SQL против NoSQL: 5 основных отличий

Как разработчик, один из самых важных выборов, который вам приходится делать, — это какой база данных для использования в вашем приложении. Два самых популярных варианта — это базы данных SQL и NoSQL. Хотя базы данных SQL доминировали на протяжении десятилетий, рост больших данных и потребность в большей гибкости привели к росту популярности баз данных NoSQL. Однако различия между SQL и NoSQL существенны, и выбор между ними зависит исключительно от ваших потребностей.

В этой статье мы более подробно рассмотрим спор SQL против NoSQL, обсудим пять основных различий между базами данных, чтобы помочь вам определить, какая из них подходит для вашего проекта. Понимая ключевые различия в том, как эти базы данных хранят данные, масштабируются, управляют целостностью данных, предоставляют возможности запросов и защищают данные, вы будете готовы выбрать ту, которая соответствует вашим требованиям.

Сделанный вами выбор окажет существенное влияние на то, как вы создаете и поддерживаете свое приложение, поэтому уделите время тщательному взвешиванию вариантов с учетом своих приоритетов.

Краткий обзор SQL и NoSQL

Что такое база данных SQL?

База данных SQL — это реляционная база данных который организует данные в таблицы со строками и столбцами. SQL означает язык структурированных запросов, который является стандартным языком, используемым для запроса и управления данными в реляционной базе данных.

Некоторые ключевые характеристики базы данных SQL следующие:

• Данные хранятся в таблицах, содержащих строки и столбцы. Каждая строка представляет запись, а каждый столбец представляет атрибут этой записи.
• Между таблицами существуют связи, которые обеспечиваются с помощью внешних ключей. Это обеспечивает целостность данных и уменьшает избыточность.
• Язык SQL используется для запроса данных и управления ими. SQL предоставляет такие команды, как SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE, для взаимодействия с базой данных.
• Свойства ACID (атомарность, согласованность, изоляция, долговечность) применяются для обеспечения надежности и целостности данных. Транзакции либо завершаются полностью, либо не завершаются вообще.

Что такое база данных NoSQL?

База данных NoSQL — это нереляционная база данных, которая хранит данные в формате, отличном от строк и столбцов. Базы данных NoSQL бывают разных типов в зависимости от модели данных. Основные типы:

• Хранилища «ключ-значение». Данные хранятся в неструктурированном формате с уникальным ключом для извлечения значений. Примеры: Redis и DynamoDB.
• Базы данных документов: данные хранятся в формате документа, например JSON. Примеры: MongoDB и CouchDB.
• Базы данных графов. Данные хранятся в узлах и ребрах, оптимизированных для взаимоотношений между данными. Примеры: Neo4j и JanusGraph.
• Столбчатые базы данных: данные хранятся в столбцах, а не в строках. Примерами являются Cassandra и HBase.

Ключевые различия между SQL и NoSQL

Различия в языке

Одним из основных различий между SQL и NoSQL является используемый язык. SQL означает Structured Query Language (язык структурированных запросов), который с 1970-х годов превратился в мощный язык для запросов к структурированным данным. NoSQL — это более новая система баз данных, которая не использует стандартный язык запросов, а использует документы JSON для хранения данных. NoSQL предлагает различные модели взаимодействия, от хранилищ «ключ-значение» до баз данных с широкими столбцами, что позволяет использовать различные способы взаимодействия с данными.

Это означает, что при работе с базами данных SQL вы должны понимать, как использовать язык запросов для чтения и записи данных. С базами данных NoSQL вы можете взаимодействовать с базой данных разными методами. Это обеспечивает большую гибкость и творческий подход к управлению вашими данными.

Масштабируемость и производительность

С появлением больших данных потребности баз данных быстро переросли возможности баз данных SQL. В результате была создана технология NoSQL для решения проблем масштабируемости.

Масштабирование базы данных SQL обычно предполагает увеличение вычислительной мощности текущего оборудования, тогда как масштабирование базы данных NoSQL часто предполагает добавление дополнительных серверов или узлов из-за ее первично-вторичной архитектуры.

Базы данных SQL обычно используют горизонтальную масштабируемость, которая включает в себя сегментирование, при котором таблицы делятся на более мелкие разделы и распределяются по нескольким серверам. Amazon Relational Database Service и другие поставщики используют эту популярную форму масштабирования реляционных баз данных.

Базы данных NoSQL используют вертикальную масштабируемость для повышения производительности за счет добавления ресурсов на один сервер. С NoSQL вы можете масштабировать свою базу данных вверх или вниз в зависимости от ваших требований, что дает вам большую гибкость. Вертикальная масштабируемость популярна для облачных приложений, которые помогают более эффективно управлять такими ресурсами, как вычислительная мощность и хранилище. В качестве бонуса этот тип масштабирования обходится дешевле, чем горизонтальное масштабирование, обеспечиваемое большинством баз данных SQL.

В конечном счете, эффективность используемых структур данных может существенно повлиять на масштабируемость больше, чем различия между базами данных SQL и NoSQL, поэтому крайне важно понимать конкретный вариант использования и соответствующим образом планировать.

Структурные различия

Базы данных SQL и NoSQL имеют совершенно разные свойства и структуры. База данных SQL — это, по сути, табличный формат, который чем-то похож на электронную таблицу Excel, где каждая строка представляет собой запись в базе данных, а каждый столбец — это поле данных. Связи между полями данных устанавливаются таблицами в базе данных.

Хотя NoSQL может показаться противоположностью SQL, на самом деле это общий термин, который означает «Не только SQL» и относится к базам данных, которые не основаны на табличных отношениях. Базы данных NoSQL активно хранят данные в виде документов, представляющих собой записи, состоящие из наборов ключей или свойств со значениями. Они обладают более гибкой структурой, которая позволяет хранить связанные элементы вместе, не требуя создания таблиц, как это необходимо в базе данных SQL.

Базы данных SQL более строги в использовании предопределенных схема, что ускоряет их использование в транзакционных приложениях. Напротив, базы данных NoSQL не имеют предопределенной схемы. Их можно легко адаптировать к различным типам наборов данных, что делает их идеальными для больших наборов данных и аналитика в реальном времени.

Свойства базы данных

Каждый тип базы данных имеет свой собственный набор свойств, которые делают его подходящим для определенных случаев использования. Базы данных SQL соответствуют свойствам ACID (атомарность, согласованность, изоляция и долговечность), которые гарантируют точность и надежность обработки транзакций. Напротив, базы данных NoSQL следуют теореме CAP (согласованность, доступность и толерантность разделов), подчеркивая доступность и устойчивость разделов над согласованностью.

При выборе типа базы данных очень важно тщательно продумать, какие свойства подходят для вашего конкретного случая использования. Если точность и надежность транзакций имеют решающее значение, то базы данных SQL с ACID свойствами — это путь. Однако если доступность и устойчивость к разделам являются существенными, то база данных NoSQL, соответствующая теореме CAP, является лучшим выбором. Понимание этих различий в свойствах базы данных может помочь вам принять обоснованное решение, которое соответствует потребностям вашего бизнеса.

Поддержка и сообщества

Что касается поддержки и сообществ, то и SQL, и NoSQL базы данных имеют достаточно ресурсов. Однако из-за своей популярности и того факта, что он существует с 1970-х годов, SQL имеет более широкую поддержку и большее сообщество. Следовательно, найти опытных специалистов, которые могут работать с SQL, может быть проще, чем найти тех, кто имеет опыт работы с базами данных NoSQL. Кроме того, многие университеты преподают SQL в своей программе по компьютерным наукам по сравнению с очень немногими, которые преподают NoSQL.

С другой стороны, многие базы данных NoSQL имеют открытый исходный код или являются проприетарными и содержат множество ценной документации. Эта обширная документация облегчает разработчикам и инженерам освоение NoSQL. Со временем, когда все больше проектов будут использовать базы данных NoSQL, в отрасли будет расти число опытных специалистов. Крупные технологические компании, такие как MongoDB, предлагают экспертные услуги, а другие компании предоставляют учебные программы для устранения пробелов в знаниях при смене технологий.

Оптимизируйте процесс интеграции данных с помощью Astera Построитель конвейеров данных

Запросите Демо

SQL против NoSQL: типы баз данных

Некоторые популярные типы баз данных SQL:

• Oracle: Запатентованная коммерческая система управления базами данных, широко используемая в корпоративных средах. База данных Oracle предоставляет такие функции, как соответствие требованиям ACID, поддержку SQL и возможность обработки больших объемов данных.
• Microsoft SQL Server: система управления реляционными базами данных, обычно используемая в средах на базе Windows. Microsoft SQL Server предлагает такие функции, как соответствие ACID, поддержка SQL и интеграция с другими продуктами Microsoft, такими как Excel и SharePoint.
• PostgreSQL: Мощная система управления реляционными базами данных с открытым исходным кодом, часто используемая для веб-приложений. PostgreSQL предоставляет такие функции, как Соответствие ACID, поддержка SQL и расширяемость с помощью определяемых пользователем функций и хранимых процедур.
• MySQL: система управления реляционными базами данных с открытым исходным кодом, обычно используемая в веб-приложениях. MySQL предлагает такие функции, как соответствие ACID, поддержку SQL и высокую производительность для рабочих нагрузок с большим объемом чтения. Корпорация Oracle теперь владеет MySQL.

Некоторые популярные типы баз данных NoSQL:

• Хранилища документов: примеры включают MongoDB, Couchbase и Apache CouchDB. Они хранят полуструктурированные или неструктурированные данные в документно-ориентированном формате, где каждый документ содержит набор пар ключ-значение или пар ключ-массив.
• Графические магазины: примеры включают Neo4j, JanusGraph и Amazon Neptune. Они активно используют графовые базы данных для хранения и запроса графовых данных. Элементы данных представлены в виде узлов, ребер и свойств. Отношения между ними исследуются с помощью графовых алгоритмов.
• Хранилища "ключ-значение": примеры включают Redis, Amazon DynamoDB и Riak. Они активно хранят простые данные в формате «ключ-значение», позволяя извлекать значения данных с использованием уникального ключа.

Стоит отметить, что другие типы баз данных NoSQL, такие как хранилища семейств столбцов и объектно-ориентированные хранилища, служат конкретным случаям использования.

SQL против NoSQL: преимущества и недостатки

Преимущества SQL:

• Хорошо структурированные запросы: Базы данных SQL используют структурированный язык запросов, что делает его идеальным для сложных задач обработки данных.
• Простота в использовании: SQL легко изучить и использовать новичкам.
• Гибкая схема: Базы данных SQL имеют очень гибкую схему, позволяющую управлять различными типами данных.
• Совместимость с популярными языками программирования.: SQL совместим с популярными языками программирования, такими как Java, Python и C#.

Недостатки SQL:

• Ограниченная масштабируемость: Базы данных SQL имеют тенденцию испытывать трудности с горизонтальным масштабированием, а вертикальное масштабирование с использованием более крупных серверов может оказаться дорогостоящим.
• Структурированные данные: Базы данных SQL хорошо работают только со структурированными данными, поэтому, если у вас есть неструктурированные данные или данные, которые часто меняются, управлять ими может быть сложно.
• Ограниченная гибкость: Базы данных SQL имеют фиксированную схему, что затрудняет внесение изменений в структуру данных.

Преимущества и недостатки баз данных NoSQL

Преимущества NoSQL:

• Более простая горизонтальная масштабируемость: Базы данных NoSQL легко масштабируются по горизонтали, что более рентабельно, чем вертикальное масштабирование большого сервера на SQL, что существенно.
• Быстрые обновления и запросы: NoSQL позволяет быстро обновлять или запрашивать большие наборы данных без необходимости перезагрузки всей базы данных.
• Гибкие схемы: Базы данных NoSQL имеют гибкие схемы, что упрощает управление сложными структурами данных.
• Поддерживает неструктурированные данные: Базы данных NoSQL поддерживают различные типы неструктурированных данных, такие как аудио-/видеозаписи и тексты на естественном языке.

Недостатки NoSQL:

• Менее зрелый: По сравнению с SQL, базы данных NoSQL менее развиты и менее известны.
• Более сложные запросы: Запросы в базах данных NoSQL писать сложнее, чем в базах данных SQL.
• Меньше поддержки транзакций: Транзакции необходимы для обеспечения согласованности данных. Базы данных NoSQL часто не поддерживают их так же эффективно, как базы данных SQL.

Создавайте автоматизированные рабочие процессы для повышения производительности и надежности

Начать сейчас

SQL против NoSQL: как выбрать между ними

Вот несколько ключевых соображений, которые помогут вам сделать выбор между SQL и NoSQL:

Подводя итог, базы данных SQL и NoSQL предлагают различные подходы и возможности управления данными, каждая из которых имеет свои сильные и слабые стороны. В конечном счете, выбор между базами данных SQL и NoSQL зависит от вариантов использования и бизнес-целей.

Оптимизация интеграции данных с помощью Astera Построитель конвейеров данных

Независимо от того, требуется ли в вашем случае SQL или NoSQL, вам нужен надежный и гибкий инструмент для оптимизации рабочих процессов обработки данных и сокращения времени на получение информации. Astera Построитель конвейеров данных является идеальным решением.

AsteraЕдиное решение на базе искусственного интеллекта объединяет все аспекты ваших рабочих процессов обработки данных в одном месте. Оно также предлагает бесшовное встроенное подключение к базам данных SQL и NoSQL и другим популярным поставщикам данных, таким как Salesforce, Google BigQuery, MongoDB и т. д. Все эти функции облегчают компаниям оптимизацию процесса интеграции данных без ущерба для безопасности. Кроме того, оно имеет пользовательский интерфейс с функцией перетаскивания, который значительно упрощает для пользователей создание сложных рабочих процессов без необходимости писать ни единой строки кода.

регистрация на бесплатную 14-дневную пробную версию сегодня!