از به‌روز شدن اطلاعات گرفته تا رونمایی از خدمات و سرویس‌های فناوری جدید، در این میان پایگاه‌های داده nosql آمدند و جای پایگاه‌های داده رابطه‌ای یا همان sql را گرفتند. دلیل اصلی این جابه‌جایی هم زمانی بود که sql ها برای ذخیره و پردازش اطلاعات شرکت‌های بزرگ قابلیت و سرعت لازم را نداشتند و این شروع داستان nosql بود!
پیش از شروع مقاله اگر هنوز با مفهوم دیتابیس و پایگاه داده آشنا نیستید، حتما مقاله «پایگاه داده چیست؟» را مطالعه کنید. در این مقاله به طور کامل در مورد مفهوم پایگاه داده و ذخیره اطلاعات در دیتابیس صحبت کرده‌ایم.
حالا اینکه nosql چیست؟ از کجا پیدایش شد؟ چه کاربرد و مزایایی دارد و اصلاً چه تفاوت‌هایی با sql دارد سوال‌هایی است که در این مقاله به آن پاسخ خواهیم داد، پس حتما تا انتهای این مقاله با ما باشید.
پایگاه داده چیست؟
پایگاه داده یا Database مجموعه ای از اطلاعات سازمان یافته است که بر اساس ترتیب و قوائدی مشخص در کنار یکدیگر نگهداری می‌شوند. به عبارتی دیگر زمانی که داده‌های خود را با نظم و سازماندهی در کنار هم قرار دهیم به آن دیتابیس ، بانک اطلاعاتی یا پایگاه داده می‌گوییم. بر اساس این تعریف یک دفترچه تلفن و یا لیستی از کالاهای موجود در انبار یک فروشگاه نیز به نوعی دیتابیس یا پایگاه داده به حساب می‌آیند.
در علم رایانه منظور از Database محلی است که اطلاعات مربوط به یک نرم افزار، وب سایت و… ذخیره می‌شوند. دیتابیس بر اساس قوائدی که در ساماندهی اطلاعات به کار می‌گیرد، امکان دسترسی و مدیریت اطلاعات ذخیره شده را بسیار ساده‌تر می‌کند. استفاده از دیتابیس این امکان را در اختیار ما قرار می‌دهد تا اطلاعات خود را به صورت دقیق با نظمی مشخص ذخیره کنیم. با این کار می‌توانیم در کوتاه‌ترین زمان به بخش و یا کل این اطلاعات دسترسی پیدا کنیم. همچنین استفاده از Database مزایای دیگری از جمله استقلال اطلاعات، حذف فرآیندهای تکراری، افزایش امنیت، امکان پشتیبان گیری از داده‌ها و… در اختیار ما قرار می‌دهد.
مثالی ساده از پایگاه داده
حال که دانسیم پایگاه داده چیست ، قصد داریم مثالی ساده از آن را مورد بررسی قرار دهیم. تصور کنید قصد دارید خانه ای را در یکی از مناطق تهران اجاره کنید. برای انجام این کار به صورت سنتی باید به یکی از مشاورین املاک در آن منطقه مراجعه کنید. مشاور املاک لیستی از خانه هایی که در آن منطقه برای اجاره هستند در اختیار شما قرار می‌دهد. در این لیست اطلاعات مختلفی در مورد خانه‌های اجاره ای آن منطقه از جمله نام مالک، آدرس خانه، اجاره بها، مبلغ ودیعه و… ذکر شده می‌باشد. در این مثال لیستی که در اختیار شما قرار گرفته است، یک دیتابیس از اطلاعات خانه‌های اجاره ای در آن منطقه است.
پایگاه داده در دنیای کامپیوتر
این اطلاعات می‌توانند شامل اطلاعات قابل نمایش و غیر قابل نمایش برای کاربران باشند. بنابراین مجموع این جداول که هر کدام نگهدارنده ویژگی‌های مختلفی از موجودیت‌ها هستند، دیتابیس سایت را تشکیل می‌دهند. هر کدام از این جداول با نظم و ساختار مناسبی برای نگهداری اطلاعات طراحی شده است. حال تصور کنید اگر پایگاه‌های داده وجود نداشتند، مدیریت این حجم از اطلاعات چگونه امکان پذیر می‌شد؟!
این اطلاعات می‌توانند شامل اطلاعات قابل نمایش و غیر قابل نمایش برای کاربران باشند. بنابراین مجموع این جداول که هر کدام نگهدارنده ویژگی‌های مختلفی از موجودیت‌ها هستند، دیتابیس سایت سون لرن را تشکیل می‌دهند. هر کدام از این جداول با نظم و ساختار مناسبی برای نگهداری اطلاعات طراحی شده است. حال تصور کنید اگر پایگاه‌های داده وجود نداشتند، مدیریت این حجم از اطلاعات چگونه امکان پذیر می‌شد؟!
اصطلاحات و مفاهیم مرتبط با پایگاه داده
دیتابیس شامل اجزا و بخش‌های مختلفی است که در کنار یکدیگر وظیفه سازماندهی اطلاعات را بر عهده دارند. هر کدام از این اجزا و بخش‌ها وظایف و نام‌های متفاوتی دارند. شناخت هر کدام از این بخش‌ها برای کسانی که قصد دارند به طراحی دیتابیس بپردازند، ضروری است. از جمله مهمترین اصطلاحات در زمینه طراحی پایگاه داده می‌توان به عبارت‌های زیر اشاره کرد :
جدول (Table) : دیتابیس می‌تواند یک یا چند جدول یا Table داشته باشد. هر جدول در دیتابیس وظیفه نگهداری گروهی از اطلاعات را بر عهده دارد. هر جدول می‌تواند چندین ستون و ردیف داشته باشد.
ستون یا ویژگی (Column یا Attribute) : هر جدول از پایگاه داده می‌تواند چندین ستون داشته باشد. هر ستون وظیفه نگهداری ویژگی یا مقداری خاص از یک متغیر را بر عهده دارد. مثلا ستون نام، نام خانوادگی و…
ردیف یا سطر (Row) : به هر سطر یا ردیف از جدول داده ها، رکورد (Record) می‌گویند. هر رکورد مجموعه ای از ویژگی هایی است که در ستون‌های آن جدول در نظر گرفته شده اند. مثلا اطلاعات مربوط به یک کاربر، یک رکورد از جدول کاربران است.
نوع (Type یا Domain) : هر ستون از ویژگی‌ها دارای فرمت خاصی از داده است که به آن Type یا نوع می‌گویند. داده‌ها می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند از جمله رشته (String)، عدد صحیح (Integer) و… باشد.
موجودیت (Entity) : موجودیت یک مفهوم کلی است از چیزی است که قصد داریم ویژگی‌ها و اطلاعات مربوط به آن را در پایگاه داده ذخیره کنیم. مثلا یک شی، انسان، مشتری و… نمونه هایی از یک موجودیت در دیتابیس هستند که هر کدام از آن‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند.
مشکلات متداول در طراحی پایگاه داده
طراحی و ایجاد دیتابیس برای نرم افزارهای مختلف نیازمند تخصص، تجربه و دانش از نحوه عملکرد DBMSهای مختلف است. افراد متفاوتی در طراحی، ساخت و مدیریت یک پایگاه داده نقش ایفا می‌کنند. هر یک از آن‌ها دارای مسئولیت‌های مختلفی از جمله طراح دیتابیس (Database Designer)، مدیر پایگاه داده (Database Administrator) و برنامه نویسان پایگاه داده (Database Programmers) هستند. معمولا بیشترین مشکلات در مرحله طراحی پایگاه‌های داده به وجود می‌آیند. متداول‌ترین مشکلات در طراحی پایگاه داده عبارتند از :
- انتخاب نامناسب DBMS با توجه هدف مورد نظر
طراحی نامناسب دیتابیس
نام گذاری ضعیف جداول
نداشتن مستندات
تست نکردن دیتابیس
نداشتن Primary key
ورود تمام اطلاعات در یک جدول
برقراری ارتباط نامناسب میان جداول مختلف
نگاهی مختصر به تاریخچه پیدایش nosql
پایگاه داده nosql (غیررابطه‌ای) مخفف Not Only SQL یا Not SQL است. احتمالا برای شما هم جالب است اگر بدانید که بعضی کسب‌وکارها در سال ۱۹۶۰ برای ذخیره اطلاعات خود از پایگاه‌های داده غیررابطه‌ای استفاده می‌کردند. اما در سال ۱۹۹۸ شخصی به‌نام «کارلو استروزی» مفهوم گسترده‌تری از این پایگاه داده معرفی کرد.
از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۸ برخی شرکت‌ها به‌صورت محدود از پایگاه‌های داده غیررابطه‌ای استفاده کردند، ولی سال ۲۰۰۹ زمان کم‌کاری sql ها و ظهور کامل nosql بود.
ظهور این پایگاه داده باعث شد که این مفهوم برای شرکت‌های بزرگی مثل گوگل، آمازون، فیسبوک و … که با حجم عظیمی از اطلاعات سروکار دارند مثل یک معجزه عمل کند.
Nosql یا sql مسئله این است!
برای درک بهتر پایگاه داده‌های غیررابطه‌ای بد نیست ابتدا سراغ sql برویم با ساختار آن آشنا شویم و سپس تفاوت‌های این دیتابیس‌ها را برای شما بگوییم.
Sql مخفف Structured Query Language یک زبان برنامه‌نویسی کاملاً استاندارد برای سازماندهی داده‌های ساختار یافته است. در دنیای امروز در هر دقیقه میلیون‌ها داده تولید می‌شود و ما با مجموعه‌ای از اطلاعات خام مواجه‌ایم که هیچ داستانی برای گفتن ندارند. درواقع sql برای استخراج و تجزیه و تحلیل این داده‌ها استفاده می‌شود.
پایگاه داده در sql از جدول و ستون‌های ثابت تشکیل شده که هر ستون برای ذخیره نوع خاصی از اطلاعات طراحی شده است. همین چارچوب و جداول sql، محدودیت و مشکل اصلی آن برای ذخیره‌سازی داده‌های بی‌ساختار است.
تفاوت‌های sql و nosql چیست؟
در درجه اول پایگاه داده sql رابطه‌ای و پایگاه داده nosql غیررابطه‌ای هستند.
همانطور که گفتیم پایگاه داده‌های sql یک طرح از پیش تعریف شده دارند. درحالی‌که پایگاه داده‌های غیررابطه‌ای دارای طرحواره‌های به‌روز و پویا برای داده‌ها است.
پایگاه‌های داده sql به صورت عمودی مقیاس‌پذیر هستند، درحالی‌که پایگاه‌های داده غیررابطه‌ای به صورت افقی مقیاس‌پذیر هستند. به همین خاطر افزودن سرورهای بیشتر در پایگاه داده nosql آن را بزرگ‌تر و قدرتمندتر می‌کند.
پایگاه داده‌های sql مبتنی بر جدول هستند و دیتابیس‌های غیررابطه‌ای داده‌ها را براساس سندها و نمودار ذخیره می‌کند.
sql ها برای تراکنش‌های چند ردیفه و بسیار زیاد مناسب‌تر است، درحالی‌که پایگاه داده غیررابطه‌ای برای اطلاعات بدون ساختار بهتر است.
پایگاه داده‌های رابطه‌ای معمولاً از پشتیبانی خوبی برخوردارند، حتی دربرخی شرکت‌ها مشاورهایی برای انجام این کار وجود دارد. اما برای راه‌اندازی و استقرار nosql کارشناسان محدودی وجود دارند که بیشتر آن‌ها در خارج از کشور هستند.
پایگاه های داده sql در مقایسه با پایگاه‌های داده غیررابطه‌ای مدل‌های امنیتی بهتری دارند.
چه تفاوت‌های بین sql و mysql در چیست؟
SQL و MYSQL دو اصطلاح پرکاربرد در مدیریت داده‌های سازمانی هستند، باوجودی که mysql از زبان sql برای جست‌وجو در پایگاه داده استفاده می‌کند اما تفاوت‌های زیادی با یکدیگر دارند که برای برخی افراد تازه‌کار کمی گیج‌کننده به نظر می‌رسد.
همانطور که در بالاتر گفتیم sql یک زبان برنامه‌نویسی استاندارد برای راه اندازی سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای است و mysql یک نرم‌افزار رایگان رابطه‌ای منبع باز است که داده‌ها را بهآسانی ذخیره و بازیابی می‌کند.
نکته: مهمترین دلیل محبوبیت mysql دردسترس بودن و کارکرد آسان است.
در ادامه برخی از تفاوت‌های sql و mysql را برای شما لیست کرده‌ایم:
- نصب و دانلود mysql به‌راحتی است اما sql پیچیدگی‌هایی برای استفاده دارد.
- هدف sql راه‌اندازی سیستم پایگاه داده و mysql ذخیره، تغییر، حذف و به‌طورکلی مدیریت داده‌ها است.
- Sql در سیستم‌های مختلفی مثل RDBMS و DBMS استفاده می‌شود اما mysql به عنوان پایگاه داده RDBMS است.
- پایگاه داده sql نیاز به بروزرسانی زیادی ندارد اما mysql معمولاً به‌طور مرتب بروزرسانی می‌شود.
استفاده از پایگاه داده nosql چه مزایایی دارد؟
پایگاه داده‌های غیررایطه‌ای مزایای متعددی نسبت به پایگاه داده‌های رابطه‌ای دارند که مهمترین آن مدیریت حجم زیاد اطلاعات است. در ادامه با مزایای بیشتر این دیتابیس آشنا شوید.
انعطاف‌پذیری: پایگاه داده nosql قابلیت این را دارد که هرنوع اطلاعاتی را اعم از ساختار یافته و بدون ساختار ذخیره و بازیابی کند. درصورتی که در دیتابیس‌های رابطه‌ای تنها ذخیره اطلاعات ساختار یافته امکان‌پذیر است.
مقیاس‌پذیری بالا: این پایگاه داده می‌توانند با روش مقیاس‌پذیری افقی(Horizontal Scaling) تمام اطلاعات را مورد بررسی قرار دهد و باعث کم شدن پیچیدگی‌ها شود.
به‌روزرسانی آنلاین: یکی دیگر از ویژگی‌های جالب این دیتابیس امکان آپدیت آنلاین داده‌ها است. این ویژگی باعث می‌شود که بدون هیچ وقفه‌ای تغییرات لازم برروی اطلاعات شما ایجاد شود.
عملکرد بالا: این دیتابیس‌ها به‌روشی طراحی شده‌اند که بهترین شیوه عملکرد را در ذخیره‌سازی و پردازش خودکار اطلاعات دارند. این ویژگی دسترسی به داده‌ها را ازطریق هر سروری و در هر کجای دنیا امکان‌پذیر می‌کند.
کاهش هزینه‌ها: این دیتابیس‌ها برای استقرار نیاز به هزینه‌های بالایی ندارند و برروی سخت‌افزارهای ارزان قیمت نیز اجرا می‌شوند.
کاربردهای nosql چیست؟
داده کاوی یا Data Mining: وقتی صحبت از داده کاوی می‌شود، این پایگاه داده در بازیابی اطلاعات حرف اول را می‌زند، به‌خصوص زمانی که با حجم وسیعی از داده‌ها مواجه باشید.
کمک به توسعه نرم‌افزار: از آن‌جایی که توسعه نرم‌افزار مستلزم تحقیقات گسترده درباره کاربران و نیازهای آن‌ها است پایگاه داده‌های غیررابطه‌ای بخشی از این جست‌وجو را انجام می‌دهد.
رونق شبکه‌های اجتماعی: رسانه‌های اجتماعی مملو از داده‌های ساختاریافته و بدون‌ساختار هستند، از پست‌ها و استوری‌های تبلیغاتی و بازاریابی گرفته تا اطلاعات مربوط به کاربران. امروزه کارشناسان زیادی در پشت پرده شبکه‌های اجتماعی ازطریق دیتابیس‌ها فعالیت کاربران و رقبای خود را مورد بررسی قرار می‌دهند.
جمع‌بندی
بااینکه ظهور پایگاه داده غیررابطه‌ای را می‌توانیم یک اتفاق مهم و خوشایند در علوم کامپیوتری و توسعه نرم‌افزارها بدانیم اما باز هم انتخاب قطعی آن برای دسته‌بندی داده‌ها کار درستی نیست! بهترین راه‌حل برای انتخاب، توجه به برنامه‌ها و نیازهای پیش‌روی شما است.
ما با بررسی تفاوت‌ها و ارائه مزیت‌های پایگاه داده‌های غیررابطه‌ای سعی کردیم کارتان را راحت کنیم ولی به طور کلی اگر داده‌هایتان ارتباط زیادی باهم دارند از sql و اگر با حجم وسیعی از اطلاعات روبه‌رو شده‌اید nosql بهترین گزینه پیش‌روی شما است.
