Hầu hết các cơ sở dữ liệu được phân loại là quan hệ hoặc không quan hệ. Cơ sở dữ liệu phi quan hệ còn được gọi là “NoSQL”, viết tắt của Not Only SQL và điểm khác biệt chính giữa chúng là cách chúng lưu trữ thông tin. Cơ sở dữ liệu phi quan hệ lưu trữ dữ liệu ở định dạng không phải dạng bảng và linh hoạt hơn các thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ điển hình dựa trên SQL. Nó không tuân thủ mô hình quan hệ điển hình được cung cấp bởi các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ. Tại đây, bạn sẽ hiểu cách cơ sở dữ liệu phi quan hệ hoạt động với các ví dụ, cũng như các loại khác nhau.
Cơ sở dữ liệu phi quan hệ là gì?
Cơ sở dữ liệu phi quan hệ (còn được gọi là cơ sở dữ liệu NoSQL) khác với cơ sở dữ liệu quan hệ tiêu chuẩn ở chỗ dữ liệu của chúng được lưu trữ ở định dạng không phải dạng bảng. Một tài liệu có thể khá kỹ lưỡng đồng thời bao gồm nhiều loại thông tin khác nhau ở nhiều định dạng khác nhau. Cơ sở dữ liệu phi quan hệ linh hoạt hơn nhiều so với cơ sở dữ liệu quan hệ do khả năng nhập và tổ chức nhiều loại thông tin đồng thời.
Cơ sở dữ liệu phi quan hệ thường được sử dụng để tổ chức một lượng lớn dữ liệu phức tạp và đa dạng. Ví dụ, một cửa hàng lớn có thể có cơ sở dữ liệu trong đó mỗi khách hàng có tài liệu riêng với tất cả thông tin của họ, từ tên và địa chỉ đến lịch sử đặt hàng và thông tin thẻ tín dụng. Mặc dù có các định dạng khác nhau nhưng tất cả thông tin này có thể được lưu trong cùng một tài liệu.
Cơ sở dữ liệu phi quan hệ thường nhanh hơn vì một truy vấn không phải xem xét nhiều bảng để nhận được phản hồi, như cơ sở dữ liệu quan hệ thường làm. Do đó, cơ sở dữ liệu phi quan hệ phù hợp để lưu trữ dữ liệu thay đổi nhanh chóng hoặc cho các ứng dụng xử lý nhiều loại dữ liệu. Chúng có thể được sử dụng để hỗ trợ các ứng dụng phát triển nhanh yêu cầu cơ sở dữ liệu động có thể thay đổi nhanh chóng và chứa một lượng lớn dữ liệu phức tạp, phi cấu trúc.
Khi bắt đầu một dự án, hãy đánh giá sự khác biệt giữa cơ sở dữ liệu quan hệ và không quan hệ để hiểu rõ hơn về giải pháp tốt nhất cho dự án. Bạn cũng có thể nghĩ về các ứng dụng riêng biệt cho cả hai và khi nào bạn sẽ chọn ứng dụng này thay vì ứng dụng kia.
Các loại cơ sở dữ liệu phi quan hệ
Thuật ngữ “cơ sở dữ liệu không liên quan” thực sự đề cập đến bốn loại cơ sở dữ liệu riêng biệt. Bốn loại như sau:
#1. Cơ sở dữ liệu đồ thị
Mỗi phần dữ liệu được lưu giữ dưới dạng một nút và mối quan hệ giữa các nút, được gọi là các cạnh, đều quan trọng như nhau. Cơ sở dữ liệu đồ thị đặc biệt phù hợp để đánh giá khối lượng lớn các điểm dữ liệu dường như không được kết nối và khám phá các liên kết giữa các điểm đó. Một số ứng dụng bao gồm các công ty tài chính cần phát hiện gian lận, các bác sĩ chăm sóc sức khỏe cần hiểu rõ hơn về tiến triển của bệnh và tất nhiên, các mạng xã hội cần quản lý các tương tác của người dùng.
#2. Cửa hàng giá trị chính
Mỗi mục dữ liệu có một khóa riêng biệt tương ứng với một số giá trị. Cấu trúc của cơ sở dữ liệu này về mặt khái niệm khá giống với đối tượng Javascript hoặc từ điển Python. Cơ sở dữ liệu khóa-giá trị thường khá nhanh; chúng tôi sử dụng chúng để lưu trữ dữ liệu có thể khá đa dạng và không thiếu trong bất kỳ loại lược đồ nào. Vì cơ sở dữ liệu khóa-giá trị có độ trễ thấp như vậy nên chúng rất lý tưởng để lưu vào bộ nhớ đệm, xếp hàng đợi tin nhắn và quản lý hồ sơ người dùng, có thể kể đến một số ứng dụng. Cơ sở dữ liệu khóa-giá trị phổ biến bao gồm Redis và Amazon DynamoDB.
#3. Cửa hàng định hướng tài liệu
Cơ sở dữ liệu tài liệu có thể là linh hoạt nhất trong số bốn cơ sở dữ liệu này. Mỗi phần dữ liệu được lưu dưới dạng tài liệu, thường ở định dạng JSON, với các khóa có sẵn để truy vấn. Mỗi tài liệu có thể có một hình dạng duy nhất. Ngoài ra, mỗi tài liệu có thể có một cấu trúc riêng biệt, nhưng cũng có khả năng hình thành các bộ sưu tập tài liệu. Các bộ sưu tập này có thể được cấu trúc theo thứ bậc, cho phép thực hiện các truy vấn quan hệ mà không làm mất tính linh hoạt.
Cơ sở dữ liệu tài liệu được sử dụng trong nhiều ngữ cảnh, bao gồm giỏ mua hàng trực tuyến, trò chơi và quản lý nội dung. Cơ sở dữ liệu hướng tài liệu như MongoDB và Amazon DynamoDB là những ví dụ nổi tiếng. Vì Amazon DynamoDB là cơ sở dữ liệu kết hợp nên nó được phân loại thành cả cơ sở dữ liệu khóa-giá trị và cơ sở dữ liệu hướng tài liệu.
#4. Cơ sở dữ liệu cột rộng
Mỗi điểm dữ liệu được lưu trong một cấu trúc giống như bảng. Cơ sở dữ liệu quan hệ giống nhất với cơ sở dữ liệu cột rộng. Tuy nhiên, dữ liệu có thể không có cấu trúc và không cần tuân theo một lược đồ nghiêm ngặt. Cơ sở dữ liệu cột rộng là sự giao thoa giữa khóa-giá trị và cơ sở dữ liệu quan hệ. Mỗi mục dữ liệu được gán một khóa duy nhất tương ứng với một tập hợp các loại cột có thể khác nhau giữa các hàng.
Khi có một số lượng lớn các điểm dữ liệu với các loại cột khác nhau, dạng cơ sở dữ liệu này thường được sử dụng. Ví dụ: các bản ghi từ thiết bị IoT sẽ chứa các mục nhập thường xuyên nhưng có khả năng là các loại dữ liệu khác nhau. Cassandra và HBase là những lựa chọn thay thế cơ sở dữ liệu cột rộng nổi bật.
Ưu điểm của việc sử dụng cơ sở dữ liệu phi quan hệ
Các ứng dụng ngày nay nắm bắt và lưu trữ một lượng lớn dữ liệu người dùng và khách hàng ngày càng phức tạp. Tất nhiên, giá trị của dữ liệu này đối với doanh nghiệp nằm ở tiềm năng phân tích của nó. Sử dụng cơ sở dữ liệu phi quan hệ có thể tiết lộ các mẫu và giá trị ngay cả trong một lượng lớn dữ liệu khác nhau.
Cơ sở dữ liệu phi quan hệ có nhiều lợi thế khác nhau, bao gồm:
#1. Tổ chức bộ dữ liệu lớn
Cơ sở dữ liệu phi quan hệ, trong thời đại Dữ liệu lớn, không chỉ có thể lưu trữ lượng thông tin khổng lồ mà còn có thể truy vấn các tập dữ liệu lớn một cách dễ dàng. Cơ sở dữ liệu phi quan hệ có lợi thế đáng kể về quy mô và tốc độ.
#2. Phần mở rộng cơ sở dữ liệu thích ứng
Dữ liệu không cố định. Khi thu thập được nhiều dữ liệu hơn, cơ sở dữ liệu phi quan hệ có thể hấp thụ các điểm dữ liệu mới này, làm phong phú thêm cơ sở dữ liệu hiện có với mức độ chi tiết mới ngay cả khi chúng không phù hợp với kiểu dữ liệu của dữ liệu hiện có trước đây.
#3. Một số cấu trúc dữ liệu
Dữ liệu được thu thập từ người dùng ngày nay có nhiều dạng, từ số và chuỗi cho đến tài liệu ảnh và video cũng như lịch sử tin nhắn. Cơ sở dữ liệu phải có khả năng lưu trữ các định dạng thông tin đa dạng này, hiểu mối quan hệ của chúng và thực hiện các truy vấn chi tiết. Cơ sở dữ liệu phi quan hệ có thể kết hợp các loại thông tin khác nhau trong cùng một tài liệu bất kể định dạng mà nó được lưu trữ.
#4. phù hợp với đám mây
Một cơ sở dữ liệu phi quan hệ có thể cực kỳ lớn. Và, bởi vì chúng có thể phát triển theo cấp số nhân trong một số trường hợp, nên chúng yêu cầu một môi trường lưu trữ có thể phát triển và mở rộng cùng với chúng. Do khả năng mở rộng vốn có của nó, đám mây là ngôi nhà phù hợp cho các cơ sở dữ liệu phi quan hệ.
Sự khác biệt giữa cơ sở dữ liệu quan hệ và cơ sở dữ liệu phi quan hệ là gì?
Để hiểu thêm cơ sở dữ liệu phi quan hệ là gì, trước tiên hãy xác định cơ sở dữ liệu quan hệ. Cơ sở dữ liệu quan hệ là một loại lưu trữ dữ liệu yêu cầu mỗi mục dữ liệu phải được sắp xếp theo một cách xác định (thường sử dụng bảng, như trong bảng tính kem giả định của chúng tôi ở trên). Mỗi phần dữ liệu tương tự như một hàng trong bảng tính, trong đó chúng tôi xác định trước các loại cột và chuẩn hóa dữ liệu để mỗi hàng có một mục nhập hoặc giá trị null cho mỗi cột.
Mỗi loại dữ liệu trong cơ sở dữ liệu quan hệ yêu cầu bảng riêng của nó. Ví dụ, một khách sạn sẽ có một bàn dành cho khách và một bàn khác để đặt phòng. Mỗi mục nhập trong bảng của khách sẽ chứa một bộ thuộc tính giống hệt nhau, chẳng hạn như guest_ID, tên và địa chỉ. Trong khi đó, mỗi bản ghi đặt phòng trong bảng sẽ có các thuộc tính ID, stay_date và guest_id.
Cần lưu ý rằng thuộc tính cuối cùng của bảng đặt phòng (guest_id) thực sự là tham chiếu đến một hàng trong cơ sở dữ liệu khách. Loại liên kết giữa dữ liệu trong nhiều bảng này là cách chúng ta có thể kết nối các loại dữ liệu không giống nhau. SQL (Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc) hoạt động trong cơ sở dữ liệu quan hệ vì các loại quan hệ này cũng như kiến trúc bảng không linh hoạt.
Nếu khách sạn muốn biết về tất cả các đặt phòng của một khách truy cập cụ thể, thì việc tra cứu sẽ yêu cầu quyền truy cập vào cả hai bảng. Mặt khác, cơ sở dữ liệu không liên quan có thể chứa tất cả dữ liệu liên quan đến khách (bao gồm cả đặt phòng) trong một mục duy nhất, giúp việc tra cứu nhanh hơn trong nhiều trường hợp.
Khi nào nên sử dụng cơ sở dữ liệu phi quan hệ
Nếu hệ thống của bạn yêu cầu bất kỳ điều nào sau đây, bạn nên xem xét cơ sở dữ liệu không quan hệ:
# 1. Sự đơn giản
Cơ sở dữ liệu quan hệ là một tập hợp các hàng và bảng phải được tập hợp lại để phục vụ một truy vấn. Bằng cách ghép các bảng lại với nhau từ các nút riêng biệt, bạn thêm một lớp phức tạp mới vào cụm dữ liệu phân tán của mình. Điều này làm tăng độ trễ, giảm hiệu suất và khiến hệ thống trở nên phức tạp hơn.
Cơ sở dữ liệu không liên quan chứa tất cả thông tin bạn yêu cầu trong một tài liệu duy nhất, với các liên kết đến các bit thông tin cụ thể. Điều này loại bỏ một lớp phức tạp cũng như độ trễ và thông lượng đáng kể, làm cho dữ liệu phân tán trở nên dễ dàng.
#2. Tính khả dụng và khả năng mở rộng
Khả năng thêm và xóa các nút theo yêu cầu là một trong những ưu điểm của mạng dữ liệu phân tán. Điều này được thực hiện tự động trên nền tảng đám mây. Khi bạn cần nhiều hơn, hệ thống sẽ xây dựng một nút mới, sao chép dữ liệu vào nút đó và bạn sẽ có thêm một máy tính tiền để chứa các dây chuyền mở rộng của mình.
Đồng thời, dữ liệu của bạn phải hoạt động 99.999% thời gian. Với tính năng chuyển đổi dự phòng gán, bạn có thể ngay lập tức tạo một nút thay thế nếu một nút bị lỗi, trong khi vẫn giữ nguyên số lượng điểm dịch vụ. Điều này bảo vệ hiệu suất, giúp bạn luôn mở cửa 24 giờ một ngày và khiến người tiêu dùng rất hài lòng.
#3. Hiệu suất của chu kỳ giải phóng nhanh
Cấu trúc cơ sở dữ liệu có thể là một trong những rào cản quan trọng nhất đối với bản phát hành tiếp theo của bạn. Bạn phải thiết lập nó khi bắt đầu dự án của mình khi bạn biết ít nhất về các yêu cầu của nó. Thay đổi nền tảng dữ liệu của bạn đòi hỏi cùng một lượng thời gian và công sức như thay đổi nền tảng của một tòa nhà. Điều này có thể đặt một điểm dừng cho dự án tương lai của bạn.
Một mô hình dữ liệu không lược đồ cung cấp sự linh hoạt nhất. Bạn có thể bắt đầu sử dụng cơ sở dữ liệu của mình ngay lập tức và chuyển sang phiên bản tiếp theo nhanh hơn nhiều.
#4. Kiến trúc ứng dụng động
Cơ sở dữ liệu phi quan hệ cung cấp hỗ trợ liền mạch cho tài liệu, giá trị khóa, bộ đếm, chuỗi thời gian, biểu đồ và các mô hình khác. Điều này cho phép bạn thu thập dữ liệu theo bất kỳ cách nào bạn cần. Bạn có thể sử dụng tài liệu để đặt hàng, biểu đồ để giới thiệu sản phẩm hoặc nội dung và chuỗi thời gian để thu thập dữ liệu IoT. Khả năng thích ứng này lý tưởng cho thiết kế vi dịch vụ hoặc chỉ điều chỉnh ứng dụng của bạn theo yêu cầu dữ liệu của nó.
#5. Tính nhất quán của dữ liệu ACID
Mục Marquis của cơ sở dữ liệu quan hệ là đảm bảo giao dịch đầy đủ. Làm cách nào bạn có thể sử dụng những cơ sở dữ liệu phi quan hệ phải cung cấp nếu bạn không thể tin tưởng vào dữ liệu? Dữ liệu thỏa hiệp có thể loại bỏ tất cả các tập hợp, khiến các chỉ số mà bạn dựa vào không chính xác và các phán đoán bạn đưa ra dựa trên thông tin đó trở nên nguy hiểm.
Cơ sở dữ liệu không liên quan ACID cung cấp mọi thứ trừ bồn rửa nhà bếp. ..và cả điều đó nữa! Mục tiêu là để đảm bảo rằng việc thưởng thức ACID không làm giảm hiệu suất của bạn. Chỉ những cơ sở dữ liệu phi quan hệ ưu tú nhất mới có khả năng.
SQL có phải là cơ sở dữ liệu phi quan hệ không?
Không, SQL không phải là cơ sở dữ liệu phi quan hệ.
MYSQL có phải là cơ sở dữ liệu không liên quan hay không?
Không, MySQL là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ dựa trên SQL.
MongoDB có phải là cơ sở dữ liệu phi quan hệ không?
Có, MongoDB là một cơ sở dữ liệu tài liệu phi quan hệ có thể lưu trữ dữ liệu ở định dạng JSON.
Tôi nên sử dụng NoSQL hay SQL?
Cơ sở dữ liệu SQL phù hợp nhất với dữ liệu có cấu trúc, trong khi cơ sở dữ liệu NoSQL có thể xử lý dữ liệu có cấu trúc, bán cấu trúc và phi cấu trúc. Do đó, cơ sở dữ liệu NoSQL thiếu lược đồ được xác định trước và thay vào đó sử dụng các cấu trúc linh hoạt hơn để chứa các loại dữ liệu của chúng.
Cuối cùng,
Một mục dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu không quan hệ có thể có các trường hoặc thuộc tính khác với dữ liệu bên cạnh nó trong cùng một cơ sở dữ liệu. Nếu bạn tưởng tượng một bảng tính hương vị kem, bạn sẽ biết rằng mỗi hàng sẽ xuất hiện giống nhau. Sẽ có các cột ghi tên hương vị kem, nhãn hiệu, thành phần, v.v. Mỗi hàng trong bảng tính sẽ bao gồm một giá trị cho một trong những cột này.
Một cơ sở dữ liệu không quan hệ không phải áp dụng hình thức này. Một mục hương vị kem có thể bao gồm thông tin về công thức từng đoạt giải thưởng của nó, một mục khác có thể bao gồm danh sách những người nổi tiếng đã nói rằng hương vị đó là hương vị yêu thích của họ và mục thứ ba có thể bao gồm ghi chú nếm thử. Nói tóm lại, lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu phi quan hệ mang lại nhiều tự do hơn.
Bài viết liên quan
- Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ là gì
- 27 phần mềm hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) hàng đầu vào năm 2023
- 10 CÔNG TY QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU HÀNG ĐẦU
- Dự báo Dòng tiền: Ý nghĩa, Phương pháp, Công cụ, Mô hình (+ Mẫu chi tiết)
dự án
