SQL, NoSQL и другие модели баз данных

Linux, MariaDB, mySQL | Amber | Комментировать запись

Память – один из важнейших ресурсов компьютера. Существует множество техник и методов его внедрения. Как правило, каждая машина имеет специальное устройство для обработки и хранения данных.

Сегодня почти невозможно представить себе приложение, для работы которого не требуется этот ресурс и связанные с ним функции машины. Все программы (от простейших игр до сложных бизнес-инструментов) при выполнении какой-либо операции обрабатывают, сохраняют и извлекают определённые данные.

Системы управления базами данных (СУБД) – это продвинутое программное обеспечение, оборудованное интерфейсом API, которое отвечает за выполнение все вышеперечисленных задач. Существует множество моделей СУБД (например, реляционные СУБД, системы NoSQL и т.п.), каждая из которых предназначена для решения определённых проблем. Для реализации этих моделей разработано большое количество приложений (MySQL, PostgreSQL, MongoDB, Redis и т.д.).

Эта статья расскажет об основных понятиях баз данных и СУБД, о логике разных моделей БД и методах их применения.

Системы управления базами данных

Система управления базами данных – это широкий термин, охватывающий множество абсолютно не похожих друг на друга инструментов (например, программы и встроенные библиотеки). Такие приложения обрабатывают или помогают обрабатывать и систематизировать данные. Поскольку сама информация бывает разных форм и объемов, на сегодняшний день разработано огромное множество СУБД и приложений, удовлетворяющих различные потребности компьютеризации и программирования.

СУБД основываются на различных моделях баз данных (то есть, структурах, которые определяют, как нужно обрабатывать данные). Каждая модель представляет уникальный метод обработки, хранения и извлечения данных.

Несмотря на широкий выбор СУБД, популярным становится относительно небольшое количество средств их реализации. На сегодняшний день наиболее распространёнными являются реляционные СУБД.

Модели баз данных

Каждая СУБД для систематизации данных применяет уникальную модель. Именно модель определяет методы работы приложения и обработки информации.

Существует несколько типов моделей баз данных, каждый из которых предоставляет собственный набор методов структурирования данных. Как говорилось ранее, сегодня самой популярной моделью является реляционная.

Реляционные БД очень производительны и гибки, однако у них есть ряд недостатков.

Сегодня растёт популярность модели NoSQL, которая предоставляет ряд функций, отсутствующих в реляционной модели. Такие БД предлагают намного более свободный, гибкий и простой способ работы с информацией. Конечно, базы NoSQL также имеют ряд недостатков и проблем.

Реляционная модель

Представленная в 70-х годах реляционная модель предлагает очень удобный и адаптируемый метод работы с данными. Она расширяет структуру предшествующих ей моделей, вводя понятие отношений. Отношения позволяют группировать данные и создавать коллекции данных – таблицы, которые хранят информацию в структурированном виде (например, имя и адрес посетителя) и связывают все входные данные путём присвоения значений атрибутов (например, идентификационный номер посетителя).

Благодаря постоянным исследованиям и усовершенствованиям реляционные БД очень производительны и надёжны. Сегодня их используют для поддержки приложений, чьи данные не должны быть утрачены ни при каких обстоятельствах.

Подход NoSQL

Подход NoSQL избавляется от этих ограничений, вследствие чего появляются новые средства хранения, запроса и использования информации.

Базы данных NoSQL основаны на неструктурированном подходе и снимают ограничения, установленные строгими отношениями данных в реляционных БД. Таким образом, NoSQL предоставляет возможность выбирать новые методы работы с данными в зависимости от требований приложения.

Популярные системы управления базами данных

Рассмотрим несколько наиболее популярных и распространённых баз данных. Как видите, сегодня предпочтение отдают либо реляционной модели, либо относительно новому подходу NoSQL.

Реляционные СУБД

Реляционные системы управления базами данных – надёжный, продуктивный и безопасный способ хранения данных.

Такие СУБД используют чётко установленные схемы для приёма данных. Этот заданный пользователем формат определяет, как именно нужно получать и использовать данные. По сути, схемы похожи на таблицы, где столбцы определяют порядковый номер и тип записи, а строки представляют сами записи.

Популярные реляционные СУБД:

• SQLite: встроенная продуктивная СУБД.
• MySQL: самая популярная на сегодняшний день СУБД.
• PostgreSQL: самая продвинутая SQL-совместимая открытая объектно-реляционная система.

Системы NoSQL (NewSQL)

По сравнению с реляционными БД, базы данных NoSQL не предоставляют модели как таковой. Существует множество реализаций NoSQL, каждая из которых предназначена для решения определённых проблем.

В отличие от традиционных реляционных баз данных, NoSQL позволяет группировать коллекции данных с базами данных (например, MongoDB). Такие хранилища  документов хранят все данные вместе как одну коллекцию (или документ). Эти документы можно представить как единый объект данных, похожий на JSON.

Базы NoSQL не имеют единого способа запроса данных. Каждая реализация NoSQL предоставляет собственную систему запросов.

Сравнение систем SQL и NoSQL

Чтобы подвести итоги, проанализируем различия баз данных SQL и NoSQL.

• Структура и типы данных: SQL/реляционные БД используют для хранения данных структуру с заданными атрибутами. Базам NoSQL такая структура не нужна.
• Запросы: вне зависимости от лицензии, все реляционные базы данных реализуют стандарт SQL (Structured Query Language). Каждая база данных NoSQL предоставляет уникальный способ работы с данными.
• Масштабирование: и базы SQL, и NoSQL просты в вертикальном масштабировании. Однако более современные и простые приложения NoSQL, как правило, предлагают более простое горизонтальное масштабирование.
• Надёжность: что касается безопасности транзакций, базы SQL пока что лучше.
• Поддержка: реляционные  базы данных имеют многолетнюю историю. Они очень популярны. Существует множество платных и бесплатных версий реляционных БД. Сбои и ошибки реляционных баз  данных проще устранить. Этого нельзя сказать о базах NoSQL: чем сложнее база данных, тем сложнее восстановить её работу.