（本文阅读难度3颗星）前面的文章我们讲了物联网的架构，在数据存储和分析方面，实际上在云端的系统是一个数据密集型的应用系统。
对于整个系统来说，是通过一层一层叠加数据模型来创建的，因此数据模型可能是开发软件最重要的部分。一般分为以下几层：
1.作为一名应用程序开发人员，观测现实世界，通过对象或数据结构，以及操作这些数据结构的API来对其建模。这些数据结构往往特定与该应用。
2.当需要存储这些数据结构时，可以采用通用数据模型（例如JSON或XML文档，关系数据库中的表或图模型）来表示。
3.数据库工程师接着决定用何种内存，磁盘或网络的字节格式来表示上面的JSON/XML/关系/图形数据。数据表示需要支持多种方式的查询，搜索，操作和处理数据。
4.在更下一层，硬件工程师则需要考虑用电流，光脉冲，磁场等来表示字节。
复杂的应用程序可能会有更多的中间层，例如基于API来构建上层API，但是基本思想相同：每层都通过提供一个简洁的数据模型来隐藏下层的复杂性。这些抽象机制使得不同的人群可以高效协作，例如数据厂商的工程师和使用数据库的应用程序开发人员一起合作。
对于第2点的通用数据模型主要包括关系模型和文档模型。
关系模型的定义：关系模型是由EdgarCodd于年提出的，把数据建模为关系或者表。最著名的关系模型是SQL，数据被组织成关系（Relations），在SQL中称为表（table），其中每个关系都是元组（tuples）的无序集合（在SQL中称为行）。
在使用ER图设计数据库的概念模型之后，我们需要将概念模型转换为可以使用任何RDBMS语言（例如OracleSQL，MySQL等）实现的关系模型。
图1关系模型
文档模型的定义：文档模型将其信息存储在文档中，而不是行和列。通常，数据存储在类似于JSON（JavaScript对象表示法）的结构中。这允许以大多数开发人员熟悉的方式存储数据。它允许每条数据有效地成为对象。一个关键且重要的概念与熟悉的面向对象的编程模式紧密相关。
文档数据库中的数据可以具有动态模式。每个文档可以具有不同的字段，并且字段可以由不同的数据类型表示。在开发过程中可以轻松添加新字段，因此使其非常具有吸引力。这种灵活的动态模式功能通常可以克服无法直接执行多记录事务和JOIN操作的问题。
图2表示为JSON文档
图3一对多树状结构
进一步描述多对多的关系时：
图4多对多结构
数据库中往往有很多信息是需要共享的，如果存储在多个地方，当这些信息需要更新时，那所有的冗余副本也都需要更新，这会导致更多写入开销，并且存在数据不一致的风险，消除这种重复正是数据库规范化的核心思想。然而这种数据规范化需要表达多对一的关系（例如多个人生活在同一地区，多个人在同一个行业工作），这并不是很适合文档模型。对于关系数据库，由于支持联结操作，可以很方便地通过ID来引用其它表中的行，而在文档数据库中，一对多的树状结构不需要联结，支持联结通常也很弱。如果数据库本身不支持联结，则必须在应用程序代码中，通过对数据库进行多次查询来模拟联结。
图4展示了如何定义多对多的关系，每个虚线矩形框内的数据可以组织为一个文档，但是指向组织，学校以及其他用户的关系则需要表示为引用，并且在查询时需要联结操作。相关性使用唯一的标识符引用，该标识符在关系模型中被称为外健，在文档模型中被称为文档引用。标识符可以查询时通过联结操作或相关后续查询来解析。
支持文档数据模型的主要论点是模式灵活性，由于局部性而带来较好的性能，对于某些应用来说，它更接近于应用程序所使用的数据结构。关系模型则强在联结操作，多对一和多对多关系更简洁的表达上，与文档模型抗衡。
如果应用数据具有类似文档的结构（即一对多关系树，通常一次加载整个树），那么使用文档模型更为合适。而关系型模型则倾向于某种数据分解，它把文档结构分解为多个表，有可能使得模式更为笨重，以及不必要的应用代码复杂化。
文档模型也有一定的局限性，例如，不能直接引用文档中的嵌套项，而需要说"用户的职位列表中的第二项"。
在文档数据库中，对联结的支持不足是否是问题取决于应用程序。例如在使用文档数据库记录事件发生时间的应用分析程序中，可能永远不需要多对多关系。但是，如果应用程序确实使用了多对多关系，那么文档模型就变得不太吸引人。通过反规范化来减少对联结的需求，但是应用程序代码需要做额外的工作来保持非规范化数据的一致性。通过向数据库发出多个请求，可以在应用程序代码中模拟联结，但是这也将应用程序变得复杂，并且通常比数据库内的专用代码执行的联结慢。在这些情况下，使用文档模型会导致应用程序代码更复杂，性能更差。
大多数文档数据库不会对文档中的数据强制执行任何模式，这意味着可以将任意的健-值添加到文档中，并且在读取时，客户端无法保证文档可能包含哪些字段。我们可以用读时模式（数据的结构是隐式的，只有在读取时才解释）和写时模式（关系数据的一种传统方法，模式是显示的，并且数据库确保数据写入时都必须遵循）来定义差别。
常用的通过关系模型组织的数据库是MySQL，文档模型数据库是MongoDB。
更多的不同可以参考下表：
参考：
1.《数据密集型应用系统设计》
2.