دیتابیس‌ها از نظر نوع داده‌هایی که در آن ذخیره سازی می‌شوند، به 2 مدل ساختار یافته یا غیر رابطه‌ای (NoSQL) تقسیم می‌شوند. هرچند مدل SQL آن در برنامه نویسی بسیار رایج است، اما ساختار و چهارچوبی که در آن به کار می‌رود، منجر به محدود شدن ذخیره بیگ دیتاها می‌شود. در این مقاله می‌خواهیم به مدل پایگاه‌های داده NoSQL بپردازیم و به صورت اجمالی تفاوت NoSQL و SQL را با ذکر مزیت‌ها و کاربردهای آن درک کنیم.
آشنایی با دیتابیس SQL
قبل از اینکه بخواهیم به تاپیک این مقاله یعنی آشنایی با دیتابیس NoSQL بپردازیم، ابتدا باید پیش زمینه‌ای از آن بیان شود. در این راستا مروری بر مفهوم SQL می‌کنیم که در مقاله قبل نیز به بررسی کامل‌تر آن پرداخته شده است. در برنامه نویسی، به طور معمول ما با پایگاه‌های داده از نوع SQL طرف هستیم. این نوع Database رابطه‌ای، معمولا بدون دردسر استفاده می‌شود اما نمی‌تواند در تحلیل داده‌های بزرگ و غیر بهینه استفاده گردد. چراکه در تعامل با داده‌های سازمان نیافته، کند خواهد بود.
منظور از دیتابیس‌های SQL، مجموعه‌ای از اطلاعات خام هستند که در چهارچوبی سازمان یافته ذخیره شده‌اند. در این حالت داده‌های شما دارای ویژگی‌های زیر می‌باشند:
- موجودیت یا Entity: در این بخش، نوع محتوا یا اطلاعات شما تعیین می‌شود. به عنوان مثال، آیا داده شما یک خبر است یا کامنت.
- خاصیت‌ها: اطلاعات شما درون ستون‌هایی ذخیره سازی می‌شوند و به هرکدام از آنها یک خاصیت ثابت اضافه می‌شود. این نوع داده‌ها می‌توانند یکسان باشند.
- ارتباط: در این نوع پلتفرم‌ها نیز ارتباط و نسبت داده‌های شما با جداول تعیین می‌شود.
چنین فیچرهایی در پایگاه‌های داده اس کیو ال می‌تواند آن را با ساختار Shema (اسکیما) ذخیره سازی نماید. حال چه می‌شود اگر خصوصیات هر داده یکسان و ثابت نباشد. در این حالت ساختار داده خارج از حالت SQL خواهد شد که در ادامه می‌خواهیم به آن بپردازیم.
شما کاربران می‌توانید پیرامون این موضوع اطلاعات بیشتری را در انواع پایگاه داده مشاهده کنید.
آشنایی با دیتابیس NoSQL
مشکلی که چهارچوب و قاعده‌مند کردن داده‌ها در دیتابیس‌های SQL ایجاد می‌کند، بیشتر برای بیگ دیتاها می‌باشد. در این حالت این ضابطه‌مندی ذخیره سازی داده‌ها را محدودتر نموده و کارایی و سرعت را کاهش می‌دهد. به همین جهت برای مواجه نشدن با چنین مشکلاتی، توسعه NoSQL در دستور کار قرار گرفته است. NoSQL می‌تواند مدیریت کردن و کار با حجم داده‌های عظیم را امکان پذیر کند. در این مدل، از داده‌های XML یا JSON استفاده می‌شود. این نوع داده‌ها به صورت Dynamic Schema همراه با ساختارهای غیرثابت هستند.
مهم‌ترین تفاوت NoSQL و SQL در خصوصیت یا ویژگی اسکیما داینامیک است که امکان آن را می‌دهد تا مدل Not Only SQL ایجاد گردد. در نتیجه امکان تغییر در خصوصیات داده‌ها فراهم شده و انعطاف خوبی در دیتابیس و داده‌های گوناگون و حجیم را ایجاد خواهد کرد. در کنار این ویژگی‌ها اما نمی‌توانید در مدل دیتابیس NoSQL از کوئری‌های پیچیده استفاده نمایید. از سوی دیگر، ممکن است تعداد خطاها در حالت ثبت و تغییر داده‌ها با مدل NoSQL رخ دهند. به عنوان مثال می‌توان به ایجاد حالت‌های پیش بینی نشده توسط مدیر دیتابیس اشاره کرد که هرچند اندک می‌تواند رخ دهد.
بررسی مزیت های NoSQL
برخی از مواردی که می‌توان در لیست مزیت NoSQL بیان کرد عبارتند از:
- انعطاف پذیری: NoSQL می تواند نیازهای بسیار خاص یک شرکت را در مدیریت آسان و برخورد با مدل‌های داده جدید برآورده کند. به همین خاطر است که از این مدل پایگاه داده در نتفلیکس SimpleDB، Cassandra و HBase استفاده شده است.
- هزینه کم: بسیاری از آپشن‌های NoSQL اوپن سورس بوده و به همین خاطر برای سازمان‌هایی که کوچکتر هستند، بسیار اقتصادی خواهد بود. شما می‌توانید از مدل‌های دیگر این نوع پایگاه داده مانند NoSQL (MongoDB، Amazon Dynamo) نیز برای پردازش کلان داده‌ها با هزینه‌ای اقتصادی استفاده کنید.
- مقیاس پذیری بالا: در گذشته مدیران پایگاه داده با خرید سرورهای بزرگتر برای مدیریت بارهای داده بیشتر، با افزایش مقیاس این مشکل را حل می‌کردند. در NoSQL، این مدل پایگاه داده می‌تواند بزرگ شود، به این معنی که با افزایش بار، پایگاه داده در چندین سرور توزیع می‌شود. بنابراین، پایگاه‌های داده NoSQL معمولا با سخت افزاری کم هزینه طراحی می‌شوند.
انواع NoSQL چیست؟
در ادامه بررسی این نوع پایگاه‌های داده، حال به معرفی انواع دیتابیس های NoSQL می‌پردازیم که می‌توان آن را به 5 مدل مختلف تقسیم کرد. این موارد عبارتند از:
- پایگاه داده نواسکیوال Kye-Value: دیتابیس‌هایی که در آن از یک Key به عنوان شناسه هر داده استفاده می‌شود، Database Key-value NoSQL شناخته می‌شوند. این کلید‌ها به منظور ذخیره سازی و دریافت داده‌ها یا Value استفاده شده و به جهت کارکرد ساده‌تری که دارند، پرکاربردترین نوع دیتابیس شناخته می‌شوند.
- دیتابیس Document: اگر نوع داده‌ها از فرمت XML یا JSONباشند، مدل پایگاه‌های داده اسنادی برای ذخیره سازی استفاده می‌شود. در این حالت، داده‌ها بدون ساختار و با پراکندگی بالا هستند.
- پایگاه داده Wide-column: این مدل پلتفرم‌ها مانند SQL دارای ساختاری با ستون و سطر و جدول هستند. با این حال هر ستون می‌تواند در آن داده‌هایی با فرمت‌های متفاوت داشته باشد. در نتیجه هر سطر دارای تعریف و فرمتی خاص خواهد بود. شما می‌توانید این مدل پایگاه‌های داده را بسیار منعطف برای داده‌های بزرگ دسته بندی کنید.
- پایگاه داده Graph: این نوع Database می‌تواند حجم زیادی از Relational data را در قالب یک گراف هندسی در خود ذخیره سازی کند.
پرسش های متداول
در انتهای این مقاله راجع به برخی از پرسش‌های متداول کاربران پیرامون NoSQL دیتابیس‌ها می‌توان گفت:
- امنیت در دیتابیس های NoSQL چگونه است؟
به طور کلی، پایگاه‌های داده‌ای که به صورت SQL هستند، از امنیت بالاتری نسبت به مدل‌های غیر رابطه‌ای و NoSQL برخوردار خواهند بود.
-
- دیتابیس ابری چیست؟
دیتابیس ابری همان دیتابیس ها هستند و شامل دیتابیس های مختلف SQL و NoSQL می شود، که با استفاده از فناوری رایانش ابری اجرا می شوند.
- ویژگی NoSQL چیست؟
به طور خلاصه راجع به ویژگی‌های پایگاه‌های داده NoSQL می‌توان به مواردی همچون مقیاس‌پذیری بالا، عملکرد بهینه‌تر در ذخیره سازی و پردازش خودکار، کاهش هزینه‌ها که یکی از مهم‌ترین مزیت‌های آن است و نیز بروزرسانی آنلاین داده‌ها اشاره کرد.
- کاربرد پایگاه داده NoSQL چیست؟
در پاسخ به این پرسش باید به مواردی همچون داده کاوی یا Data Mining، امکان استفاده در شبکه‌های اجتماعی با داده‌های متفاوتی که در آن وجود دارد، توسعه نرم افزارها و بازیابی اطلاعات اشاره کرد.
