1. MongoDB的概述
MongoDB是一个开源的高性能、无模式（schemaless）的NoSQL（不仅仅是SQL）文档数据库，它以JSON（JavaScript Object Notation） 格式存储数据，支持磁盘存储、分布式文件存储、负载均衡等特性。与传统关系型数据库不同，MongoDB不需要预定义表结构，因此更加适用于数据结构不确定、数据量巨大、变化频繁的应用场景。MongoDB的应用领域非常广泛，从大数据应用到入门级Web应用都有应用。
1.1 MongoDB与传统关系型数据库的比较
与传统的关系型数据库相比，MongoDB不遵循SQL结构，而是使用基于BSON（Binary JSON）的MongoDB Query Language（MQL）查询语言。因此，MongoDB很容易扩展、加快数据查询、提高数据库的弹性。
相对于传统的数据库系统，MongoDB有以下优点：
更好的扩展性：MongoDB的横向扩展非常容易，可以添加更多的服务器和分区，只需要声明更多的复制集或分片。
更好的灵活性：MongoDB是schemaless数据库，因此可以灵活地构建不同结构、不同类型的文档。
更好的性能：MongoDB同时支持关系数据库的join操作和NoSQL的Map/Reduce操作，因此可以应对多种复杂数据操作。
更低的成本：MongoDB不需要大量的预定义结构，也不需要索引，其存储资源受到限制，因此成本相对较低。
1.2 MongoDB的文档模型
MongoDB中的数据存储采用的是文档模型，也就是将数据存储成一个个类JSON的文档。文档是MongoDB中最小的数据单元，一个文档可以包含一个或多个字段，不同的文档可以包含不同的字段集合。
{
"_id": ObjectId("5fc5ad25754b7ca10af0ac0f"),
"title": "MongoDB的基础知识简介",
"description": "本文主要介绍MongoDB的基础知识，包括MongoDB的概述、文档模型、数据存储模式、查询、索引等内容。",
"author": "小明",
"create_time": ISODate("2021-05-01T00:00:00Z"),
"tags": ["MongoDB", "NoSQL", "数据库"],
"read_num": 1000
}
上面的代码是一个MongoDB的文档示例，包含了_id、title、description、author、create_time、tags和read_num等字段，其中_id是文档的唯一标识符。MongoDB的查询语言MQL可以通过文档中的字段和值来查询文档，比如：
db.articles.find({tags: "MongoDB"})
上面的代码将查询tags包含MongoDB的所有文档。
2. MongoDB的数据存储模式
MongoDB存储数据有两种方式：单个文档模型（Single Document Model）和关联文档模型（Embedded Document Model）。
2.1 单个文档模型
单个文档模型是MongoDB最常用的存储方式，一个文档即表示该条数据。这种数据模型对于数据规范不高的业务，比如日志、用户行为数据等非结构化数据，效果非常好，但是对于一些复杂的业务，单纯的单文档模型显然存在一些不足。
{
"_id": "001",
"name": "Apple",
"price": 10,
"stock": 100
}
上面的代码就是一个单个文档存储一个商品的信息，该文档可以表示一组数据，从而减少了多文档间的join操作。
2.2 关联文档模型
关联文档模型则是使用嵌套关联的方式存储数据，即当一个文档中的一个字段是其他数据的主键时，可以将该字段作为嵌套数据存储在文档中。这种数据模型适合嵌套层数较少的业务类型。
{
"_id": "001",
"name": "Apple",
"properties": {
"price": 10,
"stock": 100
}
}
上面的代码就是一个关联文档存储商品信息，将price和stock作为嵌套数据存储在properties字段中。
3. MongoDB的查询与索引
MongoDB支持各种查询条件，使用find方法查询文档时可以加入各种条件进行筛选。
3.1 查询操作
查询操作的语法结构如下：
db.collection.find(query, projection)
其中，query表示查询条件，projection表示投影条件。查询条件可以使用各种条件表达式、正则表达式、范围表达式等。投影条件用于控制查询返回的结果，可以指定要返回哪些字段，哪些字段不返回等。
3.2 索引操作
在MongoDB中，通过创建索引可以提高查询效率。MongoDB支持多种类型的索引，如单键索引、多键索引、文本索引、地理位置索引等。
创建索引的语法如下：
db.collection.createIndex(index, options)
其中，index表示索引的键，options表示索引的参数。索引参数包括索引名称、是否唯一、排序方式等。创建索引可以在查询文档时提高效率，查询语句如下：
db.collection.find(query).sort({}).limit()
可以在查询语句中加入sort方法进行排序，加入limit方法进行限制。
总结
MongoDB是一个高性能、无模式、schemaless的NoSQL文档数据库，适用于数据结构不确定、变化频繁、数据量巨大的应用场景。MongoDB采用文档模型存储数据，数据存储模式可以是单个文档模型和关联文档模型。MongoDB支持各种查询条件和多种类型的索引，通过创建索引可以提高查询效率，使查询过程更加高效。