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实验目的

（1）能够使用mongo shell对数据库和集合进行操作。
（2）能够使用mongo shell对文档进行插入、更新及删除操作。
（3）总结mongo shell脚本常见语法错误的调试方法。
（4）能够使用find命令查询数据库中满足指定条件的文档。
（5）熟练使用 $group $limit $match $sort $project $skip等聚合管道操作符对文档进行查询、处理及分析。
（6）能够根据需要查看、创建、删除集合中的索引。
（7）列举MongoDB内置角色的权限，并理解MongoDB内置角色的权限。
（8）掌握开启用户访问控制的方法，并能够进行用户管理操作。

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实验内容

任务一：

（1）创建数据库newdb

use newdb

（2）在数据库newdb中创建集合mycollection

db.createCollection("mycollection")

（3）在集合mycollection中插入以下数据：

{
title:”MangoDB入门学习”,
description:”MongoDB是一个NoSQL数据库”,
by:”数据库”,
tags:[MongoDB,DataBase,NoSQL]
}

db.mycollection.insertMany({title:"MangoDB入门学习",
description:"MongoDB是一个NoSQL数据库",
by:"数据库",
tags:["MongoDB","DataBase","NoSQL"]
})

（4）将标题为”MangoDB入门学习”更新为”MangoDB实践”

db.mycollection.update({title:"MangoDB入门学习"},{$set:{title:"MangoDB实践"}})

（5）删除集合mycollection中的数据

db.mycollection.remove({title:"MangoDB实践"})

（6）删除集合mycollection

db.mycollection.drop()

（7）删除数据库newdb

db.dropDatabase()

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任务二

（1）创建名称为自己姓名拼音缩写的数据库。

use xxx

（2）在以自己姓名拼音缩写命名的数据库中创建集合students。

db.createCollection("students")

（3）在集合students中插入以下数据。

db.students.insertMany([
{name:"Jim",age:NumberInt(25),email:"75431457@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(89),math:NumberInt(85),english:NumberInt(99)},country:"USA",
books:["JS","C++","EXTJS","MongoDB"]},
{name:"Tom",age:NumberInt(26),email:"214551267@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(75),math:NumberInt(77),english:NumberInt(95)},country:"USA",
books:["PHP","JAVA","EXTJS","C++"]},
{name:"Lily",age:NumberInt(24),email:"344521234@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(80),math:NumberInt(82),english:NumberInt(94)},country:"USA",
books:["JS","JAVA","C#","MongoDB"]},
{name:"李永",age:NumberInt(25),email:"214556745@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(96),math:NumberInt(94),english:NumberInt(90)},country:"China",
books:["JS","JAVA","EXTJS", "MongoDB"]},
{name:"王敏",age:NumberInt(23),email:"274524359@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(99),math:NumberInt(96),english:NumberInt(97)},country:"China",
books:["JS","C#","PHP", "MongoDB"]},
{name:"张力",age:NumberInt(22),email:"232435456@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(89),math:NumberInt(97),english:NumberInt(89)},country:"China",
books:["JS","JAVA","C++", "MongoDB"]},
{name:"朴英俊",age:NumberInt(27),email:"645434239@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(36),math:NumberInt(46),english:NumberInt(55)},country:"Korea",
books:["JS","JAVA", "EXTJS", "PHP"]},
{name:"李贞贤",age:NumberInt(24),email:"987555668@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(35),math:NumberInt(75),english:NumberInt(64)},country:"Korea",
books:["JS","C#", "EXTJS", "MongoDB"]},
{name:"李慧英",age:NumberInt(26),email:"435567778@qq.com",
score:{chinese:NumberInt(45),math:NumberInt(63),english:NumberInt(77)},country:"Korea",
books:["JS","JAVA", "EXTJS", "MongoDB"]}
])

（4）将李慧英的英语成绩修改为88。

db.students.update({name:"李慧英的"},{$set:{"score.english":NumberInt(88)}})

（5）删除姓名是李贞贤的学生信息。

db.students.remove({name:"李贞贤"})

（6）将张力的书架上的第二本书修改为“C#”。

db.students.update({name:"张力"},{$set:{"books.1":"C#"}})

（7）给王敏的成绩中添加一门课“physical”，成绩为89。

db.students.update({name:"王敏"},{$set:{"score.physical":NumberInt(89)}})

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任务三：文档简单查询

（1）统计中国学生的人数

db.students.find({country:"China"}).count()

（2）查询李姓学生的信息

db.students.find({name:/^李/})

（3）查询集合students中姓名为”王敏”的学生信息

db.students.find({name:"王敏"})

（4）查询语文成绩大于80小于95的文档

db.students.find({"score.chinese":{$gt:80,$lt:95}}).pretty()

（5）查询书架上有“MongoDB”这本书的学生的姓名和年龄

db.students.find({books:"MongoDB"},{_id:0,name:1,age:1})

（6）查询书架上有“JAVA”或“JS”书的文档

db.students.find({books:{$in:["JAVA","JS"]}})

（7）查询数学成绩小于60或大于90的学生的姓名

db.students.find({$or:[{"score.math":{$lt:60}},{"score.math":{$gt:90}}]})

（8）查询英语成绩在60到90之间的学生的信息

db.students.find({"score.english":{$gte:60,$lte:90}})

（9）查询书架上有4本书的学生的信息

db.students.find({books:{$size:4}})

（10）查询国籍是“USA”或“China”的学生的姓名

db.students.find({$or:[{country:"China"},{country:"USA"}]})

db.students.find({"country":{$in:["China","USA"]}},{name:1})

（11）查询国籍是USA并且语文成绩大于80的学生的信息

db.students.find({$and:[{country:'USA'},
{"score.chinese":{$gt:80}}]},
{name:1,country:1,"score.chinese":1})

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任务四：聚合操作

（1）查询软件技术和移动应用开发专业学生的平均年龄

db.students.aggregate([
{$match:{major:{$in:["软件技术","移动应用开发"]}}},
{$group:{_id:"$major",ageavg:{$avg:"$age"}}}
])

（2）查看计算机应用技术专业男生和女生的总学分，最高学分和最低学分

db.students.aggregate([
{$match:{major:"计算机应用技术"}},
{$group:{_id:"$sex",sum_cre:{$sum:"$credits"},
max_cre:{$max:"$credits"},min_cre:{$min:"$credits"}}}
])

（3）查询各个专业学生的平均成绩，第一个人的成绩和最后一个人的成绩

db.students.aggregate({
$group:{
_id:"$major",
avg_sco:{$avg:"$score"},
fir_sco:{$first:"$score"},
last_sco:{$last:"$score"},
}})

（4）统计各个专业的学生人数并按人数从多到少排序

db.students.aggregate([{
$group:{_id:"$major",
sum:{$sum:1}}},
{$sort:{sum:-1}}
])

（5）显示成绩排名第4和第5的学生的姓名，专业和成绩

db.students.aggregate([
{$sort:{"score":-1}},
{$skip:4},
{$limit:2},
{$project:{_id:0,name:1,major:1,score:1}}
])

（6）统计不同性别的学生姓名

db.students.aggregate({
$group:{_id:"$sex",
"name":{$push:"$name"}
}})

（7）查询年龄大于19的男生、女生人数

db.students.aggregate([
{$match:{age:{$gt:19}}},
{$group:{_id:"$sex",count:{$sum:1}}}
])

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任务五：索引操作

（1）在集合students的字段age上创建单字段索引，并指定顺序为降序

db.students.createIndex({age:-1})

（2）在集合students的字段major和字段credits上创建复合索引，指定字段major 为升序，字段credits为降序

db.students.createIndex({major:1,credits:-1})

（3）查询数据库stu中集合students的索引

db.students.getIndexes()

（4）删除集合students字段age上的单字段索引

db.students.dropIndex("age_-1")

（5）删除集合students中的所有索引

db.students.dropIndexes()

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任务六：安全与访问控制

（1）在admin数据库中创建管理员用户“useradmin”，密码为“123456”，拥有userAdminAnyDatabase角色。

use admin
db.createUser({
user:"useradmin",
pwd:"123456",
roles:[{role:"userAdminAnyDatabase",db:"admin"}]
})

（2）开启用户访问控制：修改配置文件mongod.cfg，重启MongoDB服务

security:
  authorization: enabled

（3）使用管理员账户useradmin在数据库admin中创建一个用户“sturead”，密码“123456”，并且该用户只具有stu数据库的read权限

use admin
db.createUser({
user:"sturead",
pwd:"123456",
roles:[{role:"read",db:"stu"}]
})

（4）新建连接，使用用户sturead连接数据库，并在stu数据库中创建用户“test”, 密码“123456”，使该用户具有stu数据库的readWrite权限。能否创建成功，为什么？

db.createUser({
user:"test",
pwd:"123456",
roles:[{role:"readWrite",db:"stu"}]
})

答：创建用户test失败，因为sturead用户对数据库stu只有读权限，没有管理权限。

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（5）使用管理员账户useradmin在为用户sturead添加对stu数据库的userAdmin角色。使用用户sturead连接数据库，并在stu数据库中创建用户“test”, 密码“123456”，使该用户具有stu数据库的readWrite权限。能否创建成功，为什么？

db.grantRolesToUser("sturead",[{role:"userAdmin",db:"stu"}])
use stu
db.createUser({user:"test",pwd:"123456",roles:[{role:"readWrite",db:"stu"}]})

答：可以创建成功 因为给sturead用户添加了userAdmin权限（userAdmin权限允许用户向system.users集合写入，可以对指定数据库进行创建、删除操作和管理用户）。

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（6）修改sturead用户的密码为“sturead”

db.changeUserPassword("sturead","sturead")
db.auth("sturead","sturead")

（7）删除用户sturead

use admin
db.dropUser("sturead")

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实验小结

       通过本次实验，我熟练地使用Mongo Shell对数据库，集合，文档进行增删改的操作，以及流畅使用 $group $limit $match $sort $project $skip等聚合管道操作符对文档进行查询、处理及分析。在实验过程中遇到了很多硬件或者是软件上的问题，请教老师，询问同学，上网查资料，都是解决这些问题的途径。最终将遇到的问题一一解决最终完成实验。
注意事项：
1、有疑问前，知识学习前，先用搜索。
2、熟读写基础知识，学得会不如学得牢。
3、选择交流平台，如QQ群，网站论坛等。
4、尽我能力帮助他人，在帮助他人的同时你会深刻巩固知识。