Различия и лучшие практики
Данные являются основой всех областей науки о данных. Независимо от размера или назначения здания, которое вы строите, вам необходимо будет собирать и анализировать данные. Чаще всего нужные вам данные хранятся в СУБД (системе управления базами данных).
Чтобы взаимодействовать и общаться с СУБД, вам необходимо использовать ее язык или язык, который она понимает. Для взаимодействия с СУБД используется язык SQL (язык структурированных запросов).
В последние годы в области баз данных появился еще один термин - базы данных NoSQL. Если вы только начинаете заниматься наукой о данных, возможно, вы слышали и о базах данных SQL, и о NoSQL.
Но в чем разница и когда использовать каждый из них?
Приступим к абсолютному началу. Почему у нас есть два подхода к взаимодействию с базами данных?
Simple, SQL и NoSQL взаимодействуют с разными типами баз данных. SQL - это подход, используемый для взаимодействия с реляционными базами данных, в то время как NoSQL используется для взаимодействия с нерациональными базами данных.
Реляционные базы данных
Данные хранятся в разных таблицах реляционных баз данных, каждая из которых содержит несколько записей (строк). Эти таблицы связаны друг с другом с помощью одного или нескольких отношений.
Ключи определяют связь между таблицами. ключ - это поле (столбец) таблицы, которое содержит уникальные значения для каждой записи. Если поле определено как первичный ключ таблицы, это поле может быть включено в несколько таблиц и может использоваться для одновременного доступа к разным таблицам. Как только первичный ключ используется, два соединяют его таблицу с другой, он будет известен в другой таблице как внешний ключ.
Например, на изображении ниже показана часть базы данных авиакомпании. У нас есть две таблицы, таблица пилотов и таблица полетов. Эти две таблицы связаны между собой и используются в качестве первичного ключа в таблице пилотов «PilotId». Я могу использовать идентификатор пилота, чтобы получить доступ к информации о пилоте для таблицы пилотов и полетах, которыми он управляет, из таблицы пилотов.
Итак, в таблице пилотов PoilotId - это первичный ключ, а в таблице полетов - это внешний ключ. PilotId используется здесь для установления связи между двумя таблицами.
Нереляционные базы данных
В отличие от реляционных баз данных, нереляционные базы данных - базы данных NoSQL - не хранят данные в таблицах и записях. Вместо этого в этих типах баз данных структура хранения данных разработана и оптимизирована для конкретных требований.
Вместо SQL, который используется реляционными базами данных, базы данных NoSQL используют объектно-реляционное сопоставление (ORM) для облегчения взаимодействия с данными.
Четыре популярных типа баз данных NoSQL: ориентированные на столбцы, ориентированные на документы, пары ключ-значение и графические базы данных. Эти типы можно использовать по отдельности или вместе. Выбор будет зависеть от вашего приложения и типа данных, которые вам нужно хранить.
Колоночные базы данных
Как следует из названия, в базе данных, ориентированной на столбцы, данные хранятся и организованы в виде столбцов. Этот тип базы данных полезен, если вам нужно хранить разреженные данные. Разреженные данные более нормализованы к подходу к организации данных, ориентированному на столбцы.
Документно-ориентированная база данных
В документно-ориентированной базе данных структура отсортированных данных не должна быть жесткой. Это скорее совокупность полей и значений данных вместе в структуре документа. Эти документно-ориентированные базы данных часто хранятся в виде строк JSON и могут быть закодированы с использованием YAML, XML или в виде простого текста для защиты данных.
Преимущество использования базы данных, ориентированной на документы, заключается в том, что вам не нужно, чтобы все ваши документы использовали одну и ту же структуру. Это дает разработчику свободу сортировать разные типы данных в одной базе данных. В Python MongoDB является примером документно-ориентированных баз данных.
Базы данных "ключ-значение"
Если вы знакомы с Python, вы можете думать о базе данных «ключ-значение» как о словаре Python. Каждый объект данных в базе данных будет храниться как пара ключ и значение.
Графические базы данных
Когда ваши данные сильно взаимосвязаны, вам нужно будет использовать базу данных, которая позволит вам реализовать это эффективно. Графические базы данных считаются самыми сложными из баз данных NoSQL. Однако он очень универсален, поэтому отлично подходит для многих приложений.
Как выбрать между SQL и NoSQL?
Итак, как мы можем выбирать между базами данных SQL и NoSQL?
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть четыре аспекта: гибкость, масштабируемость, согласованность и доступные технологии.
- Гибкость: иногда, когда ваши данные имеют разную структуру и разные типы. По определению, базы данных NoSQL дают вам больше свободы при проектировании схемы и хранении различных структур данных в одной базе данных. С другой стороны, базы данных SQL имеют более жесткую структуру и схему.
- Масштабируемость. Вы когда-нибудь видели японский лифт для парковки автомобилей? Это позволяет парковать машины друг на друга. Теперь я хочу, чтобы вы спросили себя, что будет более эффективным: добавление уровней к этому лифту или строительство новых? Базы данных SQL масштабируются вертикально, что означает, что вы можете добавлять к ним уровни (увеличивать его нагрузку). Хотя базы данных NoSQL являются горизонтально масштабируемыми, вы можете увеличить их нагрузку, разделив работу на несколько серверов.
- Согласованность: базы данных SQL имеют очень согласованный дизайн. Однако база данных NoSQL может быть согласованной или нет, в зависимости от СУБД. Например, MongoDB согласована, а база данных, такая как Cassandra, - нет.
- Доступные технологии: один из аспектов, который вы могли бы рассмотреть, - это текущий этап развития технологии баз данных. Поскольку базы данных SQL существуют уже давно, они более развиты, чем базы данных NoSQL. Итак, для новичков лучшим выбором может быть начало с SQL, а затем переход на NoSQL.
Как показывает опыт, SQL - лучший выбор, если вы имеете дело с РСУБД (системой управления реляционными базами данных), хотите анализировать поведение данных или создавать собственные информационные панели. Кроме того, SQL часто позволяет ускорить хранение и восстановление данных и лучше работает со сложными запросами.
С другой стороны, у нас есть базы данных NoSQL, которые являются лучшим выбором, если вы хотите расширить стандартную структуру СУБД или создать гибкую схему. Базы данных NoSQL также лучше, когда данные, которые вы храните, и журналы поступают из распределенных источников, или вам просто нужно временно сохранить их.
Забрать
В конце концов, я не могу сказать, что SQL абсолютно лучше, чем NoSQL или наоборот. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, и ваш выбор будет сделан на основе ваших данных, вашего приложения и того, что облегчает вам процесс разработки.
Базы данных SQL старше и, следовательно, более изучены и имеют более устоявшийся дизайн и структуру фиксированной схемы. Базы данных NoSQL легко масштабируются, гибки и относительно просты в использовании благодаря своей гибкой схеме.
Итак, каковы ваши требования к данным? Хорошо ли структурированы ваши данные? Вы имеете дело с большим объемом данных?
Всегда прислушивайтесь к своим данным, и вы сделаете правильный выбор.
