پایگاه داده NoSQL: ویژگی ها، انواع و کاربردها

پایگاه داده NoSQL چیست؟

پایگاه داده NoSQL یک پایگاه داده غیر رابطه ای است که داده ها را در روابط غیر جدولی ذخیره می کند. یک سیستم مدیریت پایگاه داده NoSQL متعلق به قرن بیست و یکم است. با اشاره به پایگاه داده های غیر SQL یا غیر رابطه ای، یک پایگاه داده NoSQL می تواند داده ها را به هر دو زبان ساختاری سنتی و غیر سنتی ذخیره کند. 

شاید به همین دلیل است که به آن NoSQL نیز می گویند. قبل از پایگاه‌های داده رابطه‌ای، داده‌های بزرگ در سیستم‌های مدیریت پایگاه داده (DBMS) ذخیره می‌شد که دارای معایبی از جمله عوارض عملکردی و بازیابی کندتر داده‌ها بود. 

با این حال، ظهور پایگاه های داده SQL به زودی این محدودیت ها را مهار کرد و در عوض منجر به توسعه سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای (RDBMS) شد. این نوع ذخیره سازی داده ها منجر به چیدمان داده ها به صورت جداول شد. 

با این حال، نیاز به شکلی انعطاف‌پذیرتر و ساده‌تر از ذخیره‌سازی داده وجود داشت. بنابراین، پایگاه‌های داده NoSQL پدید آمدند که نحوه ذخیره داده‌ها را بهبود بخشید و پایگاه‌های داده را برای سازمان‌های بزرگ انعطاف‌پذیرتر و ساده‌تر کرد. 

اجازه دهید اکنون نحوه عملکرد یک پایگاه داده NoSQL را درک کنیم. برای شروع، باید توجه داشت که پایگاه داده های NoSQL باید زمانی استفاده شوند که حجم زیادی از داده ها ذخیره شوند. علاوه بر این، نیازی به ذخیره سازی آن به روشی ساختاریافته نیست که آن را از هر شکل جدولی آزاد کند. 

ویژگی های پایگاه داده NoSQL

اگرچه راه‌های مختلفی برای درک نحوه کار پایگاه‌های داده NoSQL وجود دارد، اکنون به برخی از رایج‌ترین ویژگی‌هایی که یک پایگاه داده پایه NoSQL را تعریف می‌کنند، نگاه می‌کنیم. 

1. کار بدون پیچیدگی

برخلاف پایگاه های داده SQL، پایگاه های داده NoSQL پیچیده نیستند. آنها داده ها را به شکلی بدون ساختار یا نیمه ساختاریافته ذخیره می کنند که به ترتیب رابطه ای یا جدولی نیاز ندارد. شاید استفاده از آنها راحت تر باشد و همه بتوانند آن را انجام دهند. 

2. مستقل از ساختار

ثانیاً، پایگاه‌های داده NoSQL مستقل از ساختار هستند که به این معنی است که می‌توان آنها را بدون هیچ ساختار از پیش تعیین‌شده اجرا کرد. 

با این حال، کارکرد با آنها بسیار کارآمدتر است و شاید این ویژگی خاص برای برنامه‌نویسان جوان و سازمان‌هایی که حجم زیادی از داده‌های ناهمگن را مدیریت می‌کنند که نیازی به ساختار برای آن ندارند، به خوبی کار کند. 

3. مقیاس پذیری بهتر

یکی از برجسته ترین ویژگی های چنین پایگاه داده ای این است که مقیاس پذیری بالایی دارد که آن را برای حجم زیاد داده مناسب می کند. 

نیازی به ذکر نیست که دانشمندان داده معاصر اغلب ترجیح می دهند به دلیل این ویژگی با پایگاه های داده NoSQL کار کنند زیرا به آنها اجازه می دهد تا داده های عظیم را بدون آسیب رساندن به کارایی آن در خود جای دهند. 

4. انعطاف پذیری

از آنجایی که چنین پایگاه‌های داده‌ای می‌توانند داده‌های ناهمگنی را که نیازی به ساختاربندی ندارند، در خود جای دهند، ادعا می‌شود که از نظر استفاده و قابلیت اطمینان انعطاف‌پذیر هستند. 

برای مبتدیانی که قصد دارند دست خود را در این زمینه امتحان کنند، پایگاه داده های NoSQL آسان و در عین حال بسیار مفید هستند. 

5. بادوام

اگر دوام یکی از بارزترین ویژگی های آن نیست، پس چیست؟ پایگاه داده های NoSQL بسیار بادوام هستند زیرا می توانند داده های مختلف از ناهمگن تا همگن را در خود جای دهند. 

آنها نه تنها می توانند داده های ساخت یافته را در خود جای دهند، بلکه می توانند داده های بدون ساختاری را که به زبان پرس و جو نیاز ندارند نیز در خود جای دهند. بدون شک این پایگاه های داده بادوام و کارآمد هستند. 

آیا علاقمند به یادگیری SQL هستید؟ اکنون بیاموزید.

انواع پایگاه های داده NoSQL

از آنجایی که از ویژگی‌های پایگاه‌های داده NoSQL درباره نحوه عملکرد آنها اطلاعات مفیدی کسب کرده‌ایم، اجازه دهید اکنون به انواع مختلف پایگاه داده NoSQL بپردازیم تا مفهوم را به شیوه‌ای بهتر درک کنیم. 

برای شروع، پایگاه های داده NoSQL را می توان به 4 نوع تقسیم کرد. آنها به شرح زیر هستند:

پایگاه داده متنی

همانطور که عنوان نشان می دهد، پایگاه داده متنی داده ها را در قالب متن ذخیره می کند. این بدان معناست که داده‌ها در فایل‌هایی دسته‌بندی می‌شوند که تشخیص آن‌ها را برای ساختن نرم‌افزار کاربردی آسان‌تر می‌کند. 

یکی از مزایای اصلی پایگاه داده متنی این است که به توسعه دهنده اجازه می دهد تا داده ها را در قالب خاصی از اسناد با همان قالبی که برای برنامه های خود دنبال می کند ذخیره کند. 

این یک پایگاه داده NoSQL نیمه ساختار یافته و سلسله مراتبی است که امکان ذخیره سازی کارآمد داده ها را فراهم می کند. به خصوص هنگامی که صحبت از پروفایل یا کاتالوگ کاربر می شود، این نوع پایگاه داده NoSQL بسیار خوب کار می کند. یک مثال معمولی از پایگاه داده NoSQL، پایگاه داده Mongodb است.  

پایگاه داده کلید-مقدار

پایگاه داده کلید-مقدار که ساده ترین شکل پایگاه داده NoSQL در میان انواع دیگر است، پایگاه داده ای است که داده ها را بدون ساختار ذخیره می کند. این نوع پایگاه داده، داده ها را در قالب کلید-مقدار ذخیره می کند.  

در اینجا، یک نقطه داده به عنوان کلید طبقه بندی می شود که یک مقدار (نقطه داده دیگری) به آن اختصاص داده می شود. به عنوان مثال، یک نقطه داده کلیدی را می توان “سن” نامید، در حالی که نقطه داده ارزش را می توان “45” نامید. 

به این ترتیب، داده ها به روشی سازمان یافته با کمک جفت سازی انجمنی ذخیره می شوند. یک مثال معمولی از این نوع پایگاه داده Dynamo آمازون است. 

صدها هزار مشتری AWS DynamoDB را به‌عنوان پایگاه داده اسناد و ارزش کلیدی خود برای موبایل، وب، بازی، فناوری تبلیغات، اینترنت اشیا و سایر برنامه‌هایی که نیاز به دسترسی به داده‌های با تأخیر کم در هر مقیاسی دارند، انتخاب کرده‌اند.

پایگاه داده ستون گرا

نوع دیگری از پایگاه داده NoSQL پایگاه داده ستون محور است. این نوع پایگاه داده داده ها را در قالب ستون هایی ذخیره می کند که اطلاعات را به دسته های همگن تفکیک می کند. 

این به کاربر اجازه می دهد تا بدون نیاز به بازیابی اطلاعات غیر ضروری، فقط به داده های مورد نظر دسترسی داشته باشد. 

وقتی صحبت از تجزیه و تحلیل داده ها در سایت های شبکه های اجتماعی می شود، پایگاه داده ستون محور با نمایش داده هایی که در نتایج جستجو رایج است بسیار کارآمد عمل می کند. 

از آنجایی که این نوع پایگاه داده ها حجم زیادی از داده ها را در خود جای می دهند، بهتر است اطلاعات را فیلتر کنید. این دقیقاً همان کاری است که پایگاه داده ستون محور انجام می دهد. یک مثال معمولی از پایگاه داده NoSQL ستون محور Apache HBase است . 

پایگاه داده نمودار

نوع چهارم پایگاه داده NoSQL، پایگاه داده گراف است. در اینجا داده ها در قالب دانش گرافیکی و عناصر مرتبط مانند لبه ها، گره ها و غیره ذخیره می شوند. 

نقاط داده به گونه‌ای قرار می‌گیرند که گره‌ها به لبه‌ها مربوط می‌شوند و در نتیجه یک شبکه یا اتصال بین چندین نقطه داده برقرار می‌شود. 

به این ترتیب، یک نقطه داده به دیگری منتهی می شود بدون اینکه کاربر مجبور باشد نقاط داده جداگانه را بازیابی کند. در مورد توسعه نرم افزار، این نوع پایگاه داده به خوبی کار می کند زیرا نقاط داده متصل اغلب به ذخیره سازی داده ها در شبکه منجر می شوند. 

این به نوبه خود عملکرد نرم افزار را بسیار مؤثر و سازماندهی می کند. نمونه ای از پایگاه داده گراف NoSQL آمازون نپتون است. 

کاربردهای پایگاه های داده NoSQL 

داده کاوی

وقتی صحبت از داده کاوی می شود، پایگاه های داده NoSQL در بازیابی اطلاعات برای استفاده های داده کاوی مفید هستند. به ویژه هنگامی که در مورد مقادیر زیادی از داده ها باشد. پایگاه های داده NoSQL نقاط داده را در قالب های ساختاریافته و بدون ساختار ذخیره می کنند که منجر به ذخیره سازی کارآمد داده های بزرگ می شود. 

شاید زمانی که کاربر می‌خواهد مجموعه داده خاصی را از مقادیر زیادی داده استخراج کند، می‌تواند برای شروع از پایگاه‌های داده NoSQL استفاده کند. 

بنابراین، یکی از ضروری ترین زمینه هایی که می توان از پایگاه های داده NoSQL استفاده کرد، داده کاوی و ذخیره سازی داده است. 

سایت های شبکه های اجتماعی

رسانه های اجتماعی مملو از داده ها هستند، چه ساختاریافته و چه بدون ساختار. رسانه های اجتماعی یکی از مؤثرترین برنامه های کاربردی پایگاه های داده NoSQL است. 

از نظرات گرفته تا پست‌ها، اطلاعات مربوط به کاربر گرفته تا تبلیغات، بازاریابی رسانه‌های اجتماعی مستلزم پیاده‌سازی پایگاه‌های داده NoSQL به روش‌های خاصی برای بازیابی اطلاعات مفید است که می‌تواند از راه‌های خاصی مفید باشد. 

سایت‌های رسانه‌های اجتماعی مانند فیس‌بوک و اینستاگرام اغلب به پایگاه‌های اطلاعاتی NoSQL منبع باز نزدیک می‌شوند تا داده‌هایی را استخراج کنند که به آنها کمک می‌کند کاربران خود و فعالیت‌هایی را که در اطراف پلتفرم‌هایشان انجام می‌شود پیگیری کنند. 

آیا علاقمند به یادگیری بازاریابی رسانه های اجتماعی هستید؟ اکنون بیاموزید.

توسعه نرم افزار

سومین برنامه ای که ما به آن نگاه خواهیم کرد توسعه نرم افزار است . توسعه نرم افزار مستلزم تحقیقات گسترده در مورد کاربران و نیازهای توده ها است که از طریق توسعه نرم افزار برآورده می شود. 

با این حال، یک توسعه دهنده باید بتواند داده های موجود را اسکن کند. 

شاید پایگاه‌های داده NoSQL همیشه برای کمک به توسعه‌دهندگان نرم‌افزار مفید باشد تا به کاربران خود، جزئیات آن‌ها و سایر داده‌های مربوط به کاربر که توجه به آنها مهم است، نگاهی داشته باشند. همانطور که گفته شد، پایگاه های داده NoSQL مطمئناً در توسعه نرم افزار مفید هستند. 

جمع بندی 

به طور خلاصه، تعداد زیادی پایگاه داده NoSQL برای کمک به داده کاوی وجود دارد. با این حال، یک پایگاه داده NoSQL واقعی با ویژگی هایی مانند مقیاس پذیری، انعطاف پذیری و کارایی برای تطبیق داده ها شناسایی می شود. 

اگرچه پایگاه‌های داده NoSQL چهار نوع هستند – سند، کلید-مقدار، ستون‌محور و نمودار، آنها عمدتاً پایگاه‌های داده غیرمرتبطی هستند که به ذخیره مقادیر زیادی داده کمک می‌کنند.