Bazy danych SQL nazywane są przede wszystkim Relacyjnymi Bazami Danych, które znane są ze swojej tabelarycznej struktury i ze stałym, z góry ustalonym schematem – logiczną strukturą danych. Systemy baz danych ewoluowały przez lata, od konwencjonalnego modelu, w którym dane były zorganizowane jako tabele zwane relacjami, do bardziej elastycznych, skalowalnych modeli nierelacyjnych baz danych zwanych bazami NoSQL.
Co to jest NoSQL?
Niektórzy uważają, że termin NoSQL oznacza „non SQL”, podczas gdy wielu odnosi się do niego jako „nie tylko SQL”. Tak czy inaczej NoSQL to nierelacyjny system zarządzania bazą danych celowo zbudowany dla specyficznych modeli danych, które nie wymagają wcześniej zdefiniowanego schematu i są łatwe do skalowania. Zapewnia środki do przechowywania i pobierania danych w sposób inny niż tradycyjny format tabelaryczny stosowany w relacyjnych bazach danych. Jedną z wyróżniających się cech baz danych NoSQL jest to, że nie jest wymagany żaden konkretny schemat, co daje ogromną swobodę w przechowywaniu informacji bez konieczności martwienia się o projekt schematu. Te bazy danych zostały opracowane w celu przezwyciężenia ograniczeń konwencjonalnych modeli relacyjnych baz danych. Skupiają się one głównie na dwóch rzeczach, wysokiej prędkości operacyjnej i elastyczności w przechowywaniu danych. Te nowoczesne bazy danych zostały założone przez najlepsze firmy, takie jak Amazon, Facebook i Google.
Co to jest RDBMS?
RDBMS to skrót od „relacyjnego systemu zarządzania bazą danych”. Przez ponad cztery dekady relacyjne bazy danych były dominującym modelem baz danych wykorzystywanym do przechowywania danych w ustrukturyzowanym formacie, przy użyciu wierszy i kolumn. Ograniczenia w hierarchicznych i sieciowych bazach danych doprowadziły do rozwoju modelu relacyjnych baz danych. Struktura relacyjnej bazy danych zbudowana jest z dwuwymiarowych tabel, zwanych relacjami, stąd nazwa. Wszystkie dane i ich relacje są reprezentowane w postaci tabelarycznej, a dodatkowo zawiera ona predefiniowane tabele systemowe wymagane do operacji na bazie danych. Zawierają one informacje opisowe, które mogą być jedynie odpytywane przez użytkowników, ale nie mogą być w żaden sposób manipulowane. Na przykład wyświetla dane w formacie tabelarycznym tak jak arkusz kalkulacyjny i pozwala na przeglądanie i zmianę poszczególnych wartości w tabeli. Modele relacyjne są do dziś jednym z najczęściej używanych modeli baz danych.
Różnica między NoSQL a RDBMS
Schemat
– Schemat bazy danych to logiczny widok jej struktury na poziomie fizycznym. Reprezentuje on logiczny projekt całej bazy danych. Jest kontenerem dla tabel, widoków i innych elementów strukturalnych. Relacyjne bazy danych wymagają schematu, aby umożliwić przechowywanie danych i powinien on być zdefiniowany przed dodaniem danych do bazy. Definiuje on strukturę bazy danych i relacje między nimi. Bazy NoSQL przyjmują jednak bardziej liberalne podejście, działając bez wcześniej zdefiniowanego schematu, ponieważ w przeciwieństwie do modeli relacyjnych, bazy NoSQL nie muszą definiować struktury bazy danych w celu przechowywania i zarządzania danymi.
Struktura
– Konwencjonalne modele relacyjnych baz danych są oparte na tabelach, co oznacza, że przechowują dane w ustrukturyzowanym formacie, używając wierszy i kolumn. Jak sama nazwa wskazuje, RDBMS opiera się na modelu relacyjnym, w którym struktura składa się z relacji i jest wysoce znormalizowana. Relacje pomagają tworzyć połączenia między tabelami danych. Z kolei bazy NoSQL to nierelacyjne modele baz danych, które operują na danych, które mają bardziej złożoną strukturę niż tabele, a informacje są przechowywane jako agregaty. Bazy danych NoSQL są przeznaczone do obsługi danych nieustrukturyzowanych, takich jak zdjęcia, teksty, wiadomości e-mail, filmy itp.
Skalowalność
– Jednym z głównych problemów z relacyjnymi bazami danych jest skalowalność. Zostały one zaprojektowane specjalnie do pracy na pojedynczym serwerze, aby zminimalizować problemy z rozproszonymi obliczeniami. Nie zostały zaprojektowane tak, aby mogły być skalowane na wielu maszynach w wielu centrach danych. Relacyjne bazy danych są skalowalne pionowo i nie będą skalowane poziomo. Z drugiej strony, bazy NoSQL są skalowalne poziomo, co oznacza, że poprzez proste dodanie dodatkowych serwerów mogą być w stanie przechowywać ogromne ilości danych i są w stanie skalować się na różnych serwerach bez konieczności łączenia wierszy z wielu serwerów.
Szybkość zapytań
– Zapytanie wymaga danych, które są przechowywane jako pojedynczy rekord w bazie danych. W relacyjnych modelach baz danych, dane są przechowywane w różnych tabelach i musisz dołączyć informacje i dodać ograniczenia w tabelach w czasie zapytania. Baza danych musi ocenić wiele tabel, co znacznie zmniejsza szybkość zapytania. Z kolei bazy NoSQL opierają się na denormalizacji i starają się ją odpowiednio zoptymalizować. Wszystkie informacje potrzebne do oceny zapytania są przechowywane w jednym rekordzie, co ułatwia rozpoznanie listy pasujących rekordów, dając znacznie lepszy czas zapytania.
Podsumowanie systemu NoSQL vs. RDBMS
W przeciwieństwie do relacyjnych baz danych, które opierają się na modelu relacyjnym, którego struktura jest wysoce znormalizowana, bazy NoSQL opierają się na zdenormalizowanej strukturze danych, co również czyni je elastycznymi. Bazy NoSQL unikają operacji łączenia ze względu na problemy ze złożonością, co skutkuje lepszym czasem zapytania. W przeciwieństwie do tego, bazy NoSQL przyjmują inne podejście, ponieważ uznają znaczenie operowania na danych, które mają bardziej złożoną strukturę niż tabele. W tradycyjnych modelach relacyjnych dane są przechowywane w wielu tabelach i używają złączeń do integracji niezbędnych danych, co znacznie skraca czas zapytania. Cóż, potrzeba przechowywania ogromnych ilości danych jest powodem, dla którego bazy NoSQL zostały opracowane w pierwszej kolejności.