Більшість баз даних класифікуються як реляційні та нереляційні. Нереляційні бази даних також відомі як «NoSQL», що означає Not Only SQL, і ключова відмінність між ними полягає в тому, як вони зберігають інформацію. Нереляційна база даних зберігає дані в нетабличному форматі та є більш універсальною, ніж типові конструкції реляційної бази даних на основі SQL. Він не дотримується типової реляційної моделі, яку забезпечують системи управління реляційними базами даних. Тут ви дізнаєтесь, як працює нереляційна база даних із прикладами, а також з різними типами.
Що таке нереляційна база даних?
Нереляційні бази даних (також відомі як бази даних NoSQL) відрізняються від стандартних реляційних баз даних тим, що їх дані зберігаються в нетабличному форматі. Документ може бути досить повним і водночас містити різноманітну інформацію в різних форматах. Нереляційні бази даних є набагато більш гнучкими, ніж реляційні бази даних, завдяки їхній здатності отримувати та організовувати багато типів інформації одночасно.
Нереляційні бази даних часто використовуються для організації величезних обсягів складних і різноманітних даних. Наприклад, у великому магазині може бути база даних, у якій кожен клієнт має власний документ із усією інформацією, починаючи від імені й адреси до історії замовлень і даних кредитної картки. Незважаючи на різні формати, всю цю інформацію можна зберегти в одному документі.
Нереляційні бази даних часто працюють швидше, оскільки для запиту не потрібно переглядати кілька таблиць, щоб отримати відповідь, як це часто роблять у реляційних базах даних. Таким чином, нереляційні бази даних підходять для зберігання даних, що швидко змінюються, або для програм, які обробляють широкий діапазон типів даних. Їх можна використовувати для підтримки програм, що швидко розвиваються, яким потрібна динамічна база даних, яка може швидко змінюватися та вміщати величезні обсяги складних, неструктурованих даних.
Починаючи проект, оцініть відмінності між реляційною та нереляційною базою даних, щоб краще зрозуміти найкраще рішення для проекту. Ви також можете подумати про різні програми для обох і про те, коли ви б вибрали одне над іншим.
Типи нереляційних баз даних
Термін «нереляційна база даних» фактично відноситься до чотирьох різних типів баз даних. Чотири типи:
#1. База даних графів
Кожна частина даних зберігається як вузол, і зв’язки між вузлами, відомі як ребра, однаково важливі. Графічні бази даних особливо підходять для оцінки великого обсягу, здавалося б, непов’язаних точок даних і виявлення зв’язків між цими точками. Деякі додатки включають фінансові компанії, яким потрібно виявляти шахрайство, медичних працівників, яким потрібно краще розуміти прогресування хвороби, і, звичайно, соціальні мережі, яким потрібно керувати взаємодією користувачів.
#2. Key Value Store
Кожен елемент даних має окремий ключ, який відповідає певному значенню. Структура цієї бази даних концептуально дуже схожа на об’єкт Javascript або словник Python. Бази даних ключ-значення часто досить швидкі; ми використовуємо їх для зберігання даних, які, ймовірно, будуть досить різноманітними та не мають жодної схеми. Оскільки бази даних типу "ключ-значення" мають низьку затримку, вони ідеально підходять для кешування, постановки в чергу повідомлень і керування профілями користувачів, якщо згадати декілька програм. Серед популярних баз даних ключ-значення Redis і Amazon DynamoDB.
#3. Магазин, орієнтований на документи
Бази даних документів, мабуть, найбільш універсальні з цих чотирьох. Кожна частина даних зберігається як документ, зазвичай у форматі JSON, із доступними для запиту ключами. Кожен документ може мати унікальну форму. Крім того, кожен документ може мати певну структуру, але також є можливість формувати колекції документів. Ці колекції можна структурувати ієрархічно, дозволяючи реляційні запити без шкоди для гнучкості.
Бази даних документів використовуються в різноманітних контекстах, включаючи кошики для покупок в Інтернеті, ігри та керування вмістом. Документоорієнтовані бази даних, такі як MongoDB і Amazon DynamoDB, є добре відомими прикладами. Оскільки Amazon DynamoDB є гібридом, його класифікують як базу даних типу "ключ-значення" та документоорієнтовану базу даних.
#4. База даних із широким стовпцем
Кожна точка даних зберігається у вигляді таблиці. Реляційні бази даних найбільш схожі на бази даних із широкими стовпцями. Однак дані можуть бути неструктурованими і не повинні відповідати строгій схемі. Бази даних із широким стовпцем є щось середнє між ключ-значенням і реляційною базою даних. Кожному елементу даних присвоюється унікальний ключ, який відповідає набору типів стовпців, які можуть відрізнятися від рядка до рядка.
Якщо існує велика кількість точок даних із різними типами стовпців, зазвичай використовується ця форма бази даних. Записи з пристрою IoT, наприклад, міститимуть часті записи, але потенційно різні типи даних. Cassandra та HBase є видатними альтернативами баз даних із широкими стовпцями.
Переваги використання нереляційної бази даних
Сучасні програми збирають і зберігають величезні обсяги все більш складних даних клієнтів і користувачів. Звичайно, цінність цих даних для підприємств полягає в їх аналітичному потенціалі. Використання нереляційної бази даних може виявити закономірності та значення навіть у величезних обсягах розрізнених даних.
Нереляційні бази даних мають ряд переваг, зокрема:
#1. Організація масивних наборів даних
Нереляційні бази даних в епоху великих даних можуть не тільки зберігати величезні обсяги інформації, але й легко надсилати запити до великих наборів даних. Нереляційні бази даних мають значні переваги з точки зору масштабу та швидкості.
#2. Адаптивне розширення бази даних
Дані не фіксуються. У міру того, як збирається більше даних, нереляційна база даних може поглинати ці нові точки даних, збагачуючи наявну базу даних новими рівнями деталізації, навіть якщо вони не підходять для типів даних, які були раніше.
#3. Кілька структур даних
Дані, які сьогодні збираються від користувачів, мають різні форми, починаючи від чисел і рядків до фото- та відеоматеріалів та історії повідомлень. База даних повинна мати можливість зберігати ці різноманітні формати інформації, розуміти їхні зв’язки та виконувати детальні запити. Нереляційні бази даних можуть поєднувати різні типи інформації в одному документі незалежно від формату, в якому він зберігається.
#4. Підходить для хмар
Нереляційна база даних може бути надзвичайно великою. І, оскільки в деяких ситуаціях вони можуть розвиватися в геометричній прогресії, їм потрібне хостингове середовище, яке може рости та розширюватися разом з ними. Завдяки притаманній масштабованості хмара є придатним домом для нереляційних баз даних.
Яка різниця між реляційною базою даних і нереляційною базою даних?
Щоб краще зрозуміти, що таке нереляційна база даних, спочатку визначте реляційну базу даних. Реляційні бази даних — це тип зберігання даних, який вимагає, щоб кожен елемент даних був організований певним чином (зазвичай за допомогою таблиць, як у нашій гіпотетичній електронній таблиці морозива вище). Кожна частина даних аналогічна рядку в електронній таблиці, де ми заздалегідь визначаємо типи стовпців і нормалізуємо дані, щоб кожен рядок мав або запис, або нульове значення для кожного стовпця.
Для кожного типу даних у реляційній базі даних потрібна власна таблиця. У готелі, наприклад, буде один столик для гостей, а інший – для бронювання. Кожен запис у таблиці гостей міститиме ідентичний набір властивостей, таких як guest_ID, ім’я та адреса. Тим часом кожен запис бронювання в таблиці матиме атрибути ID, stay_date та guest_id.
Варто зазначити, що кінцева властивість таблиці bookings (guest_id) насправді є посиланням на рядок у базі даних гостей. Цей тип зв’язку між даними в кількох таблицях — це те, як ми можемо з’єднати різні типи даних. SQL (мова структурованих запитів) працює в реляційних базах даних через ці типи зв’язків, а також негнучку архітектуру таблиць.
Якщо готель хотів би дізнатися про всі бронювання, які мав певний відвідувач, для пошуку знадобився б доступ до обох таблиць. З іншого боку, нереляційна база даних може містити всі дані, що стосуються гостя (включно з бронюваннями), в одному записі, що пришвидшує пошук за багатьох обставин.
Коли використовувати нереляційну базу даних
Якщо ваші системи вимагають чогось із наведеного нижче, вам слід розглянути нереляційну базу даних:
№1. Простота
Реляційні бази даних — це набір рядків і таблиць, які необхідно зібрати, щоб обслуговувати запит. Необхідно об’єднати таблиці з окремих вузлів, ви додаєте новий рівень складності своєму кластеру розподілених даних. Це збільшує затримку, знижує продуктивність і робить систему більш складною.
Нереляційні бази даних містять всю необхідну інформацію в одному документі з посиланнями на певні фрагменти інформації. Це усуває рівень складності, а також значну кількість затримок і пропускної здатності, що робить розподілені дані легкими.
#2. Доступність і масштабованість
Можливість додавати та видаляти вузли на вимогу є однією з переваг розподіленої мережі передачі даних. На хмарних платформах це робиться автоматично. Коли вам знадобиться більше, система створить новий вузол, скопіює в нього дані, і ви матимете додатковий касовий апарат для розміщення ваших ліній, що розширюються.
У той же час ваші дані повинні працювати 99.999% часу. За допомогою перемикання після збою призначення ви можете негайно створити замінний вузол, якщо один з них виходить з ладу, зберігаючи при цьому кількість точок обслуговування постійною. Це гарантує продуктивність, залишаючи вас відкритими 24 години на добу, і робить споживача дуже задоволеним.
#3. Продуктивність швидкознімних циклів
Структура бази даних може бути однією з найважливіших перешкод для вашого наступного випуску. Ви повинні налаштувати його на початку свого проекту, коли ви найменше знаєте про його вимоги. Зміна основи ваших даних вимагає стільки ж часу та зусиль, скільки зміна основи будівлі. Це може зупинити ваш майбутній проект.
Безсхемна модель даних забезпечує найбільшу гнучкість. Ви можете негайно почати використовувати свою базу даних і набагато швидше переходити до наступної версії.
#4. Динамічна архітектура додатків
Нереляційні бази даних забезпечують бездоганну підтримку документів, ключових значень, лічильників, часових рядів, графіків та інших моделей. Це дозволяє збирати дані будь-яким потрібним способом. Ви можете використовувати документ, щоб розміщувати замовлення, графік, щоб рекомендувати продукти чи вміст, і часовий ряд, щоб збирати дані IoT. Ця можливість адаптації ідеально підходить для розробки мікросервісів або просто адаптації вашої програми до її вимог до даних.
#5. Послідовність даних ACID
Елемент Marquis реляційних баз даних — це повна гарантія транзакцій. Як ви можете використовувати те, що пропонують нереляційні бази даних, якщо ви не можете довіряти даним? Компрометовані дані можуть вивести з ладу всі агрегати, внаслідок чого показники, на які ви покладаєтеся, будуть неправильними, а судження, які ви робите на основі цієї інформації, небезпечними.
Нереляційні бази даних ACID забезпечують все, крім кухонної мийки. ..і це також! Мета полягає в тому, щоб переконатися, що насолода ACID не погіршує вашу ефективність. Спроможні лише найелітніші нереляційні бази даних.
Чи є SQL нереляційною базою даних?
Ні, SQL не є нереляційною базою даних.
Чи є MYSQL базою даних або нереляційною?
Ні, MySQL — це система керування реляційною базою даних на основі SQL.
Чи є MongoDB нереляційною базою даних?
Так, MongoDB — це нереляційна база даних документів, яка може зберігати дані у форматі JSON.
Мені використовувати NoSQL чи SQL?
Бази даних SQL найкраще підходять для структурованих даних, тоді як бази даних NoSQL можуть обробляти структуровані, напівструктуровані та неструктуровані дані. Як наслідок, бази даних NoSQL не мають попередньо визначеної схеми, а замість цього використовують більш гнучкі структури для розміщення своїх типів даних.
На закінчення
Один елемент даних, що зберігаються в нереляційній базі даних, може мати різні поля або атрибути, ніж дані поруч із ним у тій самій базі даних. Якщо ви уявите електронну таблицю смаків морозива, ви знаєте, що кожен рядок буде приблизно однаковим. Будуть колонки для назви смаку морозива, марки, інгредієнтів тощо. Кожен рядок електронної таблиці міститиме значення для одного з цих стовпців.
Нереляційна база даних не повинна приймати цю форму. Один запис про смак морозива міг би містити інформацію про його відзначений нагородами рецепт, інший міг містити список знаменитостей, які сказали, що цей смак є їхнім улюбленим, а третій міг містити примітки про дегустацію. Коротше кажучи, зберігання даних у нереляційній базі даних надає набагато більше свободи.
Статті по темі
- Що таке системи керування реляційними базами даних
- Топ-27 програмного забезпечення для систем керування базами даних (СУБД) у 2023 році
- ТОП-10 КОМПАНІЙ З УПРАВЛІННЯ БАЗАМИ ДАНИХ
- Прогнозування грошових потоків: значення, методи, інструменти, моделі (+ детальні шаблони)
посилання
