введение

В мире современного управления данными выбор правильной системы баз данных является ключом к успеху любого проекта. Базы данных SQL и NoSQL имеют свои сильные стороны, и понимание их различий может помочь разработчикам и предприятиям принимать обоснованные решения. Цель этой статьи — обрисовать ключевые различия между базами данных SQL и NoSQL и изучить ситуации, в которых базы данных NoSQL имеют преимущество.

База данных SQL: свет традиций

определение

• **Система управления реляционными базами данных** (СУБД),Данные хранятся в табличной форме,Каждая таблица имеет заранее структурированную структуру.

особенность

• **Язык структурированных запросов** (SQL) используется для управления данными.
• **Функции ACID**: Гарантируйте атомарность, согласованность, изоляцию и надежность данных.
• **Фиксированный шаблон**: данные должны следовать заданному шаблону.

Преимущества

Согласованность и целостность данных:

СУРБД поддерживает функции ACID (атомарность, согласованность, изоляция, долговечность) для обеспечения надежности транзакций и согласованности данных.

Правила целостности сущностей, ссылочной целостности и целостности пользователей могут предотвратить избыточность и несогласованность данных, а также обеспечить точность и надежность данных.

Структура и стандартизация:

Данные хранятся в табличной форме,Следуйте шаблону предварительного определения,Это делает структуру данных понятной,Легко понять и управлять.

Стандартизированное хранилище данных снижает избыточность данных и повышает эффективность хранения данных.

Стандартный язык SQL:

Язык структурированных запросов (SQL), как стандартный язык доступа к данным, широко поддерживает операции запроса, обновления, вставки и удаления данных.

Универсальное признание SQL позволяет разработчикам переносить данные и манипулировать ими между различными платформами СУБД.

Обработка транзакции:

Возможности обработки транзакций гарантируют, что серия операций либо полностью завершена, либо отменена, гарантируя целостность и согласованность данных.

Возможности сложных запросов:

СУБД поддерживает сложные операции JOIN и другие расширенные функции запросов, а также может эффективно обрабатывать запросы на ассоциации с несколькими таблицами и сложную бизнес-логику.

Управление безопасностью и разрешениями:

Предоставляет мощные механизмы разрешений и контроля доступа, гарантирующие, что только авторизованные пользователи смогут получить доступ к определенным данным.

Роли и разрешения пользователей можно настроить для реализации детальной политики безопасности.

Простота обслуживания и управления:

Система управления базами данных предоставляет множество инструментов и интерфейсов для облегчения резервного копирования, восстановления, мониторинга и оптимизации базы данных.

Зрелые технологии и экология:

Технология РСУБД достигла зрелости и имеет большое количество готовых решений и инструментальной поддержки, а также обширную техническую поддержку и ресурсы сообщества.

Экономическая эффективность:

СУБД с открытым исходным кодом, такие как PostgreSQL и MySQL, могут снизить затраты на лицензирование программного обеспечения.

Хорошая производительность и масштабируемость могут снизить затраты на оборудование и обслуживание.

Резервное копирование и восстановление данных:

Обеспечивает надежный механизм резервного копирования и восстановления для обеспечения безопасности данных и непрерывности бизнеса.

недостаток

• **Вертикальное масштабирование**: повышение производительности за счет увеличения ресурсов одного сервера.
• **Изменение схемы**. Изменение структуры данных обходится дорого.

Базы данных NoSQL: устойчивость в новую эпоху

определение

• **Нереляционная или распределенная база данных**,Предназначен для обработки крупномасштабных наборов данных.,Особенно в сфере больших данных и веб-приложений реального времени.

особенность

• **Гибкая модель данных**: могут быть пары ключ-значение.、документ、Семейство столбцов или графика.
• **Горизонтальное масштабирование**. Увеличьте производительность и емкость хранилища за счет добавления дополнительных узлов.
• **Без схемы**: схема данных может изменяться динамически.

Вставьте сюда описание изображения

Преимущества

Легкая масштабируемость:

Базы данных NoSQL разработаны с учетом горизонтальной масштабируемости, что означает, что возможности хранения и обработки системы могут быть расширены за счет добавления дополнительных серверов без необходимости обновления оборудования одного сервера. Эта масштабируемость имеет решающее значение для обработки быстро растущих наборов данных.

Большой объем данных и высокая производительность:

Базы данных NoSQL часто способны обеспечивать высокопроизводительные операции чтения и записи при обработке больших объемов данных, особенно когда данные распределены по нескольким узлам. Их архитектура упрощает процесс хранения и извлечения данных, позволяя им хорошо работать в средах с высокой нагрузкой.

Гибкая модель данных:

Базы данных NoSQL поддерживают несколько моделей данных, включая пары «ключ-значение», документы, хранилища с широкими столбцами и графовые базы данных, что делает их адаптируемыми к различным типам данных и потребностям приложений. Гибкость модели данных означает, что новые поля или типы данных можно легко добавлять, не нарушая существующие данные.

Высокая масштабируемость:

Базы данных NoSQL могут динамически добавлять больше узлов для обработки большего количества данных и запросов. Этот метод горизонтального расширения позволяет им легко справляться с крупномасштабными данными и высоким уровнем одновременного доступа.

Слабая согласованность и итоговая согласованность:

Базы данных NoSQL обычно используют режим AP (доступность и устойчивость к разделению) в теореме CAP, что позволяет им поддерживать высокую доступность сервисов даже в случае сбоя некоторых узлов. Хотя при этом приносится в жертву определенная степень строгой согласованности, многие базы данных NoSQL гарантируют окончательную согласованность, то есть данные достигнут согласованного состояния через определенный период времени.

Экономическая эффективность:

Базы данных NoSQL можно развертывать на недорогих аппаратных кластерах, что снижает общую стоимость владения по сравнению с базами данных SQL, использующими собственное оборудование или высокопроизводительные серверы.

Распределенные вычисления:

Базы данных NoSQL изначально распределены по своей природе.,Возможность обработки данных, распределенных по географическим местоположениям,Это огромное преимущество для глобального бизнеса.

Архитектурная гибкость:

Бессхемная природа баз данных NoSQL позволяет вносить изменения в структуры данных, что очень полезно для быстрого выполнения итераций и адаптации к меняющимся потребностям.

недостаток

• **Компромисс согласованности**: вместо строгой согласованности можно использовать возможную согласованность.
• **Возможности запросов**: не такие мощные и зрелые, как база данных SQL.

Когда выбирать NoSQL?

Сценарий 1: Массивные данные и высокая степень параллелизма

1. платформа социальных сетей

Платформам социальных сетей, таким как Facebook, Twitter, Instagram и т. д., ежедневно приходится обрабатывать миллиарды пользовательских взаимодействий, включая лайки, репосты, комментарии и загрузку мультимедийных файлов. Эти платформы не только должны хранить и извлекать огромные объемы пользовательских данных, но также должны отвечать на запросы пользователей в режиме реального времени, чтобы обеспечить бесперебойную работу пользователей. В этом сценарии базы данных NoSQL получили широкое распространение благодаря их горизонтальной масштабируемости и высокой производительности одновременного чтения и записи.

1. сайт электронной коммерции

Крупные веб-сайты электронной коммерции, такие как Amazon, Alibaba и JD.com, ежедневно посещают миллионы или даже десятки миллионов пользователей, используя множество ссылок, таких как просмотр продуктов, операции с корзиной покупок и расчет платежей. Этим веб-сайтам необходимо обновлять состояние запасов в режиме реального времени, обрабатывать данные транзакций и поддерживать высокую доступность сайта. Чтобы справиться с большим количеством одновременных запросов пользователей и хранить большие объемы информации о продуктах, ключевым моментом являются возможности быстрого чтения и записи, а также распределенная архитектура баз данных NoSQL.

1. Анализ больших данных и обработка потоков данных в реальном времени.

В области анализа больших данных, таких как анализ фондового рынка в реальном времени, анализ счетов в телекоммуникационной отрасли, анализ поведения пользователей и т. д., необходимо быстро обрабатывать и анализировать данные уровня PB. Базы данных NoSQL, особенно основанные на хранилищах семейства столбцов, таких как HBase, могут эффективно обрабатывать такие крупномасштабные наборы данных и обеспечивать быстрый доступ к данным и возможности пакетной обработки.

1. Системы Интернета вещей (IoT)

Устройства Интернета вещей генерируют большое количество непрерывных данных в режиме реального времени, например, в умных домах, промышленной автоматизации, городском мониторинге и других сценариях. Эти данные необходимо быстро собирать, хранить и анализировать для обеспечения удаленного мониторинга, предупреждения о неисправностях и оптимизации работы оборудования. Базы данных NoSQL хорошо обрабатывают этот тип потока данных, обеспечивая возможность приема данных и выполнения запросов с малой задержкой.

1. игровая индустрия

Онлайн-игры, особенно многопользовательские ролевые онлайн-игры (MMORPG) и киберспорт, будут генерировать большой объем данных об активности игроков, включая поведение игроков, внутриигровые экономические транзакции, информацию о боях в реальном времени и т. д. Для поддержки одновременных онлайн-игроков по всему миру игровым серверам требуются мощные возможности обработки и хранения данных. Высокие характеристики параллелизма и решения для распределенного хранения баз данных NoSQL идеально подходят для игровой индустрии.

в этих сценариях,Прелесть баз данных NoSQL заключается в их способности легко масштабироваться до сотен или тысяч серверов.,Благодаря поддержке огромного объема данных и большого количества одновременных запросов пользователей,При этом сохраняется низкая задержка и высокая пропускная способность данных. В сравнении,Традиционные базы данных SQL могут иметь ограничения по вертикальной масштабируемости.,Он не сможет справиться с таким же размером нагрузки.

Сценарий 2: Потребности в гибкости

• Для проектов, где модель данных требует частых изменений и неизвестных структур данных, NoSQL Обеспечивает большую гибкость.

Сценарий 3: Анализ данных в реальном времени

• В приложениях обработки и анализа данных в реальном времени ключевыми факторами являются низкая задержка и высокая пропускная способность NoSQL.

Сценарий 4: Распределенная система

• В распределенной среде распределенная архитектура баз данных NoSQL может лучше поддерживать репликацию данных и доступ между центрами обработки данных.

в заключение

Выбор базы данных SQL или NoSQL зависит от конкретного сценария приложения, масштаба данных и бизнес-требований. Понимание основных особенностей каждого типа баз данных и Преимущества.,Может помочь нам сделать выбор более разумным,Для достижения технологических бизнес-целей проекта.

Ключевые слова:

Машинное обучение, искусственный интеллект, ИИ-чат, реализация обучения GPT, использование сборки Deep Python, удаленный докер, технология развертывания технологии безопасности mysql, код автоматизации