Περιεχόμενο
- Ορισμός συστημάτων διαχείρισης βάσεων δεδομένων
- NoSQL - ένας νέος τρόπος σκέψης για τις βάσεις δεδομένων
- Μοντέλο με βάση το γράφημα
- SQL vs. NoSQL - Και ο νικητής είναι ...
- συμπέρασμα
Πηγή: Kgtoh / Dreamstime.com
Πάρε μακριά:
Στον κόσμο των μεγάλων δεδομένων, οι βάσεις δεδομένων NoSQL και τα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων αυξάνονται γρήγορα σε εξέχουσα θέση.
Οι βάσεις δεδομένων και τα συστήματα διαχείρισης NoSQL είναι οι τρέχουσες λέξεις-κλειδιά στη βιομηχανία αποθήκευσης. Η μεγάλη έκρηξη δεδομένων είναι ο βασικός καταλύτης πίσω από την ανάπτυξη και τη δημοτικότητα των βάσεων δεδομένων NoSQL. Τα παραδοσιακά συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων (DBMS) σχεδιάζονται κυρίως για δομημένα δεδομένα με προκαθορισμένο σχήμα. Επομένως, το σχεσιακό μοντέλο (RDBMS) θεωρεί πολύ δύσκολο να αντιμετωπίσει ημιδομημένες, αδόμητες ή άλλες μορφές δεδομένων, ευρέως γνωστές ως μεγάλα δεδομένα.
Τώρα, η ερώτηση είναι - Πώς μπορούμε να αντιμετωπίσουμε αυτά τα αδόμητα δεδομένα; Η απλή απάντηση είναι - Μετακίνηση προς συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων NoSQL. Τα μεγάλα δεδομένα είναι τώρα mainstream, οπότε πρέπει να το αντιμετωπίσουμε σοβαρά και να το διαχειριστούμε επαγγελματικά με τη βοήθεια των βάσεων δεδομένων NoSQL χωρίς σχήματα.
Αλλά ταυτόχρονα πρέπει να θυμόμαστε ότι τα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων NoSQL δεν αντικαθιστούν τα παραδοσιακά RDBMS, αλλά είναι εκεί για να καλύψουν τα κενά που υπάρχουν στο σχεσιακό μοντέλο ενώ εργάζονται με μη δομημένα δεδομένα.
Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε να διερευνήσουμε διαφορετικές πλευρές των βάσεων δεδομένων NoSQL και των συστημάτων διαχείρισης.
Ορισμός συστημάτων διαχείρισης βάσεων δεδομένων
Πριν μιλήσουμε για το ΣΔΒΔ, πρέπει να έχουμε μια βασική ιδέα για τις βάσεις δεδομένων. Οι βάσεις δεδομένων είναι αποθηκευτικοί χώροι, οργανωμένοι συστηματικά για την αποθήκευση διαφορετικών τύπων δεδομένων. Διατηρούν τα δεδομένα με δομημένο τρόπο, έτσι ώστε να μπορούν να ανακτώνται, να διαχειρίζονται ή να ενημερώνονται από τα προγράμματα υπολογιστών. Στην περίπτωση του NoSQL, ο οργανισμός αποθήκευσης είναι διαφορετικός, καθώς αποθηκεύει μη δομημένα και ημιδομημένα δεδομένα.
Ένα σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων μπορεί να οριστεί ως ένα σύνολο προγραμμάτων λογισμικού ικανά να χειριστούν τις λειτουργίες της βάσης δεδομένων. Περιλαμβάνει την αποθήκευση, την εξαγωγή και την τροποποίηση δεδομένων μαζί με τις διοικητικές δραστηριότητες. Όλες οι σχεσιακές βάσεις δεδομένων έχουν ένα προκαθορισμένο μοντέλο / σχήμα που καθορίζει τη δομή των δεδομένων και τον τρόπο αποθήκευσης τους. Όμως, στην αποθήκευση του NoSQL, το σχήμα καθορίζεται δυναμικά.
Καθώς ο μηχανισμός θεμελιώδους αποθήκευσης είναι διαφορετικός για τα σχεσιακά και μη σχεσιακά μοντέλα, τα ΣΔΒΔ είναι επίσης διαφορετικά. Θα το συζητήσουμε περισσότερο στις επόμενες ενότητες.
NoSQL - ένας νέος τρόπος σκέψης για τις βάσεις δεδομένων
Πριν από την έκρηξη μεγάλων δεδομένων, ήμασταν αρκετά άνετοι με το μοντέλο της σχεσιακής αποθήκευσης, επειδή τα δεδομένα εισόδου ήταν σχεδόν σε δομημένη μορφή. Και, για τη μικρή ποσότητα μη δομημένων δεδομένων, χρησιμοποιήθηκαν μερικοί μηχανισμοί ή εργαλεία ETL για να το δομήσουν και στη συνέχεια να φορτωθούν στο RDBMS. Έτσι, δεν αντιμετωπίσαμε ποτέ τις προκλήσεις της διαχείρισης τεράστιων όγκων αδόμητων δεδομένων (μεγάλα δεδομένα).
- Σύντομη περιγραφή: Η αποθήκευση NoSQL βασισμένη σε βασικές τιμές είναι ο βασικότερος τύπος εφαρμογής NoSQL. Το ταξίδι του NoSQL DBMS ξεκίνησε μόνο με ζεύγη κλειδιά-αξίας, έτσι είναι η βασική ραχοκοκαλιά του μη σχεσιακού μοντέλου. Η αξία οποιωνδήποτε δεδομένων αποθηκεύεται με ένα ταιριαστό κλειδί χωρίς καμία δομή ή σχέση. Και, τα δεδομένα μεταφέρονται επίσης με τη βοήθεια του κλειδιού. Έχει υψηλή απόδοση με υποστήριξη εύκολης κλιμάκωσης.
- Όταν είναι κατάλληλο: Το μοντέλο βασικής αξίας είναι κατάλληλο για την αποθήκευση βασικών πληροφοριών, όπως προφίλ χρηστών, συνεδρίες χρηστών, δεδομένα καλαθιού αγορών, ουρές αναμονής και ζωντανές πληροφορίες κ.λπ.
- Όταν δεν είναι κατάλληλο: Αυτά δεν συνιστώνται σε καταστάσεις όπου πρέπει να εκτελέσουμε ερωτήματα που βασίζονται σε δεδομένα, πολλές λειτουργίες βασισμένες σε κλειδιά ή προσέλκυση βάσει σχέσεων κ.λπ.
- Σύντομη περιγραφή: Ένα μοντέλο που βασίζεται σε έγγραφα δεν είναι τίποτα άλλο από ένα κατάστημα βασικής αξίας, όπου το έγγραφο αποθηκεύεται στο τμήμα αξίας και ανακτάται από το αντίστοιχο κλειδί. Αυτά τα έγγραφα μπορούν να είναι XML, JSON ή σε οποιαδήποτε άλλη μορφή, που έχουν ιεραρχική και αυτό-καθοριστική δομή.
- Όταν είναι κατάλληλο: Είναι κατάλληλο για την αποθήκευση ένθετων πληροφοριών, CMS, αναλύσεων στο διαδίκτυο και σε πραγματικό χρόνο, εφαρμογών ηλεκτρονικού εμπορίου κ.λπ.
- Όταν δεν είναι κατάλληλο: Δεν είναι κατάλληλο για σύνθετες εργασίες που διαδίδονται σε πολλά έγγραφα ή σύνθετα ερωτήματα.
Μοντέλο με βάση το γράφημα
- Σύντομη περιγραφή: Μια βάση δεδομένων με γραφή είναι διαφορετική γεύση σε σύγκριση με τους άλλους τρεις τύπους αποθήκευσης του NoSQL. Αποθηκεύει οντότητες με τις σχέσεις τους. Οι οντότητες είναι γνωστές ως κόμβοι (που έχουν τις δικές τους ιδιότητες) και οι σχέσεις είναι γνωστές ως άκρα. Αυτό είναι σαν μια δομή δέντρου όπου όλοι οι κόμβοι συνδέονται με βάση τις σχέσεις τους.
- Όταν είναι κατάλληλο: Οι βάσεις δεδομένων γραφημάτων είναι κατάλληλες σε σενάρια όπου έχουμε δεδομένα με ισχυρές σχέσεις. Ορισμένες από τις υλοποιήσεις είναι κοινωνικά δίκτυα, μηχανές συστάσεων, γεωχωρικά δεδομένα κλπ.
- Όταν δεν είναι κατάλληλο: Δεν είναι κατάλληλο σε καταστάσεις όπου το μοντέλο δεδομένων δεν έχει ισχυρές σχέσεις μεταξύ των οντοτήτων. Επειδή η επιτυχία του γραφήματος εξαρτάται κυρίως από το μοντέλο που βασίζεται στη σχέση.
Τώρα έχουμε μια σαφή κατανόηση των διαφόρων DBMSs NoSQL και της χρήσης τους. Ας δούμε λοιπόν πώς διαφέρει από το SQL και το παραδοσιακό RDBMS.
SQL vs. NoSQL - Και ο νικητής είναι ...
Χρησιμοποιούμε SQL και παραδοσιακά RDBMS για δεκαετίες και έχει υποστηρίξει σχεδόν όλες τις περιπτώσεις χρήσης. Τώρα, στην εποχή των μεγάλων δεδομένων, εισάγεται τεχνολογία NoSQL για να υποστηρίξει τις νέες περιπτώσεις χρήσης που σχετίζονται με μη δομημένα δεδομένα. Ωστόσο, δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν πλέον οι περιπτώσεις παλιάς χρήσης για τις οποίες είναι κατάλληλη η RDBMS. Έτσι, το NoSQL DBMS δεν αποτελεί αντικαταστάτη για το RDBMS, αλλά μάλλον υποστηρίζει τα κενά που εντοπίζονται στο RDBMS ενώ ασχολείται με μεγάλα δεδομένα. Υπάρχουν πολλαπλές διαφορές και στα δύο μοντέλα, ορισμένα από τα οποία αναφέρονται παρακάτω:
- Το SQL DBMS ακολούθησε ένα ισχυρό σχεσιακό μοντέλο βασισμένο σε σχήματα. Όμως, το NoSQL DBMS είναι λιγότερο σχετικό και χωρίς σχήματα.
- Το RDBMS υποστηρίζει μόνο την κατακόρυφη κλιμάκωση, ενώ το NoSQL DBMS υποστηρίζει την οριζόντια κλίμακα.
- Το RDBMS είναι συμβατό με το ACID (ατομικότητα, συνέπεια, απομόνωση και αντοχή), αλλά το NoSQL DBMS δεν είναι.
Επομένως, δεν υπάρχει ανταγωνισμός μεταξύ SQL και NoSQL ή των συστημάτων διαχείρισης βάσεων δεδομένων τους. Και οι δύο είναι κατάλληλες για ειδικές περιπτώσεις χρήσης και θα αυξηθούν στο μέλλον.
συμπέρασμα
Έχουμε συζητήσει διάφορες πτυχές του NoSQL DBMS και έχουμε επίσης αγγίξει το RDBMS για να βρούμε τις διαφορές με την αποθήκευση του NoSQL. Το NoSQL DBMS έχει διαφορετικά μοντέλα βασισμένα στις περιπτώσεις χρήσης τους, έτσι έχουν και διάφορα χαρακτηριστικά. Η τεχνολογία NoSQL αναπτύσσεται κυρίως για την παροχή μη δομημένων δεδομένων (μεγάλα δεδομένα). Καθώς προχωράμε στο μέλλον, ο όγκος των αδόμητων δεδομένων πρόκειται να αυξηθεί, οπότε και το NoSQL ως ΣΔΒΔ έχει ένα λαμπρό μέλλον στον τομέα αποθήκευσης. Αλλά, δεν θα αντικαταστήσει το RDBMS, καθώς οι περιπτώσεις σχεσιακής χρήσης ελέγχονται σωστά μόνο από τα σχεσιακά μοντέλα. Το μέλλον της αποθήκευσης είναι βασικά μια πολύχρωμη εμμονή, όπου πολλαπλές τεχνολογίες αποθήκευσης θα συνυπάρξουν για να ικανοποιήσουν διάφορες απαιτήσεις.