إيجابيات وسلبيات استخدام قواعد البيانات العلائقية وقواعد بيانات NoSQL لتخزين البيانات الوصفية

كان الجدل بين قواعد البيانات العلائقية وقواعد بيانات NoSQL موجودًا منذ سنوات عديدة. في الماضي ، كان النقاش يركز بشكل كبير على الأداء وقابلية التوسع. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، تحول النقاش إلى التركيز على البيانات الوصفية. هناك بعض الاعتبارات الرئيسية عند اتخاذ قرار باستخدام قاعدة بيانات علائقية أو قاعدة بيانات NoSQL لتخزين البيانات الوصفية. الأول هو حجم وتعقيد البيانات الوصفية. إذا كانت البيانات الوصفية صغيرة وبسيطة ، فقد تكون قاعدة بيانات NoSQL خيارًا أفضل. ومع ذلك ، إذا كانت البيانات الوصفية كبيرة ومعقدة ، فقد تكون قاعدة البيانات العلائقية خيارًا أفضل. الاعتبار الثاني هو بنية البيانات الوصفية. إذا كانت البيانات الوصفية منظمة للغاية ، فقد تكون قاعدة البيانات العلائقية خيارًا أفضل. ومع ذلك ، إذا كانت البيانات الوصفية أقل تنظيمًا ، فقد تكون قاعدة بيانات NoSQL خيارًا أفضل. الاعتبار الثالث هو إمكانية الاستعلام عن البيانات الوصفية. إذا كانت البيانات الوصفية قابلة للاستعلام بشكل كبير ، فقد تكون قاعدة البيانات العلائقية خيارًا أفضل. ومع ذلك ، إذا كانت البيانات الوصفية أقل قابلية للاستعلام ، فقد تكون قاعدة بيانات NoSQL خيارًا أفضل. أخيرًا ، الاعتبار الرابع هو قابلية توسيع البيانات الوصفية. إذا كانت البيانات الوصفية قابلة للتطوير بدرجة كبيرة ، فقد تكون قاعدة بيانات NoSQL خيارًا أفضل. ومع ذلك ، إذا كانت البيانات الوصفية أقل قابلية للتوسع ، فقد تكون قاعدة البيانات العلائقية خيارًا أفضل.

تُستخدم أنظمة قواعد البيانات ذات القدرات العلائقية و NoSQL بشكل شائع في تطبيقات السحابة الأصلية. يتم تخزين البيانات بشكل مختلف ، والمستخدم ليس هو نفسه النظام. عادةً ما يتم تخزين البيانات غير المهيكلة أو شبه المنظمة في أزواج أو مستندات ذات قيمة رئيسية في قاعدة بيانات No-SQL. نظرًا لأن مخازن البيانات NoSQL تؤدي أوقات استجابة أقل من الثانية في الخدمات ذات الحجم الكبير ، فهي مفضلة على الأنواع الأخرى من مخازن البيانات. عندما تقوم بالاستعلام عن نظام ثابت لعنصر تم تحديثه حاليًا ، انتظر هذه الاستجابة حتى يتم تحديث كافة النسخ المتماثلة بنجاح. إذا تم إرجاع رد فوري ، فهذه هي أحدث البيانات ؛ إذا لم يكن كذلك ، فهو أحدث رد. تفشل عقدة النسخ المتماثل إذا تم تعيين Partition Tolerance ، ولكن سيستمر تشغيل النظام.

قاعدة البيانات كخدمة (DBaaS) هي تطبيق سحابي أصلي يستخدم مجموعة من خدمات البيانات. سيكون لديك أمان مدمج وقابلية للتطوير والمراقبة مع هذه الخدمات. يمكن أن تستفيد كل خدمة من امتلاك جهاز Azure الظاهري الخاص بها والذي يمكن أيضًا تكوينه باستخدام قاعدة بيانات مناسبة. يمكن أن تستخدم الخدمة المصغرة السحابية الأصلية إما قاعدة بيانات علائقية أو قاعدة بيانات NoSQL بناءً على متطلبات البيانات. توفر Azure أربع قواعد بيانات علائقية مُدارة كخدمة (DBaaS) لعملائها. توفر جميع الطرز إمكانات الدفع أولاً بأول وفي الوقت المناسب. SQL Server هي قاعدة بيانات Microsoft الرئيسية ، بالإضافة إلى العديد من البدائل مفتوحة المصدر.

من خلال تحديد مقدار مراكز المعالجة والذاكرة والتخزين اللازمة لقاعدة بيانات Azure ، يمكنك توفير واحدة في غضون دقائق. تفي Microsoft بوعدها لـ Azure من خلال تقديم نسخة مُدارة من قواعد البيانات مفتوحة المصدر الشهيرة كجزء من عروض النظام الأساسي مفتوحة المصدر. يتم إيقاف قواعد بيانات طبقة الحوسبة بدون خادم تلقائيًا مؤقتًا خلال فترات غير نشطة بحيث لا يتم تكبد رسوم التخزين. نتيجة لاستحواذ Oracle على Sun Microsystems ، تم إنشاء إصدار مُدار من MariaDB باعتباره مفترق طرق MySQL. كجزء من سحابة Azure ، يمكنك تشغيل قاعدة بيانات علائقية مُدارة بالكامل في قاعدة بيانات Azure لـ MariaDB. الخدمة مبنية على محرك خادم إصدار مجتمع MariaDB. إنه قادر على التعامل مع أعباء العمل ذات المهام الحرجة بأداء يمكن التنبؤ به وتوسيع نطاق ديناميكي.

استرجع قواعد بيانات PostgreSQL إليها من أداة واجهة سطر الأوامر أو Azure Data Migration Service. يمكنك تحديد مناطق قاعدة البيانات التي تدعم كلاً من عمليات الكتابة والقراءة في CosmosDB على المستوى العالمي من خلال السماح بالتجميع النشط / النشط. يمكن استخدام Cosmos DB لترحيل قواعد بيانات Mongo أو Gremlin أو Cassandra الحالية دون تغيير البيانات أو الكود. إذا كنت تستخدم تخزين Azure Table في خدماتك المصغرة ، يمكنك بسهولة الترحيل إلى Cosmos DB Table API. يمكن عرض نماذج التناسق الخمسة الخاصة بـ Azure Cosmos DB في الشكل 5-13. من خلال استخدام هذه الخيارات ، يمكنك إجراء مقايضات دقيقة بناءً على التناسق والتوافر والأداء. يمكنك أن ترى مدى اتساقك مع الجدول أدناه.

يقدم Jeremy Likness ، مدير برامج Microsoft ، شرحًا تفصيليًا للنماذج الخمسة في هذا العرض التقديمي الممتاز. تقنية NewSQL هي تقنية قواعد بيانات ناشئة تجمع بين قابلية التوسع الموزعة لـ NoSQL مع ضمان ACID لقاعدة البيانات العلائقية. تم تصميم قواعد بيانات NewSQL لتزدهر في البيئات السحابية المؤقتة ، حيث يمكن إعادة تشغيل الأجهزة الافتراضية الأساسية أو إعادة جدولتها عند الطلب في أي لحظة. استند الرقم السابق إلى مشاريع مفتوحة المصدر طورتها مؤسسة Cloud Native Computing Foundation. يمكن للعميل استخدام الخدمات لمعالجة مجموعة من عمليات قاعدة بيانات NewSQL المتطابقة كمدخل DNS فردي باستخدام الخدمات المصغرة. يمكننا التوسع دون تعطيل التطبيقات الحالية إذا فصلنا نسخ قاعدة البيانات عن عنوان الخدمة المرتبطة بها. عندما تطلب نفس الخدمة في نفس الوقت ، فإنها تعمل دائمًا.

إن قدرة قاعدة بيانات NoSQL على التعامل مع مجموعة واسعة من هياكل البيانات تجعل تنظيم البيانات أسهل. غالبًا ما تكون قاعدة بيانات NoSQL أكثر ملاءمة لتخزين ونمذجة البيانات المهيكلة وشبه المهيكلة وغير المهيكلة في نفس قاعدة البيانات مقارنة بقاعدة البيانات التقليدية .

ما هي التركيبة الأكثر فعالية بين NoSQL وتقنيات قواعد البيانات العلائقية ؟ جزء كبير من البيانات غير منظم ، مع ضم بعض البيانات غير المهيكلة. التحجيم السريع ودعم المعاملات 2 مطلوبان في المخطط.

نظرًا لأن البيانات في قواعد بيانات NoSQL سهلة الفهم مقارنة بنماذج البيانات المستخدمة في قواعد بيانات SQL ، فقد أصبحت شائعة بشكل متزايد. علاوة على ذلك ، يمكن للمطورين إجراء تغييرات مباشرة على بنية البيانات في قواعد بيانات NoSQL.

يعد RDBMS خيارًا جيدًا عندما تكون متطلبات الاستعلام وإعداد التقارير ذات أهمية خاصة. تميل بيئات NoSQL إلى توفير تحليلات أفضل في الوقت الفعلي للبيانات التشغيلية من التحليلات التقليدية. علاوة على ذلك ، في الحالات التي يتم فيها جمع البيانات من أنظمة أولية متعددة من أجل إنشاء تطبيق واحد (بدلاً من مجرد إعداد التقارير) ، فإن NoSQL هو مكون أساسي.

متى ستستخدم قاعدة البيانات العلائقية Nosql Vs؟

لا تدعم قواعد بيانات NoSQL المعاملات (فهي تدعم المعاملات البسيطة فقط). يمكن تخزين بيانات المعاملات في قواعد البيانات العلائقية (إما كصلات أو معاملات). عندما تكون البيانات عالية السرعة مطلوبة ، يتم استخدام قواعد بيانات NoSQL. عندما تكون البيانات محدودة السرعة ، يتم استخدام قاعدة بيانات علائقية.

من الأهمية بمكان فهم تقنية قواعد البيانات المناسبة لك: قواعد بيانات NoSQL أكثر قابلية للتكيف وقابلة للاستخدام من قواعد البيانات العلائقية من حيث التعامل مع بنية أنواع متعددة من البيانات وتطويرها. تتمثل إحدى مزايا قواعد بيانات NoSQL في سهولة التعامل معها وتخزينها ونمذجتها للبيانات المهيكلة وشبه الهيكلية وحتى غير المنظمة. يمكن تغيير نماذج البيانات بسرعة مع الحفاظ على دقتها. إذا كانت بياناتك منظمة أو تسمح بالتطبيع العالي ، فقد يكون SQL هو الخيار الأفضل لك. تتضمن قواعد بيانات NoSQL إستراتيجية توسعة تمكنهم من توسيع نطاق حركة المرور الخاصة بهم دون الحاجة إلى التوقف. قد يتضمن أيضًا سيناريوهات يتقلب فيها عدد المستخدمين الذين يستخدمون تطبيقات الأجهزة المحمولة للوصول إلى قواعد البيانات الخاصة بك بشكل كبير.

منذ إدخال قواعد بيانات NoSQL في السنوات الأخيرة ، ساهم عدد من العوامل في شعبيتها. تخزين البيانات المرن هو أحد تخصصاتهم. تستخدم RDMSs التقليدية هياكل بيانات ثابتة ، بينما تملي أفضل الممارسات إنشاء مخطط قاعدة بيانات قبل أي تشفير. نتيجة لقواعد بيانات NoSQL ، يصبح تخزين البيانات أكثر مرونة. تعتبر الأنظمة مفيدة لأي معلومات تحتاج إلى معلومات تتضمن نقاط بيانات لديها القدرة على الارتباط ويجب إدارتها بطريقة آمنة ومستندة إلى القواعد ومتسقة. يمكن أن تكون أكثر قابلية للتكيف في تلبية احتياجات تطبيق معين لأنها غير مرتبطة بهيكل معين. أصبحت قواعد بيانات NoSQL ، بالإضافة إلى قدرتها على التوسع ، أكثر شيوعًا. من المعروف جيدًا أن قواعد البيانات العلائقية معرضة لقضايا قابلية التوسع ، والتي قد تكون صعبة الإدارة بسبب وقت الاستجابة البطيء عند إجراء تغييرات في الطلب ، بالإضافة إلى المعالجة البطيئة بسبب كميات كبيرة من البيانات. عندما يتعلق الأمر بقواعد بيانات NoSQL ، فهي أكثر ذكاءً ويمكنها التعامل مع كميات كبيرة من البيانات دون أن تكون بطيئًا. على الرغم من حقيقة أن قواعد البيانات الارتباطية لا تزال هي المعيار الفعلي للعديد من التطبيقات ، إلا أن قواعد بيانات NoSQL سرعان ما أصبحت شائعة كحل تخزين أكثر قابلية للتكيف وقابلية للتوسع.

متى يجب عدم استخدام نصقل؟

علاوة على ذلك ، لا تدعم NoSQL العمليات الديناميكية. لا يمكن ضمان خصائص حمض المنتج. إذا كنت بحاجة إلى إجراء معاملات مالية ، على سبيل المثال ، فقد تكون قواعد بيانات SQL خيارًا جيدًا. علاوة على ذلك ، إذا كان تطبيقك يتطلب مرونة محدودة في وقت التشغيل ، فيجب عليك تجنب NoSQL.

تم تحسين قاعدة بيانات NoSQL لأحجام التخزين الأصغر عند مقارنتها بقاعدة بيانات NoSQL ، مما يقلل من استهلاك وحدة المعالجة المركزية والذاكرة. وهذا يتيح لهم أن يكونوا أكثر قابلية للتكيف وكفاءة للاستخدام على نطاق واسع. قد يكون من الصعب تنظيم مجموعات متعددة من البيانات غير المنسقة وتحتوي على بيانات مكررة. مطلوب حجم أكبر من البيانات ، ويصعب تحديث جميع الفهارس ومزامنة العقد وما إلى ذلك. تم تصميم خوادم NoSQL التقليدية مع وضع التناسق النهائي في الاعتبار ، بحيث يمكن تمرير التغييرات عبر العقد والفهارس دون الحاجة إلى انتظار نشر التغيير. يمكن لعدد قليل من أعضاء عائلة NoSQL ، مثل RavenDB ، إنشاء فهارسهم الخاصة في وجود عائلة NoSQL. ستقوم خدمات MongoDB الأخرى بفحص قاعدة البيانات بأكملها دون استخدام ملفات الفهرس.

من الضروري إنشاء قاعدة بيانات NoSQL مناسبة لكل نمط وصول. عندما تكون غير معروفة أو تتغير بشكل متكرر ، فقد يتطلب ذلك إعادة التفكير في بنية قاعدة البيانات. لا يُقصد من قواعد بيانات NoSQL الموجهة للمستندات أن تُستهلك على المستوى الذري ، وهو ما تتطلبه أنظمة OLAP لتقسيم بياناتك وتقطيعها. حتى إذا كانت NoSQL تفتقر إلى التحقق من سلامة البيانات (باستثناء NoSQL المستندة إلى الرسم البياني) ، يمكن استخدام To Be Continued للتغلب على ذلك. نظرًا لدخوله المتأخر إلى بروتوكول ACID ، أصبح Amazon DynamoDB متأخرًا قليلاً في اللعبة.

يمكن لقواعد بيانات NoSQL التعامل مع كميات كبيرة من البيانات بسرعة وفعالية أكبر من قواعد البيانات العلائقية التقليدية ، وهي سريعة جدًا وسهلة الإعداد. تثبت قواعد بيانات NoSQL أنها مفيدة للغاية لتطبيقات البيانات الكبيرة. تم تصميم قواعد البيانات في هذه الفئة للتعامل مع كميات كبيرة من البيانات بسرعة كبيرة ، مما يجعلها حلاً مثاليًا للتطبيقات التي تتعامل مع الكثير من المعلومات. تتم حماية البيانات بواسطة قواعد بيانات NoSQL عندما تكون جميع المكونات الأخرى للتطبيق من جانب الخادم مصممة للعمل معًا بسلاسة وسرعة. غالبًا ما يكون هناك بديل أفضل لقواعد البيانات الكبيرة التي تخزن البيانات المهيكلة وشبه المهيكلة وغير المهيكلة ونمذجتها وتحللها. من خلال الاستفادة من هذه الخدمة ، ستتمكن من الوصول إلى معلومات حول العملاء أو المبيعات في غضون دقائق. لا يوجد سبب للتوقف عن استخدام قواعد بيانات NoSQL لتطبيقات البيانات الضخمة في الوقت الحالي. تعد قواعد بيانات NoSQL حلاً مثاليًا إذا كنت تبحث عن طريقة لتخزين وإدارة كميات كبيرة من البيانات.

Nosql مقابل. SQL: أيهما مناسب لتطبيقك؟

على الرغم من أن قواعد بيانات NoSQL لا تعمل دائمًا بشكل جيد ، إلا أنها توفر مزايا مثل المرونة والأداء. إذا كنت تحتاج إلى عدد كبير من المعاملات أو ترغب في توسيع نطاق تطبيقك ، فقد تكون قواعد بيانات NoSQL خيارًا أفضل. ومع ذلك ، إذا كنت تحتاج إلى قاعدة بيانات آمنة وتدعم تعليمات SQL القياسية ، فقد تكون قاعدة بيانات SQL هي الخيار الأفضل.

متى يجب استخدام قاعدة البيانات العلائقية مقابل Nosql

لا توجد إجابة نهائية لهذا السؤال ، حيث أنه يعتمد على الاحتياجات المحددة للمشروع. ومع ذلك ، بشكل عام ، فإن قواعد البيانات العلائقية هي الأنسب للمشاريع التي تتطلب استعلامات أو معاملات معقدة ، بينما قواعد بيانات NoSQL هي الأفضل للمشاريع التي تتطلب قابلية عالية للتوسع أو بيانات في الوقت الفعلي.

تتطلب العديد من التطبيقات الحديثة قواعد بيانات NoSQL (قواعد بيانات غير SQL) بدلاً من قواعد البيانات العلائقية. قواعد بيانات NoSQL لا مركزية في أساليبها لتخزين البيانات ، على عكس قواعد البيانات العلائقية. قد يتطلب التطبيق أو الخدمة الجديدة ، على سبيل المثال ، استخدام NoSQL للتعامل مع إطلاقه. يمكن تحجيم قاعدة بيانات NoSQL أفقيًا عبر مضيفين متعددين ، على عكس خادم واحد مترابط. نتيجة لذلك ، يكون ترحيل قواعد بيانات NoSQL أكثر فعالية من حيث التكلفة وأسرع لتلبية الطلب على النمو المستمر. المنظمات التي تقوم بترحيل قواعد بياناتها إلى السحابة هي أيضًا أفضل حالًا باستخدام NoSQL لأنها لا مركزية. بدلاً من استخدام المعاملات المقفلة ، تهتم نماذج NoSQL بالحفاظ على التناسق والأداء. يؤدي ذلك إلى تحسين أدائه عندما يحتاج عدد كبير من المستخدمين إلى الوصول المتزامن. لا تزال قاعدة البيانات العلائقية هي الخيار الأفضل للشركات التي تتطلب بيانات منظمة يمكن التنبؤ بها مع عدد محدود من المستخدمين أو التطبيقات.

تجزئة البيانات: يمكن استخدام قاعدة بيانات علائقية لإدارة تجزئة البيانات. ينظم هذا النظام البيانات في جداول ويوفر مخططات تحدد العلاقات فيما بينها. إذا كنت تستخدم قاعدة بيانات علائقية ، فيمكنك أيضًا ضم الجداول للحصول على البيانات التي تحتاجها. تجزئة البيانات مشكلة لا تحلها قواعد البيانات غير العلائقية. البيانات غير المنظمة مفضلة على البيانات المنظمة بشكل مناسب.
من حيث الأداء ، تسترد قاعدة البيانات العلائقية البيانات بسرعة أكبر من قاعدة البيانات غير العلائقية. يمكنه أيضًا التعامل مع حجم كبير من البيانات.

إلى Sql أو Nosql؟

تتجاوز فوائد قواعد البيانات العلائقية إدارة البيانات ومعالجة البيانات. ومع ذلك ، قد تكون هناك حالات تكون فيها قواعد بيانات NoSQL خيارًا أفضل. قاعدة بيانات NoSQL ، على سبيل المثال ، غالبًا ما تكون أكثر قابلية للتوسع وتوفر أداءً أكبر من قواعد البيانات التقليدية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مرونة نماذج البيانات الخاصة بهم وسهولة استخدامها ، فضلاً عن قدرتها على العمل في البيئات السحابية ، تجعلها أداة فعالة لتطوير التطبيقات بشكل أسرع. من الأهمية بمكان مراعاة متطلبات التطبيق عند اختيار حل تخزين البيانات. في بعض الحالات ، قد يكون من الأفضل استخدام قاعدة بيانات علائقية ، ولكن في حالات أخرى ، قد يكون من الأفضل استخدام قاعدة بيانات NoSQL. ومع ذلك ، فمن الأفضل دائمًا قياس أداء حلول التخزين المحتملة للتأكد من أنها تلبي احتياجات التطبيق.

Nosql مقابل حالات الاستخدام العلائقية

تم تصميم قواعد بيانات Nosql من أجل قابلية التوسع وغالبًا ما تُستخدم لمعالجة كميات كبيرة من البيانات. كما أنها مفيدة في المواقف التي لا تكون فيها البيانات منظمة بشكل جيد أو عندما يتغير المخطط باستمرار. تعد قواعد البيانات العلائقية أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تكون فيها البيانات منظمة بشكل جيد ويكون المخطط مستقرًا نسبيًا.

يتم استخدام NoSQL ، بالإضافة إلى SQL ، لأنواع أخرى من التخزين بدلاً من مجرد تخزين البيانات. قاعدة البيانات التي لا ترتبط مباشرة بقاعدة البيانات العلائقية. لم تعد قواعد بيانات NoSQL مقيدة بالنهج الجدولي الصارم لقواعد البيانات العلائقية التقليدية. الاختيار بين NoSQL وقاعدة البيانات التقليدية ليس دائمًا قرارًا سهلاً. المحتالون جريئون وقادرون على التكيف. لكسر الختم ، يبحثون باستمرار عن طرق جديدة للقيام بذلك. يجب عليك تحليل كميات كبيرة من البيانات التاريخية والحيوية في الوقت الفعلي.

لديها إمكانات دفع في الوقت الفعلي متاحة لـ 19 بنكًا من أفضل 20 بنكًا في العالم. حجم معاملاتهم غير عادي ، حيث يتم تحويل تريليونات الدولارات كل يوم. يمكن تحليل أكثر من مجرد معلومات معاملات من أجل اكتشاف الهويات والمصادقة عليها. في هذه البيئة ، تكون مرونة قاعدة بيانات NoSQL مطلوبة ؛ يمكن إضافة أي نوع من عناصر البيانات إليه بسرعة. لقد ثبت أن قواعد بيانات NoSQL يمكن الاعتماد عليها بدرجة كبيرة ويمكن التنبؤ بها ، مع قابلية توسع أفقية ويمكن التنبؤ بها وفعالة من حيث التكلفة. في تجارب العملاء الشخصية سريعة الخطى اليوم ، لم تعد قواعد بيانات NoSQL ميزة واضحة. تمكن بنك Macquarie من التوسع بسرعة من الافتقار إلى التواجد المصرفي للأفراد ليصبح المنافس الأول في مجال الخدمات المصرفية الرقمية في غضون عامين. كيف يمكنني العثور على وقائع استخدام لا SQL؟ قم بجدولة عرض توضيحي لـ DataStax Astra DB ، وهي قاعدة بيانات Nosql مبنية على Apache Cassandra.