Реляционные бд и нереляционные бд: Реляционные и нереляционные базы данных: какие выбрать? / Хабр

Виды баз данных — обзор и сравнение популярных типов баз данных, преимущества и недостатки.


Экспертный материал,



Михаил Сергеев | Ведущий инженер


Рассказываем, какие базы данных существуют на рынке и какие у них есть преимущества и недостатки.


База данных (БД) — это набор структурированной информации, хранящейся в электронном виде. Как правило, БД управляются системой управления базами данных — СУБД. В самых распространенных типах БД информация структурируется с помощью строк и таблиц. Это упрощает работу с данными: управление, изменение, обработку и обновление.


Существует много типов БД, мы опишем только самые популярные.

Иерархические базы данных


Иерархические базы имеют древовидную схему, где единый ствол порождает множество расходящихся ветвей. В такой структуре данные структурируются согласно отношениям родитель-потомок. Схематично это похоже на папки на рабочем столе компьютера — у каждой записи есть физическая связь только с одной предыдущей, а отношение многих ко многим невозможно.

 


Рис.1. Пример иерархической базы данных.


Так как структура БД иерархична, каждая запись дерева данных должна иметь хотя бы одного родителя. Пользователь получает доступ к данным, следуя структуре, всегда инициируемой из корня древа или первого родителя.

Преимущества 


Отношения родитель-потомок обеспечивают целостность данных. Каждое изменение, сделанное в родительской таблице, автоматически обновляется и в дочерней таблице. 


Еще одно преимущество иерархических баз данных — высокий уровень безопасности.

Недостатки


Жесткая иерархия усложняет работу с данными. Если родительская и дочерняя таблицы не связаны между собой, то добавление новой записи в дочернюю таблицу усложняется, потому что ее необходимо добавить и в родительскую таблицу. 


Изменение структуры БД приводит к изменению всех прикладных программ, которые с ней работают. 


Иерархическая БД поддерживает отношения один к многим и не поддерживает отношения многие к многим.  

Реляционные базы данных


Это самый распространенный тип БД. Реляционная модель распределяет данные по таблицам. В каждом столбце таблицы указывается атрибут объекта, о котором идет речь, например, цена, почтовый индекс или дата рождения. Вместе атрибуты называются доменом. Конкретный атрибут или комбинация атрибутов выбирается в качестве первичного ключа. Когда на ключ ссылаются другие таблицы, то он называется внешним ключом.

 


Рис.2. Пример реляционной базы данных.


В отличие от иерархических, реляционные БД поддерживают не только модель один к многим, но и многие ко многим. Вдобавок любое изменение в нескольких таблицах БД влияет и на остальные таблицы. Благодаря этому, реляционная БД сохраняет целостность данных во всех приложениях и копиях БД.


Для запросов БД использует язык запросов SQL, что упрощает работу с данными.

Преимущества 


В отличие от других типов БД, реляционная обеспечивает целостность очень больших объемов данных. Это критически важно для операционной деятельности бизнеса, например, банковской сферы с миллионами ежедневных транзакций.


Реляционная БД предоставляет доступ для нескольких сотрудников одновременно, с возможностью настройки уровней доступа.

Недостатки


Для обеспечения целостности данных реляционная БД использует длительные и кратковременные блокировки. Это приводит к задержкам и недоступности данных на некоторое время. 


Реляционная база данных требует большого объема физической памяти. Кроме того, сравнительно с другими БД, у нее невысокая производительность. И чем больше объем БД, тем медленнее обрабатываются запросы.


Организация, хранение и обработка слабо структурированных или неструктурированных данных из разных источников достаточно трудная задача.

Нереляционные базы данных или базы данных NoSQL 


В отличие от реляционных, NoSQL БД не используют табличную схему строк и столбцов и поэтому способны обрабатывать неструктурированные данные. Вместо таблиц БД применяют несколько моделей, в зависимости от типа обрабатываемых данных. Рассмотрим модели подробнее.  

Документоориентированные базы данных


Такой тип БД управляет так называемым документом: набором значений и данных объекта. Важно, что один документ может содержать сведения, которые в реляционной СУБД обычно распределяются по нескольким реляционным таблицам. Вдобавок документоориентированные БД не требуют, чтобы все документы имели одинаковую структуру. Доступ к документам дается через ключ — уникальный идентификатор документа.

 


Рис.3. Пример документоориентированной базы данных

Колоночные базы данных


Такие БД  упорядочивают данные по столбцам и строкам, подобно тому, как это делается в реляционной базе данных. Столбцы разделяются на группы, в каждую включен набор логически связанных столбцов, которые извлекаются или управляются как единое целое.

 


Рис. 4. Пример колоночной базы данных.

Графовые базы данных 


Такой тип БД делит данные на два типа: узлы и ребра. Узлами называются объекты, а ребрами — связи между ними и направления этих связей. 

 


Рис.5. Пример структуры графовой базы данных


Графовые базы данных помогают быстро анализировать огромное количество данных со сложными связями.


Другие типы баз данных NoSQL:


  • Базы данных временных рядов.


  • Объектные базы данных.


  • Базы данных внешних индексов.


  • Базы данных  «Ключ — значение» .

Преимущества 


NoSQL БД обладают высокой гибкостью, способны хранить обрабатывать как структурированные, так и неструктурированные данные. Кроме того, такие БД быстро масштабируются с ростом количества данных, сохраняя высокую производительность.  

Недостатки


Отсутствие единого общепризнанного стандарта, определяющего правила и роли баз данных NoSQL. Структура и языки запросов сильно различаются в разных продуктах NoSQL.


У NoSQL БД могут быть проблемы с обработкой информации, требующей строгой согласованности во всем наборе данных.

Объектно-ориентированная база данных


Объектно-ориентированные базы данных — это постреляционная модель БД. Она включает в себя таблицы, но не ограничивается ими. В таких БД информация хранится в виде набора объектов или программных элементов многократного использования.

 


Рис.6. Пример объектно-ориентированной базы данных



Объектно-ориентированные базы данных делятся на несколько видов:


  • База данных мультимедиа включает мультимедийные данные, например, изображения, что невозможно в реляционной базе данных.

Преимущества 


Объектно-ориентированная модель БД помогает точнее моделировать «реальный мир» и работать объектами, с которыми трудно справиться другим типам БД.  


БД позволяют создавать новые типы данных из уже существующих, выделять общие свойства нескольких классов и сформировать из них суперкласс, который можно использовать совместно с подклассами. Это помогает уменьшить избыточность внутри системы и считается одним из основных преимуществ объектно-ориентированного подхода. 


В них можно хранить самые разные типы данных, например, изображения и видео.

Недостатки


У большинства пользователей еще мало опыта работы с такими БД, вдобавок работу с ними усложняет отсутствие универсальной модели данных и общепризнанного языка запросов.


Невозможно разграничить доступ пользователей к отдельным объектам или классам.

Системы управления базами данных — СУБД


СУБД — это ПО для создания и управления базами данных. 

Самые популярные СУБД

 


Рис.7. Рейтинг популярности СУБД


Источник: Statista.

Российские СУБД


Ведущими поставщиками СУБД являются IBM, Oracle и Microsoft. Сейчас доступ к иностранным СУБД из России ограничен, поэтому корпоративные заказчики стали переходить на российские разработки: Postgres Pro, Arenadata DB и СУБД Ред База Данных. Важно понимать, что выбор СУБД в каждом случае зависит от приложений, которыми она будет управляться, поэтому выбор СУБД — привилегия разработчика, а не пользователя. 

Postgres Pro


Объектно-реляционная СУБД Postgres Pro разработана компанией Postgres Professional с использованием свободно распространяемой СУБД PostgreSQL и значительно переработана под требования корпоративного сегмента. Входит в реестр российского ПО.

Arenadata DB


Реляционная СУБД Arenadata DB (ADB) — построена на свободно распространяемой СУБД Greenplum. Входит в реестр российского ПО.

СУБД Ред База Данных


Реляционная СУБД, основанная на свободно распространяемой СУБД Firebird. Входит в реестр российского ПО.

Что предлагает Corpsoft24


Мы предлагаем в аренду серверы для самостоятельного развертывания и управления СУБД в облаке. Размещение в облаке имеет несколько преимуществ сравнительно с локальным: 


  1. Доступ из любой точки, что удобно организациям с несколькими филиалами и удаленными сотрудниками.


  2. Масштабируемость — практически неограниченные ресурсы для работы с данными. 


  3. Отказоустойчивость и высокая производительность без задержки и сбоев. 


  4. Резервное копирование для защиты данных.  



Автор: Сергей Драгун


Получить доступ к виртуальной инфраструктуре Corpsoft24


Подробнее

Базы данных SQL и NoSQL: В чем разница?

База данных SQL — это реляционная база данных, которая использует язык структурированных запросов (SQL) для хранения, получения и манипулирования данными. Он квалифицируется как язык программирования. Базы данных SQL являются наиболее распространенным типом реляционных баз данных, и их используют самые разные предприятия и организации.

Базы данных на структурированном языке Query (SQL) просты в использовании и обслуживании и обладают множеством функций, которые делают их хорошо подходящими для различных приложений. Например, базы данных SQL обеспечивают следующее:

  • Надежная защита данных
  • Масштабируемость
  • Высокая производительность
  • Простота использования

Что такое база данных NoSQL (нереляционная база данных)?

База данных NoSQL — это нереляционная база данных, в которой не используется традиционная табличная структура реляционных баз данных. Базы данных NoSQL часто используются для обработки больших объемов данных, которые не очень хорошо подходят для реляционной модели.

Базы данных NoSQL можно разделить на четыре основные категории:

Хранилища, ориентированные на ключи и значения

База данных NoSQL хранит данные без схемы в виде набора пар ключ-значение. Значение, которое может быть любым, от простого текста до более сложной структуры данных, ищется по ключу. Примерами хранилищ ключевых значений являются DynamoDB и Riak.

Хранилища, ориентированные на столбцы

В них данные хранятся в столбцах, а не в строках. Хранилища, ориентированные на столбцы, часто используются для хранилищ данных и аналитических приложений. Примерами хранилищ, ориентированных на столбцы, являются Cassandra и HBase.

Хранилища документов

В таких базах данных NoSQL данные хранятся в документах. Документы могут быть структурированы любым способом, что делает их очень гибкими. Примерами хранилищ документов являются MongoDB и Couchbase.

Графовые хранилища

Эти базы данных хранят данные в виде графовой структуры, с узлами и ребрами, соединяющими данные. Графовые хранилища часто используются в приложениях, которым необходимо анализировать сложные взаимосвязи. Примерами графовых хранилищ являются Neo4j и OrientDB.

Плюсы SQL

Базы данных SQL (реляционные системы управления базами данных) существуют уже несколько десятилетий и являются самыми популярными базами данных, используемыми сегодня. Вот несколько причин, по которым базы данных SQL так популярны:

  1. Базы данных SQL просты в использовании. Даже люди, не имеющие опыта работы с базами данных, могут научиться использовать базы данных SQL, пройдя небольшое обучение.
  2. Они очень универсальны и могут использоваться для любых целей — от небольших персональных до крупных корпоративных баз данных, нуждающихся в хранении данных.
  3. Базы данных SQL надежны. Они предназначены для обработки больших объемов данных и транзакций без потери или повреждения базы данных. Если в них используется распределенная база данных, это может обеспечить безопасность. В распределенной базе данных подобные базы данных находятся в разных местах.
  4. Их можно масштабировать. Их можно легко расширить, чтобы вместить больше данных и пользователей по мере необходимости. Вы получаете больше места для хранения данных.
  5. Большинство крупных поставщиков баз данных поддерживают базы данных SQL. Это означает, что у предприятий есть много вариантов, когда дело доходит до выбора базы данных SQL.
  6. Их поддерживает сильное сообщество разработчиков. Это сообщество обеспечивает поддержку и ресурсы для предприятий и частных лиц, использующих базы данных SQL.

SQL против NoSQL: Основные различия

Базы данных SQL и NoSQL — два самых популярных типа баз данных. Они обе могущественны и ценны по-своему. Вот основные различия:

  • Базы данных SQL — это реляционные базы данных. Это означает, что данные организованы в таблицы, и каждая таблица имеет определенную структуру. Таблицы связаны друг с другом посредством отношений. Это делает базы данных SQL очень мощными для хранения данных, доступ к которым должен осуществляться определенным образом.
  • Базы данных NoSQL — это нереляционные базы данных. Это означает, что данные хранятся в виде набора документов. У этих документов нет определенной структуры, и они не связаны друг с другом отношениями. Таким образом, они больше подходят для хранения данных, к которым не нужно обращаться определенным образом.
  • Одно из основных различий между базами данных SQL и NoSQL заключается в способе масштабирования. Базы данных SQL используют вертикальное масштабирование, то есть они масштабируются за счет увеличения мощности сервера. Базы данных NoSQL используют горизонтальное масштабирование, то есть они масштабируются путем добавления большего количества серверов.
  • Еще одно различие заключается в том, что базы данных SQL обычно дороже в обслуживании, чем базы данных NoSQL. Базы данных SQL требуют большего администрирования, например, создания и поддержки индексов и представлений. Базы данных NoSQL зачастую менее затратны, так как требуют меньше администрирования.
  • Базы данных SQL также обычно более сложны, чем базы данных NoSQL. Это связано с тем, что базы данных SQL должны следовать правилам ACID (атомарность, согласованность, изоляция и долговечность), что может сделать их более медленными и сложными. С другой стороны, базы данных NoSQL часто более просты и могут быть быстрее, поскольку им не нужно следовать правилам ACID.

Попробуйте no-code платформу AppMaster

AppMaster поможет создать любое веб, мобильное или серверное приложение в 10 раз быстрее и 3 раза дешевле

Начать бесплатно

Правила SQL ACID :

ACID означает атомарность, согласованность, изолированность и долговечность. Короче говоря, это означает, что данные хранятся надежно и безопасно, а транзакции обрабатываются надежно и последовательно. NoSQL, с другой стороны, не следует правилам ACID. Это означает, что он более гибок в хранении и обработке данных. Однако это также означает, что данные не всегда хранятся надежно и безопасно, а обработка транзакций может быть ненадежной и непоследовательной.

Итак, что же лучше? Это зависит от ваших потребностей. Если вам нужна гибкая база данных, способная обрабатывать большое количество данных, то NoSQL — хороший выбор. Если вам нужна надежная и последовательная база данных, то лучше выбрать SQL. Если вам нужна база данных, в которой легко выполнять запросы и которая масштабируется по вертикали, то лучшим выбором будет база данных SQL. Если вам нужна база данных, которая легко масштабируется по горизонтали и не требует больших затрат на обслуживание, то лучшим выбором будет база данных NoSQL.

MongoDB vs MySQL

MongoDB и MySQL — оба популярных варианта в мире баз данных. Но какая из них является правильным выбором для вашего проекта? В этой статье мы сравним MongoDB и MySQL с точки зрения производительности, масштабируемости и простоты использования.

  • MongoDB — это документо-ориентированная база данных, которую легко масштабировать. Она использует JSON-подобные документы с динамическими схемами, что облегчает хранение и запрос данных. Она также подходит для неструктурированных данных, таких как файлы журналов и данные социальных сетей.
  • MySQL — это реляционная база данных, которую сложнее масштабировать. Она использует фиксированную схему, что усложняет хранение и запрос данных. Однако MySQL является хорошим выбором для структурированных данных, таких как финансовые данные. С точки зрения производительности MongoDB в целом быстрее, чем MySQL. Она также более масштабируема, чем MySQL.
  • С точки зрения простоты использования, MongoDB проще в использовании, чем MySQL.

Итак, какая база данных является правильным выбором для вашего проекта? Это зависит от требований вашего проекта. MongoDB — хороший выбор, если вам нужна быстрая, масштабируемая база данных для неструктурированных данных. MySQL подойдет, если вам нужна реляционная база данных для структурированных данных.

Облако и будущее SQL и NoSQL

Облако стало неотъемлемой частью нашей личной и профессиональной жизни. Нелегко представить себе мир без него. Облако позволило нам получить доступ к информации и приложениям в любом месте и в любое время. Оно также позволило нам более эффективно хранить данные и обмениваться ими. Оно упростило хранение данных.

Облако оказало значительное влияние на мир баз данных. В прошлом большинство предприятий использовали реляционные базы данных, такие как SQL. Однако облако также позволило компаниям использовать базы данных NoSQL. Базы данных NoSQL менее жесткие и более масштабируемые, чем базы данных SQL. Они также лучше подходят для работы с большими данными.

Примеры баз данных SQL

Базы данных SQL — одни из самых распространенных баз данных в мире, использующие несколько языков SQL. Они используются в различных приложениях, от малого бизнеса до крупных предприятий.

Они просты в использовании и обладают большой гибкостью. Компании могут использовать их для хранения, манипулирования и поиска данных.

Существует множество различных типов баз данных SQL, но наиболее распространенными являются MySQL, Microsoft SQL Server, MariaDB и Oracle.

MySQL — это бесплатная база данных с открытым исходным кодом, популярная среди малого бизнеса и веб-приложений.

Microsoft SQL Server — это коммерческая база данных, которую используют крупные организации. Oracle также является коммерческой базой данных.

Примеры баз данных NoSQL

MongoDB — популярная база данных NoSQL. Это документо-ориентированная база данных, простая в использовании и масштабируемая. MongoDB также очень гибкая, позволяющая хранить широкий спектр типов данных. Они могут работать с большими данными.

Попробуйте no-code платформу AppMaster

AppMaster поможет создать любое веб, мобильное или серверное приложение в 10 раз быстрее и 3 раза дешевле

Начать бесплатно

Cassandra — еще одна популярная база данных NoSQL. Это база данных, ориентированная на столбцы, которая разработана для обеспечения высокой доступности и масштабируемости. Cassandra часто используется для хранения больших объемов данных.

HBase — это база данных, ориентированная на столбцы, построенная на основе файловой системы Hadoop. HBase разработана для масштабируемости и производительности. HBase часто используется для анализа данных в режиме реального времени.

Redis — это надежная база данных in-memory, которая часто используется для кэширования. Redis быстра и может использоваться для многих приложений.

Базы данных NoSQL становятся все более популярными по мере роста потребности в масштабируемости и гибкости. Существует несколько типов баз данных NoSQL, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны. В этой статье мы рассмотрели некоторые из наиболее популярных баз данных NoSQL и изучили их особенности. Теперь давайте разберемся, когда какую из них использовать.

Когда использовать SQL против NoSQL для вашего бизнеса

Не существует универсального ответа на вопрос, когда использовать SQL против NoSQL для вашего бизнеса. Решение о том, какую технологию базы данных использовать, зависит от нескольких факторов, включая характер данных, требования к производительности, требования к масштабируемости и бюджет.

Некоторые компании явно предпочтут одну технологию баз данных другой. Например, компании, работающие с большими объемами структурированных данных, могут обнаружить, что базы данных SQL подходят лучше. С другой стороны, компании, которым необходимо быстро масштабироваться и работать с большими объемами неструктурированных данных, могут решить, что базы данных NoSQL — лучший выбор.

Другим компаниям может понадобиться использовать базы данных SQL и NoSQL, чтобы получить максимальную отдачу от своих данных. Например, компания может использовать базу данных SQL для транзакционных данных и базу данных NoSQL для аналитики.

Суть в том, что при выборе между базами данных SQL и NoSQL нет правильного или неправильного ответа. Лучшее решение для вашего бизнеса будет зависеть от вашей конкретной должности.

База данных в AppMaster

Если вы разработчик, вы знаете, что одной из важнейших частей вашей работы является создание и поддержка базы данных. И если вы работаете с MySQL, вы знаете, что это может быть сложной задачей. Но что если бы существовал инструмент, который мог бы упростить создание и управление базами данных даже для тех, кто имеет минимальный опыт кодирования?

Более того, хотя каждый тип базы данных имеет свои уникальные особенности, все они имеют одну общую задачу: разработка схемы базы данных. Это процесс разработки таблиц, полей и связей между ними, в которых будут храниться данные.

Это может быть сложный и трудоемкий процесс, особенно если база данных должна быть совместима с несколькими типами. Именно здесь на помощь приходит AppMaster.

  • Это no-code инструмент проектирования баз данных, который позволяет легко создавать модели и отношения, не зависящие от базы данных. Он предназначен для работы с любой реляционной базой данных, поэтому вы можете один раз спланировать схему, а затем развернуть ее на базе данных любого типа, который вам нужен.
  • Этот инструмент визуального проектирования баз данных облегчит вам жизнь. С помощью AppMaster вы можете легко создавать базы данных, проектировать таблицы и управлять данными без использования языка программирования. И все это с помощью мощного искусственного интеллекта.
  • С AppMaster создать базу данных очень просто. Вам не нужно писать сложный код; вы можете drag and drop таблицы в диаграмму для построения и визуализации базы данных и создания связей между ними.

    This entry was posted in Популярное