更为合适的选择。

因此，通过上述特性可以凸显出数据库支持「事务」的优越性。 事务具有:
● A(tomicity),事务内的操作要么全做，要么不做
● C(onsistency),事务执行前后，数据状态是一致的
● I(solation)，可以隔离多个并发事务，避免影响
● D(urability)，事务一旦提交成功，数据保证持久性

复杂查询能力

如果写入数据之后，想做很复杂的查询怎么办?
比如Example:请查询出名字以xiao开头，且密码提示问题小于10个字的人，并按性别分组统计人数 数据库方法：