در این مقاله من قصد دارم شما را با پایگاه داده های NoSQL آشنا کنم ممنون می شوم که من رو همراهی کنید.

NoSQL چیست؟

پایگاه داده‌های NoSQL، به عنوان دیتابیس‌های غیررابطه‌ای و منطقی برای ذخیره و بازیابی داده‌ها معرفی می‌شوند. این پایگاه‌داده‌ها از نظر روابط جدولی با دیتابیس‌های رابطه‌ای متمایز می‌شوند و از اس‌کیوال به عنوان زبان پرسش نخستین استفاده نمی‌کنند. مفهوم NoSQL به عنوان Not Only SQL به کار گرفته می‌شود و به معنای ارائه گزینه‌های متنوعی برای مدیریت داده‌ها و طراحی پایگاه‌داده برای داده‌های نامتمرکز است. این انواع پایگاه‌داده به خاطر نیاز به مقیاس‌پذیری و بازدهی بالا در مقابل داده‌های بزرگ و پیچیده شناخته می‌شوند و از معماری‌های مختلفی برخوردارند که در پروژه‌ها و نیازهای متنوع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تاریخچه پایگاه داده NoSQL

واژهNOSQL برای اولین بار توسط کارلواسترازی درسال 1998 جهت پایگاه‌داده‌های غیررابطه‌‌ای که از زبانSQL استفاده نمی‌کردند به کار رفته شد.بعدها مجدداً در سال 2009 در اجلاس درسانفرانسیسکو که مدافعین پایگاه‌داده‌های غیر رابطه‌ای گرد هم آورده بود مورداستفاده قرار گرفت و اینکه این نوع پایگاه داده را شرکت­های بزرگی مانند گوگل و فیس­بوک و آمازون و غیره ایجاد کرده­اند.

تفاوت NoSQL با SQL چیست؟

1.ساختار داده:

در SQL، داده‌ها در جداول رابطه‌ای با ردیف‌ها و ستون‌ها سازماندهی می‌شوند. اما در NoSQL، ساختار داده‌ها می‌تواند متنوع و بدون ساختار خاصی باشد.

2.مقیاس‌پذیری:

NoSQL به دلیل طراحی‌هایش برای سیستم‌های متنوع و توزیع‌شده، مقیاس‌پذیری بهتری نسبت به پایگاه داده‌های SQL دارد. SQL به طور معمول برای سیستم‌های مرکزی و کوچک مناسب است.

3.تراکنش‌ها:

پایگاه داده‌های SQL معمولاً از تراکنش‌های ACID حمایت می‌کنند، در حالی که برخی از پایگاه داده‌های NoSQL این حمایت را به صورت کامل ارائه نمی‌دهند یا به صورت محدودیت‌هایی دارند.

4.قابلیت پرس‌وجو:

SQL دارای زبان پرس‌وجوی استاندارد خود (SQL) برای عملیات پیچیده‌تر است، در حالی که NoSQL اغلب محدودیت‌هایی در عملیات پرس‌وجو دارد و برای سرعت و سهولت در عملیات ساده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

5.مقیاس‌پذیری افقی:

NoSQL به مقیاس‌پذیری افقی برای افزایش ظرفیت سیستم‌های خود اجازه می‌دهد، در حالی که مقیاس‌پذیری افقی در SQL برخی محدودیت‌ها را دارد و معمولاً نیاز به سخت‌افزار گران‌قیمت تری دارد.

مزایا و معایب پایگاه داده های NoSQL

مزایا:

پایگاه‌های داده NoSQL توسعه اپلیکیشن را ساده می‌کنند، به ویژه برای اپلیکیشن‌های تعاملی وب در زمان واقعی (real-time) مانند مواردی که از REST API و خدمات وب استفاده می‌کنند، کاربردی هستند.

این پایگاه‌های داده قابلیت تغییر پذیری را برای داده‌هایی که نرمال سازی نشدند، فراهم می‌کند. این امر نیاز به یک مدل داده انعطاف پذیر یا ویژگی‌های متفاوتی دارد که برای موجودیت‌های(entities) داده‌های مختلف هستند.

آن‌ها مقیاس پذیری را برای مجموعه داده‌های بزرگ‌تر که در اپلیکیشن‌های تحلیلی و هوش مصنوعی (AI) رایج هستند، ارائه می‌کنند.

پایگاه‌های داده NoSQL برای نیازهایی که در فضای ابری، تلفن همراه، رسانه‌های اجتماعی و کلان داده‌ها وجود دارند، مناسب تر هستند.

پایگاه‌های داده NoSQL برای استفاده در موارد خاصی طراحی شدند و استفاده از این پایگاه‌ها برای آن اپلیکیشن‌های خاص آسان‌تر از پایگاه SQL یا پایگاه داده‌‌ی رابطه‌ای است که هدف کلی دارد.

معایب:

 هر پایگاه داده NoSQL سینتکس (syntax) خاص خود را برای پرس و جو و مدیریت داده‌ها دارد. SQL برخلاف آن به عنوان یک زبان میانجی یا lingua franca برای سیستم‌های پایگاه داده رابطه‌ای و SQL عمل می‌کند.

به علت نداشتن اسکیمای ثابت و محدودیت‌های پایگاه داده یکپارچگی داده که داخل سیستم‌های پایگاه داده رابطه‌ای و SQL قرار دارد، حذف می‌شود.

برای استفاده از داده‌ها یک اسکیما با نوعی ساختار معین مورد نیاز است. این ساختار از طریق NoSQL باید به جای مدیر پایگاه داده و توسط توسعه دهنده پایگاه داده اجرا شود.

چون اکثر پایگاه‌های داده NoSQL از مدل پایداری نهایی استفاده می‌کنند، سطح یکپارچگی داده‌ را که در پایگاه‌های داده SQL است، ارائه نمی‌دهند. گاهی اوقات داده‌ها پایدار نیستند؛ یعنی برای تراکنش‌هایی که نیاز به یکپارچگی فوری دارند از جمله تراکنش‌های بانکی و خودپرداز مناسب نیستند.

چون پایگاه‌های داده NoSQL جدیدتر هستند، استانداردهای جامعی در صنعت مانند پیشنهادات رابطه‌ای و SQL DBMS وجود ندارد.

انواع دیتابیس های NoSQL:

پایگاه داده Kye-Value: دیتابیس‌هایی که در آن از یک Key به عنوان شناسه هر داده استفاده می‌شود، Database Key-value NoSQL شناخته می‌شوند. این کلید‌ها به منظور ذخیره سازی و دریافت داده‌ها یا Value استفاده شده و به جهت کارکرد ساده‌تری که دارند، پرکاربردترین نوع دیتابیس شناخته می‌شوند.

پایگاه داده Document: اگر نوع داده‌ها از فرمت XML یا JSONباشند، مدل پایگاه‌های داده اسنادی برای ذخیره سازی استفاده می‌شود. در این حالت، داده‌ها بدون ساختار و با پراکندگی بالا هستند.

پایگاه داده Wide-column: این مدل پلتفرم‌ها مانند SQL دارای ساختاری با ستون و سطر و جدول هستند. با این حال هر ستون می‌تواند در آن داده‌هایی با فرمت‌های متفاوت داشته باشد. در نتیجه هر سطر دارای تعریف و فرمتی خاص خواهد بود. شما می‌توانید این مدل پایگاه‌های داده را بسیار منعطف برای داده‌های بزرگ دسته بندی کنید.

پایگاه داده Graph: این نوع Database می‌تواند حجم زیادی از Relational data را در قالب یک گراف هندسی در خود ذخیره سازی کند.

موارد استفاده NoSQL:

1.    برنامه‌های وب مقیاس بزرگ: پایگاه داده‌های NoSQL اغلب برای برنامه‌های وب مقیاس بزرگ مانند فیسبوک، توییتر و اینستاگرام استفاده می‌شود زیرا امکان مقیاس‌پذیری بالا و عملکرد سریع را فراهم می‌کند.

2.    داده‌های حسگر و اینترنت اشیاء (IoT): در برنامه‌هایی که داده‌های حسگر و اطلاعات اینترنت اشیاء را باید به صورت زنده و به صورت همزمان ذخیره کنند، استفاده از پایگاه داده‌های NoSQL مفید است.

3.    تجارت الکترونیک و تجزیه و تحلیل داده‌ها: در صنایعی که نیاز به ذخیره‌سازی داده‌های پیچیده و پرتراکم دارند، مانند تجارت الکترونیک و تجزیه و تحلیل داده‌ها، استفاده از پایگاه داده‌های NoSQL امکانات بیشتری را فراهم می‌کند.

4.    سیستم‌های مدیریت محتوا: برخی سیستم‌های مدیریت محتوا، به ویژه سیستم‌هایی که نیاز به ذخیره‌سازی و مدیریت داده‌های چندرسانه‌ای مانند تصاویر و ویدئوها دارند، از پایگاه داده‌های NoSQL استفاده می‌کنند تا با نیازهای پیچیده و حجیم خود سازگار باشند.