图形数据库neo4j与关系据库的比较研究

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1、２０１２年１０月１５日现代电子技术Ｏｃｔ．２０１２第３５卷第２０期ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅＶｏｌ．３５Ｎｏ．２０图形数据库ＮＥＯ４Ｊ与关系据库的比较研究王余蓝（西安交通大学外国语学院，陕西西安７１００４９）摘要：为了更为全面地揭示图形数据库与关系数据库在内部机理与应用场景方面的不同，采用理论分析与实例验证相结合的方法，从模型成熟度、安全性、可扩展性３个方面进行分析对比，结果显示图形数据库更新非常方便，更新复杂度仅为关系数据库的１／４。由此可知，图形数据库在成熟度、安全性等方面劣于关系数据库，但在处理复杂数据关联方面远优于关系数据库，适合存

2、储关联关系复杂、关系动态变化等社交性数据。关键词：图形数据库；关系数据库；扩展性；ＮＥＯ４Ｊ中图分类号：ＴＮ９１９－３４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－３７３Ｘ（２０１２）２０－００７７－０３ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｇｒａｐｈｉｃｄａｔａｂａｓｅＮＥＯ４ＪａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎａｌｄａｔａｂａｓｅＷＡＮＧＹｕ－Ｌａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＦｏｒｅｉｇｎＬａｎｇｕａｇｅｓ，Ｘｉ’ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｇｒａｐｈｉｃｓｄａｔａｂａｓｅａｎｄ

3、ｒｅｌａｔｉｏｎａｌｄａｔａｂａｓｅ，ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔａｌｖａｌｉｄａｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ：ｍａｔｕｒｉｔｙ，ｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｒｅｌａｔｉｏｎａｌｄａｔａｂａｓｅｉｓ１／４ｏｆｇｒａｐｈｉｃａｌｄａｔａｂａｓｅ．Ｔｈｉｓｍｅａｎｓｔｈａｔｇｒａｐｈｉｃａｌｄａｔａｂａｓｅｉｓｉｎｆｅｒｉｏｒｔｏｒｅｌａｔｉｏｎａｌｄａｔａ－ｂａｓｅｉｎｍａｔｕｒｉｔｙａｎ

4、ｄｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｂｕｔｉｔｉｓｓｕｐｅｒｉｏｒｉｎｄｅａｌｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆｄａｔａ，ａｎｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｓｔｏｒａｇｅｏｆｓｏ－ｃｉａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ，ａｃａｄｅｍｉｃｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｏｔｈｅｒｉｎｔｅｒ－ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｄａｔａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｐｈｉｃｄａｔａｂａｓｅ；ｒｅｌａｔｉｏｎｄａｔａｂａｓｅ；ｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ；ＮＥＯ４Ｊ在实际应用中选择何种数据库与应用需求紧密相关，下０引言面将以图形数据库Ｎｅｏ４ｊ为例从产品成熟度、模型安在现代社会中，对信息的管理已经变得越来越重全、

5、可扩展三个方面与关系数据库加以比较，并为实际［１］［２］［３］要，如交通信息、文献检索、金融信息等，都需要应用中的数据库选择提供一些建议和帮助。处理大量的数据。数据库技术已成为信息系统的核心１图形数据库和基础。在数据库技术发展过程中，出现过众多的数据［４］图形数据库就是将数据存储在图（Ｇｒａｐｈ）结构模型，比较常用的有３种，分别为层次模型、图模型和［２－３］关系模型。关系模型建立在严格的数学基础上，具有较中。如图１所示是一个简单的有向无环图。其中，高的数据独立性和安全性，使用简单。关系数据库是目节点表示一个实体。例如人或商品。边表示点与点之前应用最为广泛的数据技术。

6、但是随着数据规模的膨间的连接关系，可以是有方向和无向的。如用户Ａ买胀与数据复杂性的增加，关系模型已经无法满足领域需了商品Ｂ表示Ａ→Ｂ；如果用户Ａ与用户Ｃ相互都认要，以社交网络［５－７］为例，采用关系数据库将导致数据冗识，这种关系就是双向的，表示为Ａ←→Ｃ。属性表示余，并且不能适应社交数据的动态性，也不能很好地支点和边所附带的属性。例如用户姓名、年龄等。需要注持类似“好友的好友”这样的多层复杂查询。针对数据意的是每个点或边的属性是动态可变的。间内在关系复杂且动态变化的问题，人们再次将目光转［８］向图形数据库，图形数据库能够有效的存储、管理、更［９］新数据及其内在关系，

7、并能高效执行多层复杂操作。收稿日期：２０１２－０６－１１基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１１００１６６）；陕西省教图１一个ＤＡＧ例子育厅科技专项（１１ＪＫ１０３５）；西安交通大学智能网［１０］图形数据库可以看作是结点与关系的集合，图络与网络安全教育部重点实验室开放课题（１０３０３２６）形数据库就是将数据存储在拥有属性的结点中，并用关７８现代电子技术２０１２年第３５卷系将这些结点组织起来，如图２所示。２图形数据库ＮＥＯ４Ｊ与关系数据库比较数据存储的重要目的是为了检索。图的查找与搜索可以通过遍历算法完成，根据算法，从开始结点到与２．１理论与技术成熟度之相连的结