Este documento proporciona una introducción a NoSQL y MongoDB. Explica las características clave de NoSQL como esquema flexible, capacidad de manejar grandes volúmenes de datos y rendimiento. Luego describe los tres tipos principales de bases de datos NoSQL - orientadas a llave-valor, columnas y documentos - y proporciona ejemplos de cada uno. Finalmente, se centra en MongoDB explicando cómo instalarlo, guardar y consultar datos, y usar funciones como map-reduce.

1. NoSQL: MongoDB y MongoMapper

2. Patrick Aljord, David y Jorge Cuadrado

6. Tokyo Cabinet
BigTable

7. Características
Esquema libre
Distribuidas y escalables
Capacidad de manejo de
grandes volúmenes de datos
Performance/rendimiento

8. Tipos de NoSQL
Key/Value (Llave/valor)
Column-oriented (orientadas a columnas)
Document-oriented (orientadas a
documentos)

9. Key/Value
¿Qué es?
una llave
un blob
Ventajas:
muy simple para implementar
muy rapido
Útil para:
el cache(memcache)
sistema de manejo de cola (redis)
limitado para aplicaciones complejas

10. Column-oriented
¿Qué es?
utiliza tablas dinamicas
mas flexible que tablas de RDBMS
multi-dimensional
Ventajas:
el sistema de consulta se acerca al de un RDBMS
diseño de google, soporta grandes cargas
versiones
Útil para:
grandes colecciones
mapping de los datos a objetos no es natural (igual que
rdbms)

11. Document-oriented
¿Qué es?
formato json o xml
muy flexible
Ventajas:
mapea facilmente a un objeto (python, ruby, c++ etc)
Útil para:
aplicaciones web complejas
todo tipo de aplicacion que utiliza documentos y
necesita flexibilidad

12. La soluciones que aporta el NoSQL
built-in replication, master a master
Map/Reduce
mas simple de instalar (se necesita tomar un curso
para instalar a oracle o sqlserver)
casi todas son software libre, muy accesible para
todos
hecho para programadores, mas orientadas a la
programaciones (map/reduce lo entienden mejor los
programadores que los administradores de base de
datos)

13. ¿Qué es el map/reduce?
Permite procesar los datos guardados en un cluster de
computadores de forma paralela.
Sus resultados son similares a los de una función de
agregación como GROUP BY en SQL.

14. ¿Que es el map?
El map es aplicar una función sobre cada elemento de un
arreglo y retornar un arreglo con sus elementos
modificados.
Ejemplo (en ruby):
> matriz = [1,2]
> matriz.map { |n| n+2 }
=> [3, 4]

15. ¿Qué es el reduce?
Reduce es aplicar una función sobre cada elemento de un
arreglo y retornar un solo elemento. Se hace iterando sobre
cada elemento del arreglo. Cada iteracion empieza con el
valor retornado por la iteracion anterior y hace algo con
esta. Por esta razón, un reduce se debe iniciar con una
valor de entrada.
ejemplo (en ruby), con valor de entrada igual a cero:
> [1, 2, 3].reduce(0) do |sum, value|
sum + value
end
=> 6

16. Las ventajas del map/reduce
Esta hecho para poderse ejecutar en paralelo
=> Fácil de dividir en varias tareas
Todos los datos se pueden agrupar.
Probado y comprobado por los grande(google, amazon,
facebook).

17. (credit: amazon)

18. SQL-RDBMS Key/Value
Variedad de
consultas Rendimiento

19. Las principales funcionalidades
Document-oriented storage
Consultas
Modificadores atómicos
Map/Reduce
GridFS: Almacenamiento de archivos
Soporte para Full Index
Replicación & Alta Disponibilidad
Auto-Sharding

20. ¿Como instalar MongoDB?
1. Para instalar mongodb descargamos el binario
correspondiente para nuestro sistema operativo http://www.
mongodb.org/display/DOCS/Downloads
2. descomprimes el paquete y creas los directorios /data y
/data/db o C:data y C:data dependiendo de tu SO
3. para iniciar el servicio corres el binario /bin/mongod o
binmongod.exe que viene en el paquete que has
descargado en el paso 1
para un entorno de producción se debe usar un sistema
operativo de 64-bits.

21. ¿Como instalar mongodb?
Para los sistemas unix*(linux,freebsd, OSX) es recomendado
usar el sistema de paquetes de cada sistema operativo.
adicionalmente 10gen provee de paquetes oficiales para las
distribuciones Linux Debian, Ubuntu, CentOS y Fedora
http://www.mongodb.
org/display/DOCS/Ubuntu+and+Debian+packages
http://www.mongodb.
org/display/DOCS/CentOS+and+Fedora+Packages

22. ¿ Cómo se guardan los datos
en MongoDB?
Colección:
Documento:
la música que tiene
Álbum de un
el almacén
artista

23. ¿BSON?
{
nombre: "Yellow Submarine",
autor: "The Beatles",
canciones: ["Yellow Submarine", "Only A Northern Song",
"All Together Now", "Hey Bulldog",
"It's All Too Much", "All You Need Is Love",
"Pepperland", "Sea Of Time",
"Sea Of Holes", "Sea Of Monsters",
"March Of The Meanies", "Pepperland Laid Waste",
"Yellow Submarine In Pepperland" ],
genero: "Rock",
anho: 1969,
cantidad: 20
}

24. ¿Que tipos de datos se pueden
guardar en MongoDB?
ObjectID (identificador del documento)
Números(Reales y Enteros)
Arreglos
Objetos(Hash)
Binarios(Blobs)
Tiempos(UTC)
vacio(nil, null)
http://bsonspec.org/

25. ¿Cómo conectarse a mongoDB?
console: ./bin/mongo
Drivers Oficiales: Drivers Comunitarios:
C C# and .NET
C++ Clojure
Java Erlang
Javascript Go
Perl Groovy
PHP Haskell
Python node.js
Ruby Lua
LuaMongo
Scala
Scheme (PLT)
Smalltalk
http://www.mongodb.org/display/DOCS/Drivers

26. Referenciar o Empotrar
Album
{
_id: "aaa",
nombre: "Yellow Submarine",
autor: "The Beatles",
genero: "Rock",
anho: 1969,
cantidad: 20
}
Cancion
{ nombre: "Yellow Submarine", duracion: 159, album_id: "aaa" },
{ nombre: "Only A Northern Song", duracion: 204, album_id: "aaa" }
{ nombre: "All Together Now", duracion: 130, album_id: "aaa" }
{ nombre: "Hey Bulldog", duracion: 191, album_id: "aaa" }
{ nombre: "It's All Too Much", duracion: 384, album_id: "aaa"}
{ nombre: "All You Need Is Love", duracion: 231, album_id: "aaa"}

27. Referenciar o Empotrar
{
nombre: "Yellow Submarine",
autor: "The Beatles",
canciones: [ { nombre: "Yellow Submarine", duracion: 159 },
{ nombre: "Only A Northern Song", duracion: 204 },
{ nombre: "All Together Now", duracion: 130 },
{ nombre: "Hey Bulldog", duracion: 191 },
{ nombre: "It's All Too Much", duracion: 384 },
{ nombre: "All You Need Is Love", duracion: 231 },
...],
genero: "Rock",
anho: 1969,
cantidad: 20
}

28. ¿Cómo añadir y eliminar documentos a
una colección?
./mongo
> use tienda_de_musica
> album = {
nombre: "Let it be", autor: "The Beatles", canciones: [],
genero: "Rock", anho: 1970, cantidad: 10 }
> db.musica.save(album);
> db.musica.find();
{ "_id" : ObjectId("4c10a976eaa67158a0d74b4b"), "nombre":
"Let it be", "autor" : "The Beatles", "canciones" : [ ], "genero" :
"Rock", "anho" : 1970, "cantidad" : 10 }
>db.musica.remove({});
>db.musica.remove({autor: "The Beatles"})

29. ¿Como actualizar un documento?
Modificadores
db.coleccion.update( criterio_de_busqueda,
objeto_o_operadores,
[upsert?], [múltiple?])
>db.musica.update( {_id: ObjectId
("4c10a976eaa67158a0d74b4b")}, {$inc: { cantidad: -1 }});
>db.musica.update( _id: 10, $set: { cantidad: 0 }, true);
http://www.mongodb.org/display/DOCS/Updating

30. Un poco más acerca de los
modifcadores
$set y $unset: sirven para asignarle y quitarle el valor a un
campo de un documento respectivamente.
$inc: incrementan el valor asignado a un campo, solo es valido
para valores enteros.
$push,$pushAll: añaden uno o varios valores a un arreglo de
datos contenido en un campo del documento.
$addToSet: añade un valor a un arreglo si el valor no esta
repetido.
$pop, $pull, $pullAll: son operadores para borrar los valores
contenidos en un arreglo.
http://www.mongodb.org/display/DOCS/Updating

31. ¿Cómo hacer consultas en MongoDB?
Operadores condicionales para describir criterios de búsqueda:
$gt(>) $lt(<), $gte(<=), $lte(>=), $ne(!=)
>db.things.find({j : {$lt: 3}});
$exists chequea que el documento tenga o no un campo
> db.things.find( { a : { $exists : true } } );
Operadores solo para arreglos:
>db.things.find(a : {$in: x}
$in a incluye al menos un valor del arreglo x.
$nin negación de $in
>db.things.find(a : {$all: x}
$all a incluye todos los valores de x
http://www.mongodb.org/display/DOCS/Advanced+Queries

32. ¿Cómo hacer consultas en MongoDB?
WHERE
sql> select * from musica where cantidad=1;
> db.musica.find({cantidad: 1});
sql> select nombre from musica where cantidad<2;
> db.musica.find({cantidad: {$lt: 2}}, {'nombre': 1});
sql>select * from musica where name like 'The%';
>db.musica.find( { name : /^The/ } );
ORDER BY
sql> select * from musica ORDER BY anho desc;
> db.musica.find({}).sort({anho: -1});
LIMIT y OFFSET
sql> select * from musica LIMIT 10 OFFSET 5;
>db.musica.find().skip(5).limit(10)

33. ¿Cómo hacer consultas en MongoDB?
COUNT
sql>SELECT COUNT(*) FROM musica WHERE autor = "The
Beatles";
>db.musica.count({autor: "The Beatles"})
DISTINCT
sql> select distinct autor from musica;
>db.musica.distinct("autor")

34. ¿Cómo hacer consultas en MongoDB?
GROUP BY
sql>select autor, count(*) from musica where genero="rock"
group by autor
db.musica.group({key: { autor: true },
cond: { genero: "Rock" },
reduce: function(obj, prev) {
prev.csum += obj.cantidad;
},
initial: { csum: 0 }});

35. ¿Como usar map/reduce
en MongoDB?
// MapReduce esta hecho para hacer operaciones de agregaciones.
// Tomamos documentos de la coleccion Comentario:
{ text: "jajaja! buena presentacion!", author: 'eliot', votes: 2 }
// Aqui tenemos un documento Comentario con un autor, el
texto y la cantidad de votos.

36. ¿Como usar map/reduce
en MongoDB?
// Queremos calcular la cantidad de votos para cada autor de
todos los comentarios que han hecho.
var map = function() { emit(this.author, {votes: this.votes}); };
// Esto devuelve una colleccion de pares de llave valor como:
[ {"eliot", {votes: 2}}, {"eliot", {votes: 5}}, {"dwight", {votes: 3}} ]

37. ¿Como usar map/reduce
en MongoDB?
// A la funcion reduce, se manda cada llave unica y una
matriz conteniendo todos los valores para esta llave, // por
ejemplo para la llave "eliot", reduce recibe:
reduce("eliot", [{votes: 2}, {votes: 5}]);
// Teniendo eso, es fácil para cada autor obtener la suma
de todos los votos que han obtenido en todos sus
comentarios:
var reduce = function(key, values) {
var sum = 0;
values.forEach(function(doc) { sum += doc.votes; });
return {votes: sum};
};

38. ¿Como usar map/reduce
en MongoDB?
// Se ejecuta así:
var op = db.comments.mapReduce(map, reduce);
// Para obtener los resultados:
db[op.result].find(); [{ "_id" : "eliot", "value" : { "votes" : 7 }
}, { "_id" : "kbanker", "value" : { "votes" : 3 } }]

39. ¿GridFS?
Almacenamiento de archivos de todo tamaño sin
comprometer su stack.
Viene con binarios y bibliotecas
API simple: list, put, get, delete

40. Sharding
Auto-Sharding
particionamento de los datos en varios servidor
sharding por coleccion
proceso mongos (routing)
replica set

41. Sharding
http://www.mongodb.org/display/DOCS/Sharding+Introduction

42. Información Geo espacial

43. ¿Quienes usan MongoDB?
http://www.mongodb.
org/display/DOCS/Production+Deployments

44. http://mongomapper.com/
http://github.com/jnunemaker/mongomapper

46. ¿Como empezar a usar
MongoMapper?
Instalar
>sudo gem install mongo_mapper
Incluir en el proyecto Rails
agregar la la dependencia en config/environment.rb
config.gem "mongo_mapper", :version => "0.8.2", :source =>
"http://gemcutter.org"

47. ¿Como empezar a usar
MongoMapper?
Configurar la conexión a la base de datos
config/database.yml
development:
database: nombre-del-proyecto-development
host: localhost
port: 27017
test:
database: nombre-del-proyecto-test
production:
database: nombre-del-proyecto-production

48. Incluir en el proyecto Rails
Configurar la conexión a la base de datos
config/initializers/mongodb.rb
MongoMapper.setup(YAML.load_file(Rails.root.join('config',
'database.yml')), Rails.env, { :logger => Rails.logger, :passenger =>
false })

49. ¿Cómo definir un modelo?
app/model/album.rb
class Album
include MongoMapper::Document
key :nombre, String
key :autor, String
key :genero, String
key :anho, Integer
key :cantidad, Integer
key :canciones, Array
end

50. ¿Comó definir un modelo empotrado?
app/model/cancion.rb
class Cancion
include MongoMapper::EmbeddedDocument
key :name, String
key :duracion, Integer
end
app/model/album.rb
class Album
include MongoMapper::Document
...
has_many :canciones, :class_name => "Cancion"
end

51. ¿Que tipo de llaves existen?
los tipos de llaves que estan definidos en MongoMapper son:
ObjectID
String
Integer
Boolean
Array
Hash
Time
Binary
Set

52. ¿Se pueden definir nuevo tipos de
llaves?
class Point
attr_reader :x, :y
def self.to_mongo(value)...end
def self.from_mongo(value)...end
def initialize(*args)...end
end

53. ¿Cómo se definen las relaciones uno a
muchos?
class Album
...
has_many :canciones
...
end
class Cancion
...
key :album_id, ObjectID
belongs_to :album
...
end

54. ¿Cómo se definen las relaciones uno a
uno?
class Cancion
...
has_one :video
...
end
class Video
...
key :cancion_id, ObjectID
belongs_to :cancion
...
end

55. ¿Cómo se definen las relaciones
muchos a muchos?
class Cancion
...
key :album_ids, Array
many :albums, :in => :album_ids
...
end
class Album
...
key :canciones_ids, Array
has_many :canciones, :in => :canciones_ids
...
end

56. ¿MongoMapper tiene
relaciones polimorfas?
class Comment
...
key :commentable_id, ObjectId
key :commentable_type, String
belongs_to :commentable, :polymorphic => true
end
class Album
...
has_many :comments, :as => :commentable, :class_name =>
"Comment"
end

57. ¿Cómo añadir validaciones a los
modelos?
class Album
include MongoMapper::Document
key :nombre, String, :unique => true
key :autor, String, :required => true
key :genero, String, :in => ["Rock", "Pop", "Tropical"]
key :anho, Integer
key :cantidad, Integer
validates_presence_of :nombre, :message => "no ah sido
asignado"
many :canciones
end

58. ¿Qué validaciones existen en
MongoMapper?
required => boolean # necesaria
unique => boolean # unica
format => regexp # con un formato
in => array # incluida
not_in => array # excluida
length => Integer/Range/Hash # tamaño
además puedes usar la api de validatable para agregar mas
validaciónes
validates_presence_of, validates_format_of, validates_true_for,
etc
http://validatable.rubyforge.org/

59. ¿Cómo hacer consultas usando
MongoMapper?
Modelo.find(id_o_ids)
> Album.find("4c10a976eaa67158a0d74b4b")> Album.find
(["4c10a976eaa67158a0d74b4b",
"4c10a976eaa67158a0d74b4c"])
Modelo.first(criterio_opciones)
> Album.first({:genero => "Rock"})
Modelo.all(criterio_opciones)
>Album.all({:cantidad.lt => 5, :limit => 10, :order => "cantidad
asc"})
>Modelo.paginate(criterio_opciones)
Album.paginate(:per_page => 10, :page => 2, :genero
=> "Rock")

60. ¿Cómo usar los modificadores con
MongoMapper?
Modelo.<modifcador>(<criterio>, <valores>)
modificador: increment, decrement, set, unset, push, push_all,
add_to_set, pull, pull_all, pop
>Album.decrement( { :id => "4c10a976eaa67158a0d74b4b"}, {
cantidad: 1 });
>Album.add_to_set( {id: => "4c10a976eaa67158a0d74b4b"},
canciones: "Foo"});
>Album.collection.update(criteria, modificadores, opciones)
>Album.collection.update({:genero => "Rock"}, { "$inc" => {:
cantidad => 10}, "$pop" => {"canciones" : 1} }

61. ¿Preguntas?
http://nosql.shapado.com