1. MongoDB的背景和发展历程
MongoDB是一种文档型NoSQL数据库，由于其可扩展性、高可用性及强大的查询功能而备受欢迎。在2007年，10gen公司(现已改名为MongoDB公司)创建了MongoDB。而在2009年，MongoDB发布了第一个开源版本1.0。从那时起，MongoDB的用户数量与日俱增，在过去的10多年里，已发展成为一种在全球广泛使用的数据库。在2020年的DB-Engines排名中，MongoDB是排名第五的数据库。
2. 灵活的数据模型
相比传统的关系型数据库(RDBMS)而言，MongoDB具有更灵活的数据模型。在RDBMS中，数据以表格的形式存在，并且每个表格都具有特定的列。然而在MongoDB中，数据以文档的形式存储，由于文档可以包含任何类型的值，因此拓展性更好。此外，文档的结构可以动态修改。
下面是一个MongoDB存储结构的例子：
{
"_id": ObjectId("5f291f3258d837d10c1a9074"),
"name": "Alice",
"age": 25,
"address": {
"street": "Main Street",
"city": "New York",
"state": "NY",
"zip": 10001
},
"hobbies": ["reading", "traveling", "dancing"]
}
可以看出，这个例子中的文档包含一个唯一的_id属性(用于标识文档)，name和age属性表示人物的姓名和年龄。address属性是一个子文档，它包含了人物的住址信息。hobbies属性是一个数组，它存储了人物的爱好。
3. 高可用性和容错性
MongoDB具有很高的可用性和容错性。它使用分布式的架构，支持多个副本集(replica set)、自动分片(sharding)、数据备份和恢复等功能。副本集是MongoDB的一个核心概念，它是一组维护相同数据集的MongoDB服务器副本。副本集由一个主节点(primary)和多个从节点(secondary)组成，当主节点宕机时，系统会自动进行故障转移(failover)。
另外，MongoDB还支持自动分片，可以将数据集分布在不同的服务器上，从而提高系统的扩展性。当集群中增加或减少节点时，分片系统可以自动重新平衡和重新分片。
4. 大规模数据处理能力
MongoDB具有处理大规模数据的能力。它的编写和执行查询语句的速度非常快，这是因为MongoDB使用了一种称为面向文档的查询语言。此外，MongoDB还支持多种查询方式，包括范围查询、正则表达式查询和全文搜索等功能。
MongoDB还支持在数据存储时进行聚合操作，这些操作可以在多个文档上进行计算和处理，并在一个操作中返回结果。聚合操作可以用于数据分析、报告和可视化等多个方面。
下面是一个MongoDB的聚合查询的例子：
db.users.aggregate(
[
{ $group: { _id: "$gender", count: { $sum: 1 } } },
{ $match: { _id: "female" } }
]
)
上述聚合查询首先是按照性别进行分组，并且计算出每个分组的文档数。然后在其中查找性别为"female"的记录。
5. 可扩展性和开放性
MongoDB是一种开放的数据库系统，它可以与多种开发工具和语言进行兼容。此外，MongoDB还支持多种操作系统，包括Linux、Windows和macOS等。
在MongoDB中，可以使用水平和垂直扩展来扩展数据库的性能。垂直扩展是指在单个服务器上增加硬件资源，例如CPU、内存和存储容量等。而水平扩展则是指在多个物理服务器上分布数据和负载来增加性能和容错性。MongoDB的分布式扩展方式既可以在本地网络内进行，也可以在云环境中部署。
6. 总结
综上所述，MongoDB作为一种NoSQL数据库，具有灵活的数据模型、高可用性和容错性、大规模数据处理能力、可扩展性和开放性等优势，使其成为了一个备受争议的数据库系统。而在DB-Engines排名中，MongoDB排名第五，可见其在全球数据库市场中的重要地位。