La maggior parte dei database sono classificati come relazionali o non relazionali. I database non relazionali sono anche noti come "NoSQL", che sta per Not Only SQL, e la differenza fondamentale tra loro è il modo in cui memorizzano le informazioni. Un database non relazionale memorizza i dati in un formato non tabulare ed è più versatile rispetto ai tipici progetti di database relazionali basati su SQL. Non aderisce al tipico modello relazionale fornito dai sistemi di gestione di database relazionali. Qui capirai come funziona un database non relazionale con esempi, così come i diversi tipi.
Cos'è un database non relazionale?
I database non relazionali (noti anche come database NoSQL) differiscono dai database relazionali standard in quanto i loro dati sono archiviati in un formato non tabulare. Un documento può essere abbastanza completo includendo anche una varietà di diversi tipi di informazioni in vari formati. I database non relazionali sono molto più flessibili dei database relazionali grazie alla loro capacità di ingerire e organizzare molti tipi di informazioni contemporaneamente.
I database non relazionali vengono spesso utilizzati per organizzare grandi quantità di dati complessi e diversificati. Un grande negozio, ad esempio, potrebbe avere un database in cui ogni cliente ha il proprio documento con tutte le sue informazioni, dal nome e indirizzo alla cronologia degli ordini e ai dati della carta di credito. Nonostante i diversi formati, tutte queste informazioni possono essere salvate nello stesso documento.
I database non relazionali sono spesso più veloci poiché una query non deve esaminare più tabelle per ottenere una risposta, come fanno spesso i database relazionali. I database non relazionali sono quindi adatti per l'archiviazione di dati in rapida evoluzione o per applicazioni che gestiscono un'ampia gamma di tipi di dati. Possono essere utilizzati per supportare applicazioni in rapido sviluppo che richiedono un database dinamico in grado di cambiare rapidamente e accogliere enormi quantità di dati complicati e non strutturati.
Quando inizi un progetto, valuta le differenze tra un database relazionale e non relazionale per acquisire una migliore conoscenza della migliore soluzione per il progetto. Puoi anche pensare ad applicazioni distinte per entrambi e quando sceglieresti l'una rispetto all'altra.
Tipi di database non relazionali
Il termine "database non relazionale" si riferisce in realtà a quattro tipi distinti di database. I quattro tipi sono i seguenti:
#1. Database grafico
Ogni pezzo di dati viene conservato come un nodo e le relazioni tra i nodi, note come bordi, sono ugualmente importanti. I database a grafo sono particolarmente adatti per valutare un vasto volume di punti dati apparentemente non collegati e scoprire i collegamenti tra tali punti. Alcune applicazioni includono società finanziarie che devono rilevare le frodi, operatori sanitari che devono comprendere meglio la progressione della malattia e, naturalmente, social network che devono gestire le interazioni degli utenti.
#2. Negozio di valori chiave
Ogni elemento di dati ha una chiave distinta che corrisponde a un valore. La struttura di questo database è concettualmente abbastanza simile a un oggetto Javascript oa un dizionario Python. I database di valori-chiave sono spesso piuttosto veloci; li usiamo per archiviare dati che potrebbero essere piuttosto diversi e privi di qualsiasi tipo di schema. Poiché i database chiave-valore hanno una latenza così bassa, sono ideali per la memorizzazione nella cache, l'accodamento dei messaggi e la gestione dei profili utente, per citare alcune applicazioni. I database chiave-valore più diffusi includono Redis e Amazon DynamoDB.
#3. Negozio orientato ai documenti
I database di documenti sono probabilmente i più versatili di questi quattro. Ogni pezzo di dati viene salvato come documento, solitamente in formato JSON, con le chiavi disponibili per l'interrogazione. Ogni documento può avere una forma unica. Inoltre ogni documento può avere una struttura distinta, ma c'è anche la possibilità di formare raccolte di documenti. Queste raccolte possono essere strutturate gerarchicamente, consentendo query relazionali senza sacrificare la flessibilità.
I database di documenti vengono utilizzati in una varietà di contesti, inclusi i carrelli della spesa online, i giochi e la gestione dei contenuti. I database orientati ai documenti come MongoDB e Amazon DynamoDB sono esempi ben noti. Poiché Amazon DynamoDB è un ibrido, è classificato sia come database chiave-valore sia come database orientato ai documenti.
#4. Database a colonne larghe
Ogni punto dati viene salvato in una struttura simile a una tabella. I database relazionali sono i più simili ai database a colonne larghe. Tuttavia, i dati possono essere non strutturati e non è necessario che seguano uno schema rigoroso. I database a colonne larghe sono un incrocio tra un valore-chiave e un database relazionale. A ogni elemento di dati viene assegnata una chiave univoca che corrisponde a un insieme di tipi di colonna che possono differire da riga a riga.
Quando è presente un numero elevato di punti dati con diversi tipi di colonne, viene generalmente utilizzata questa forma di database. I record di un dispositivo IoT, ad esempio, conterranno voci frequenti ma potenzialmente vari tipi di dati. Cassandra e HBase sono importanti alternative di database a colonne larghe.
I vantaggi dell'utilizzo di un database non relazionale
Le applicazioni odierne acquisiscono e memorizzano enormi quantità di dati di clienti e utenti sempre più complicati. Naturalmente, il valore di questi dati per le imprese risiede nel loro potenziale analitico. L'utilizzo di un database non relazionale può rivelare modelli e valore anche in enormi quantità di dati disparati.
I database non relazionali presentano vari vantaggi, tra cui:
#1. Organizzazione di enormi set di dati
I database non relazionali, nell'era dei Big Data, non solo possono archiviare grandi quantità di informazioni, ma possono anche interrogare facilmente grandi set di dati. I database non relazionali presentano vantaggi significativi in termini di scalabilità e velocità.
#2. Estensione del database adattabile
I dati non sono fissi. Man mano che vengono raccolti più dati, un database non relazionale può assorbire questi nuovi punti dati, arricchendo il database esistente con nuovi livelli di granularità anche se non si adattano ai tipi di dati dei dati precedentemente esistenti.
#3. Diverse strutture di dati
I dati raccolti dagli utenti oggi assumono molte forme, che vanno da numeri e stringhe a materiale fotografico e video e cronologia dei messaggi. Un database deve essere in grado di memorizzare questi vari formati di informazioni, comprenderne le relazioni ed eseguire query dettagliate. I database non relazionali possono combinare diversi tipi di informazioni nello stesso documento indipendentemente dal formato in cui sono archiviati.
#4. Adatto al cloud
Un database non relazionale può essere estremamente grande. Inoltre, poiché possono svilupparsi in modo esponenziale in alcune situazioni, richiedono un ambiente di hosting in grado di crescere ed espandersi con loro. A causa della sua intrinseca scalabilità, il cloud è una casa adatta per i database non relazionali.
Qual è la differenza tra un database relazionale e un database non relazionale?
Per comprendere ulteriormente cos'è un database non relazionale, definire prima un database relazionale. I database relazionali sono un tipo di archiviazione dei dati che richiede che ciascun elemento di dati sia organizzato in un modo specifico (di solito utilizzando tabelle, come nel nostro ipotetico foglio di calcolo del gelato sopra). Ogni pezzo di dati è analogo a una riga in un foglio di calcolo, in cui definiamo i tipi di colonna in anticipo e normalizziamo i dati, in modo che ogni riga abbia una voce o un valore nullo per ogni colonna.
Ogni tipo di dati in un database relazionale richiede la propria tabella. Un hotel, ad esempio, avrebbe un tavolo per gli ospiti e un altro per le prenotazioni. Ogni voce nella tabella degli ospiti conterrebbe un insieme identico di proprietà, come guest_ID, nome e indirizzo. Nel frattempo, ogni record di prenotazione nella tabella avrebbe gli attributi ID, stay_date e guest_id.
Vale la pena notare che la proprietà finale della tabella delle prenotazioni (guest_id) è in realtà un riferimento a una riga nel database degli ospiti. Questo tipo di collegamento tra i dati in più tabelle è il modo in cui possiamo connettere tipi di dati diversi. SQL (Structured Query Language) funziona nei database relazionali a causa di questi tipi di relazioni e dell'architettura inflessibile delle tabelle.
Se l'hotel volesse conoscere tutte le prenotazioni di un visitatore specifico, la ricerca richiederebbe l'accesso a entrambi i tavoli. Un database non relazionale, invece, può contenere tutti i dati relativi a un ospite (comprese le prenotazioni) in una sola voce, rendendo le ricerche più veloci in molte circostanze.
Quando utilizzare un database non relazionale
Se i tuoi sistemi richiedono uno dei seguenti elementi, dovresti prendere in considerazione un database non relazionale:
#1. Semplicità
I database relazionali sono una raccolta di righe e tabelle che devono essere assemblate per servire una query. Avendo bisogno di mettere insieme tabelle da nodi separati, aggiungi un nuovo livello di complessità al tuo cluster di dati distribuito. Ciò aumenta la latenza, riduce le prestazioni e rende il sistema più complesso.
I database non relazionali contengono tutte le informazioni necessarie in un unico documento, con collegamenti a bit di informazioni specifici. Ciò rimuove un livello di complessità, nonché una quantità significativa di ritardo e velocità effettiva, rendendo i dati distribuiti un gioco da ragazzi.
#2. Disponibilità e scalabilità
La possibilità di aggiungere ed eliminare nodi su richiesta è uno dei vantaggi di una rete dati distribuita. Questo viene fatto automaticamente sulle piattaforme cloud. Quando ne avrai bisogno di più, il sistema costruirà un nuovo nodo, replicherà i dati su di esso e avrai un registratore di cassa extra per accogliere le tue linee in espansione.
Allo stesso tempo, i tuoi dati devono essere operativi per il 99.999% del tempo. Con il failover dell'assegnazione, puoi avviare immediatamente un nodo sostitutivo in caso di errore, mantenendo costante il numero di punti di servizio. Questo salvaguarda le prestazioni, ti mantiene aperto 24 ore su XNUMX e rende molto felice il consumatore.
#3. Esecuzione di cicli a sgancio rapido
La struttura del database potrebbe essere uno degli ostacoli più significativi per la tua prossima versione. Devi configurarlo all'inizio del tuo progetto quando conosci meno i suoi requisiti. La modifica delle fondamenta dei tuoi dati richiede la stessa quantità di tempo e impegno della modifica delle fondamenta di un edificio. Questo potrebbe fermare il tuo progetto futuro.
Un modello di dati senza schema offre la massima flessibilità. Puoi iniziare a utilizzare il tuo database immediatamente e passare alla versione successiva molto più rapidamente.
#4. Architettura dell'applicazione dinamica
I database non relazionali forniscono un supporto continuo per documenti, valori chiave, contatori, serie temporali, grafici e altri modelli. Ciò ti consente di raccogliere i dati in qualsiasi modo tu abbia bisogno. Puoi utilizzare un documento per effettuare ordini, un grafico per consigliare prodotti o contenuti e una serie temporale per raccogliere dati IoT. Questa adattabilità è ideale per la progettazione di un microservizio o semplicemente per adattare la tua applicazione ai suoi requisiti di dati.
#5. Consistenza dei dati ACID
L'elemento Marchese dei database relazionali è garanzie completamente transazionali. Come puoi sfruttare ciò che i database non relazionali hanno da offrire se non puoi fidarti dei dati? I dati compromessi possono eliminare tutti gli aggregati, facendo sì che le metriche su cui fai affidamento siano errate e che i giudizi che fai sulla base di tali informazioni siano pericolosi.
I database non relazionali ACID forniscono tutto tranne il lavello della cucina. ..e anche quello! L'obiettivo è garantire che il divertimento con ACID non riduca le tue prestazioni. Solo i database non relazionali più esclusivi sono in grado di farlo.
SQL è un database non relazionale?
No, SQL non è un database non relazionale.
MYSQL è un database non relazionale?
No, MySQL è un sistema di gestione di database relazionali basato su SQL.
MongoDB è un database non relazionale?
Sì, MongoDB è un database di documenti non relazionali in grado di archiviare dati in formato JSON.
Dovrei usare NoSQL o SQL?
I database SQL sono più adatti per i dati strutturati, mentre i database NoSQL possono gestire dati strutturati, semi-strutturati e non strutturati. Di conseguenza, i database NoSQL non dispongono di uno schema predefinito e utilizzano invece strutture più flessibili per adattarsi ai loro tipi di dati.
In conclusione,
Un elemento di dati archiviati in un database non relazionale può avere campi o attributi diversi rispetto ai dati accanto ad esso nello stesso database. Se immagini un foglio di calcolo del gusto del gelato, sai che ogni riga apparirà più o meno allo stesso modo. Ci saranno colonne per il nome del gusto gelato, la marca, gli ingredienti e così via. Ogni riga del foglio di calcolo includerà un valore per una di queste colonne.
Un database non relazionale non deve adottare questa forma. Una voce sul gusto del gelato potrebbe includere informazioni sulla sua ricetta premiata, un'altra potrebbe includere un elenco di celebrità che hanno affermato che il sapore è il loro preferito e un terzo potrebbe includere note di degustazione. In breve, l'archiviazione dei dati in un database non relazionale offre molta più libertà.
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Riferimenti
