بانک اطلاعاتی ( DataBase )

چند نوع بانک اطلاعاتی داریم؟

دیتابیس یا پایگاه داده، مکانی برای ذخیره سازی و نگهداری از داده های سیستمی است. از لحاظ تقسیم بندی، دیتابیس یا پایگاه داده به دو دسته تقسیم می شود. SQL و NoSQL . تفاوت این دو نوع در طریق ساخت آنها، نوع اطلاعات قابل ذخیره بر روی آنها و شیوه ذخیره اطلاعات است. بانک های اطلاعاتی SQL، رابطه ای هستند و مانند لیست مخاطبین در تلفن همراه، ساختار مشخصی دارند. بانک‌های اطلاعاتی غیر رابطه ای NoSQL، مبتنی بر سند رفتار می‌کنند. مانند پوشه‌ها که هر کدام شامل اطلاعات یک شخص خاص هستند. من ارسلان میربزرگی، در ادامه این مقاله قصد دارم تفاوت‌های این دو بانک اطلاعاتی را به همراه ویژگی‌های هر کدام برای شما به زبان ساده بیان کنم.

بانک های اطلاعاتی رابطه ای SQL:

تفاوت بزرگ میان دو دیتابیس که در پاراگراف قبل به آنها اشاره کردیم، نحوه سازماندهی داده‌ها توسط هر کدام است. شیوه دسته‌بندی اطلاعات در دیتابیس‌های SQL سختگیرانه طراحی شده است. به طوری که داده ها در این دیتابیس یا پایگاه داده، بسیار مرتب دسته بندی شده اند. این مدل دسته بندی توسط کمپانی IBM و در سال 1970 ارائه شد. داده‌ها در دیتابیس‌ها می توانند دارای تعدادی جدول متفاوت باشند. در هر یک از این جداول، تعدادی سطر و ستون قرار دارد و در سطرها، آیتم‌ها و در ستون ها، داده‌های مربوط به هر آیتم قرار می گیرد. در بررسی دیتابیس، به ارتباط میان جدول و نوع فیلدها schema گفته می‌شود.

قبل از ورود هر داده ای به بانک اطلاعاتی SQL در دیتابیس یا پایگاه داده، بهتر است ابتدا تعریف دقیقی از schema ارائه کنیم. شرط ضروری برای عملکرد صحیح یک بانک اطلاعاتی، طراحی صحیح است. در صورتی که طراحی schema ناقص یا ضعیف انجام شود، در داده ها ناهماهنگی ایجاد خواهد شد و در صورتی که آیتم جدید را به بانک اطلاعاتی اضافه کنید، با مشکل مواجه خواهید شد و حتی نیاز به ویرایش تمام داده های بانک اطلاعاتی پیدا خواهید کرد. طراحی صحیح schema به خصوص برای کسب و کارهایی که داده ها در آن ها اهمیت بسیار دارند (مانند بانک ها)، امری حیاتی به حساب می آید.

 

چرا از بانک اطلاعاتی رابطه ای SQL استفاده می کنیم؟

در دیتابیس به دلایل مختلفی از بانک های SQL استفاده می شود. به طور کلی اگر دیتابیس شما NoSQL است و فاقد ACID می باشد و یا ACID در آن اهمیتی ندارد و به همین دلیل در دیتابیس خود با ناسازگاری داده ها مواجه هستید یا اینکه در داده های شما تغییری ایجاد نمیشود، بهترین گزینه برای شما، استفاده از دیتابیس‌های SQL در است. پستگرس(Postgres) و MySQL دو دیتابیس معروف با این ساختار هستند. این دو دیتابیس به دلیل شباهت ساختاری به یکدیگر و همچنین سبک و کم حجم بودن، در برنامه های open Source و یا تحت وب، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. این دیتابیس ها با وجود اینکه از الگوریتم های متفاوتی در سرعت انتقال و ذخیره داده استفاده می کنند اما تقریبا سرعت یکسانی با هم دارند.

دیتابیس Postgres نسبت به MySQL دارای امکانات بیشتری است و از این رو برای برنامه های open Source بسیار مناسب است. همچنین کار با این دیتابیس برای برنامه نویسانی که با oracle یا Microsoft SQL سر و کار دارند، نسبت به MySQL راحت تر است. از طرفی MySQL را نیز نباید فراموش کرد. در واقع دیتابیس Postgres برای برطرف کردن نقص های موجود در MySQL طراحی شده است تا جایی که Clustering و ACID در Postgres نسبت MySQL بهتر اجرا می شوند. اگر بخواهیم مقایسه کوتاهی بین Postgres و MySQL انجام دهیم، می توانیم آن را در قالب جدول زیر بیان کنیم.

 

هر یک از دیتابیس های Postgres و MySQL دارای معایب و مزایایی هستند و انتخاب هر کدام در هر پروژه، به هدف آن پروژه وابسته است اما با توجه به نکات گفته شده، استفاده از Postgres در پروژه ها مناسب تر به نظر می رسد.

بانک اطلاعاتی غیر رابطه ای NoSQL:

در بالا توضیح دادیم که قبل از ورود هر داده به بانک اطلاعاتی SQL نیازمند ساختن schema هستیم. اما فرض کنید داده های شما بهم ریخته باشند یا به صورت واضح مشخص نشده باشند. در این حالت به جای ویرایش داده ها برای ساخت schema، می توانید از بانک اطلاعاتی دیگری به نام بانک اطلاعاتی غیر رابطه ای یا NoSQL استفاده کنید. این نوع بانک اطلاعاتی بسیار انعطاف پذیرتر از بانک اطلاعاتی SQL است و شما می‌توانید تمام اطلاعات مرتبط باهم را در یک قسمت خاص وارد کنید.

بانک های اطلاعاتی NoSQL در پایگاه داده، برخلاف بانک های اطلاعاتی SQL به جای ذخیره داده ها در جدول، آنها را در سند ذخیره می کنند. این روش برای ذخیره داده های سازماندهی نشده مانند تصاویر یا مقالات، در یک سند بسیار مناسب است. از طرفی با استفاده از این بانک های اطلاعاتی NoSQL، جستجو در بین داده ها نیز آسان تر خواهد بود. شایان ذکر است که این بانک های اطلاعاتی نسبت به بانک های SQL نیازمند حافظه بیشتر و قدرت پردازش بالاتری در دیتابیس هستند.

چرا از بانک‌های اطلاعاتی رابطه ای NoSQL استفاده می کنیم؟

استفاده از بانک های اطلاعاتی NoSQL در دیتابیس نیز دلایل مختلفی دارد. در صورتی‌که میزان داده‌های شما زیاد و یا اندازه آنها حجیم باشد، نمی‌توانید از بانک‌های SQL استفاده کنید. در این حالت بهترین راه استفاده از بانک های NoSQL است. شما می‌توانید داده های خود را بدون در نظر گرفتن حجم، نوع داده ها و همچنین بدون اعمال هیچ گونه سازماندهی، در بانک های اطلاعاتی NoSQL در دیتابیس ذخیره کنید.

مزیت دیگر استفاده از بانک های NoSQL، ذخیره سازی داده های بر روی فضای ابری دیتابیس است. این مزیت باعث صرفه جویی در فضای دیتابیس می شود. البته برای افزایش عملکرد این مدل از ذخیره سازی داده‌ها، بهتر است داده‌ها بر روی سرورهای مختلف ذخیره شوند. بانک‌های اطلاعاتی NoSQL از schema استفاده نمی‌کنند بنابراین زمان ساخت یک پروژه توسط شما به طور قابل توجهی کاهش خواهد یافت.

انواع بانک اطلاعاتی رابطه ای NoSQL

در جدول زیر 4 مدل از بانک های اطلاعاتی NoSQL به همراه ویژگی های مهم هر یک ذکر شده است.

 

در بانک اطلاعاتی مدل Key-Value، داده های شامل کلید های و مقادیر، در یک مسیر بدون ساختار ذخیره می شوند. Cassandra، Azure، LevelDB و Riak نمونه‌هایی از این نوع پایگاه داده هستند. بانک های Column Store، داده ها را به روش ستونی یا Wide-Column در دیتابیس ذخیره می کنند. در این روش از ستون‌ها برای ذخیره داده‌ها استفاده شده که بیشترین میزان کارایی را در اختیار کاربر قرار می دهد. Hbase، BigTable و HyperTable را می‌توان به عنوان نمونه‌هایی از این نوع بانک مثال زد.

در بانک های Document، ذخیره اطلاعات مانند بانک های اطلاعاتی Key-Value منتها با پیچیدگی بیشتر است. داده های ذخیره شده در این مدل در قالب یک سند با کلید مخصوص به خود ذخیره می شود. MongoDB و CouchDB نمونه هایی از این نوع هستند. در نهایت بانک های اطلاعاتی Graph Database، یکی از بهترین راه برای ذخیره داده‌های مرتبط با هم در دیتابیس است. از این مدل می توان به Polyglot و neo4j اشاره کرد.

تفاوت های کلی بانک‌های اطلاعاتی SQL  و NoSQL:

اگر بخواهیم به صورت تیتروار، تفاوت‌های این دو نوع دیتابیس را عنوان کنیم می‌توانیم به این صورت بیان کنیم که:

1. بانک های SQL به عنوان دیتابیس رابطه ای و بانک های NoSQL به عنوان دیتابیس غیر رابطه‌ای شناخته می‌شوند.
2. ذخیره اطلاعات در بانک‌های SQL در جداول و ستون‌ها و در دیتابیس NoSQL در اسناد، key-value ها، گراف‌ها و wide-column است.
3. برای ورود داده ها به بانک NoSQL برخلاف بانک های SQL به ساخت schema نیازی نیست.
4.  بانک های SQL بر ACID و بانک های NoSQL بر اجرای روند CAP تاکید دارند.
5.  در محیطی مانند اپلیکیشن‌هایی که حجم داده بالایی در آن‌ها جابجا می‌شود، بانک‌های اطلاعاتی SQL مناسب‌تر هستند.
6.  برای مقیاس پذیری دردیتابیس رابطه‌ای، لازم است ماهیت دیتابیس تغییر کند. همچنین این کار بسیار زمان بر است. در صورتی‌که اعمال هرگونه تغییر بر روی دیتابیس‌های NoSQL بسیار ساده‌تر است.
7. دیتابیس‌های SQL معمولا از پشتیبانی خوبی برخوردار هستند. حتی برخی از شرکت‌ها به صورت رسمی و منحصرا سرویس‌های پشتیبانی را برای این دسته از دیتابیس‌ها ارائه می دهند. در مقابل، صرفا برخی از بانک های اطلاعاتی NoSQL دارای پشتیبانی مناسب هستند. سایر مدل‌های این بانک‌ها پشتیبانی رسمی وجود ندارند و پشتیبانی از آن‌ها صرفا در انجمن‌های موجود در اینترنت انجام می‌شود.

و درآخر

به طور کلی و با توجه‌به توضیحات داده شده در این مقاله، بهتر است از یک دیتابیس مانند SQL استفاده شود. در صورتی‌که نیاز به عملیات و یا ویژگی خاصی در پروژه داریم از ترکیب دیتابیس های NoSQL مناسب با دیتابیس SQL استفاده کنیم. وبسایت میربزرگی قصد دارد تا با ارائه مقاله ها و تجربه‌های کاربردی شما را در زمینه یادگیری و رفع اشکالاتتان کمک کند. در صورت وجود هرگونه سوالی به من ایمیل بزنید.