مقایسه و بررسی پایگاه داده SQL و NoSQL

دو ساختار کلی برای پایگاه‌های داده در حوزه کامپیوتر در نظر گرفته شده است. هرکدام از آن‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند. به بررسی و مقایسه SQL و NoSQL می‌پردازیم. به‌طورکلی شما در فضای برنامه‌نویسی و توسعه وب و هر چیزی که به کامپیوتر مربوط است نیاز به پایگاه داده دارید. دو گزینه در دسترس شماست. تفاوت‌هایی میان آن‌ها وجود دارد که در نهایت شما را قانع می‌کند یکی از آن‌ها را انتخاب کنید. پایگاه داده SQL و پایگاه داده NoSQL در درجه اول از نظر ساختار و نوع توسعه بر مبنای اعداد دودویی با هم تفاوت‌های اساسی و کلیدی دارند.

ابتدا اجازه دهید به بررسی فرق‌های پایگاه‌داده‌ها به‌صورت تیتروار بپردازیم که معمولاً مهم هم هستند و شما اگر کمی در این مورد تخصص داشته باشید می‌توانید به‌راحتی طبق این اصول انتخابتان را انجام دهید. تفاوت SQL و NoSQL را در چند بعد کلیدی و اساسی بررسی می‌کنیم.

پنج فاکتور مقایسه SQL و NoSQL

در درجه اول باید بدانید که پایگاه داده SQL رابطه‌ای و پایگاه داده NoSQL غیر رابطه‌ای است. در وهله دوم پایگاه داده SQL از زبان پرس‌وجو ساختاریافته استفاده می‌کند و یک طرح از پیش تعریف می‌شود. درصورتی‌که در پایگاه داده NoSQL طرح‌هایی به‌صورت پویا برای داده‌های بدون ساختار ایجاد شده‌اند. در پایگاه‌های داده SQL مقیاس‌پذیری به‌صورت عمودی بوده و در مدل بعدی افقی است.

پایگاه‌های داده SQL مبتنی بر جداول و چیزی شبیه به خانه‌های به‌هم‌پیوسته هستند. درصورتی‌که در پایگاه داده NoSQL ذخیره سندها به‌صورت کلید – مقدار، نمودار و یا ستون‌های گسترده است. پایگاه‌های داده SQL برای تراکنش و تبادل داده به‌صورت چند ردیف در نظر گرفته شده‌اند. درصورتی‌که نوع دوم برای داده‌های بدون ساختار یا اسناد بهتر است.

بررسی SQL و NoSQL و تفاوت‌های کلیدی آنها

در مقایسه SQL و NoSQL به بررسی چند موضوع اصلی در خصوص تفاوت‌ها و همین‌طور خصوصیت‌هایی که موجب فرق میان این دو می‌شود می‌پردازیم. هر دوی این پایگاه‌های داده در حال حاضر برای توسعه تکنولوژی مورداستفاده قرار می‌گیرند و نمی‌توان یکی از آن‌ها را ازرده‌خارج کرد. اما به‌هرحال حوزه استفاده و تکنولوژی نرم‌افزاری می‌تواند تعیین کند که در مقایسه SQL و NoSQL کدام یک پیروز باشد.

طراحی اسکیما

اولین موضوعی که در بررسی پایگاه‌داده‌ها ترجیح می‌دهیم به آن توجه ویژه‌ای داشته باشیم و این موضوع را به شما هم منتقل کنیم. طراحی اسکیما است. در بررسی SQL و NoSQL موضوع مهم این است که داده‌ها چگونه ذخیره می‌شوند. این اصل باعث شده است که زبان SQL برای برنامه‌های چند ردیفی گزینه بهتری باشد. مثلاً اگر قصد طراحی پروژه حسابداری، سیستم‌های سننتی و … را دارید معمولاً به دلیل این که ردیف‌ها کنار هم و چیزی شبیه به اکسل هستند. می‌تواند گزینه به‌مراتب عالی‌تری باشد. البته پایگاه داده NoSQL برای داده‌های عظیم و وسیع مناسب‌تر است. انعطاف‌پذیری بالاتری دارد و از این نظر می‌توان به‌راحتی روی آن طرح‌ها و ساختارهای پویا بنا کرد.

مقیاس‌پذیری در پایگاه‌داده‌ها

در ادامه مقایسه SQL و NoSQL به موضوع مقیاس‌پذیری می‌پردازیم. تصور کنید که قصد ارتقاء سرور خود را دارید. برای این کار یا می‌توانید تعداد پردازنده‌های همان دستگاه را بالاتر ببرید و یا این که کیس‌های بیشتری خریداری کنید و همین سخت‌افزار را روی آن‌ها نیز پیاده‌سازی کنید. البته این مورد در هر دو پایگاه داده وجود دارد. موضوع این است که مقایسه SQL و NoSQL به این صورت است که شما در SQL سخت‌افزار را به یک کیس اضافه می‌کنید و آن را گسترش می‌دهید. مثل این است که روی یک ساختمان یک طبقه دیگر بنا کنید. درصورتی‌که در حالت پایگاه داده NoSQL می‌توانید ساختمان‌های بیشتری را در کنار هم ایجاد کنید.

اگر حجم پایگاه داده شما بالاتر برود به طبع مدیریت آن در یک سخت‌افزار کار سختی است. در نتیجه پایگاه داده NoSQL می‌تواند گزینه بهتری برای داده‌های عظیم و یا دائم تغییر باشد. البته این دو می‌توانند مشکل هم به‌حساب بیایند. درصورتی‌که سخت‌افزار شما توان لازم را نداشته باشد به طبع هر دوی این موارد بی‌فایده هستند. یا اگر علم استفاده از آن‌ها را نداشته باشید. مقایسه SQL و NoSQL کمی پیچیده‌تر می‌شود. البته هردوی این پایگاه‌های داده قدرتمند و سریع هستند. اما به‌هرحال یک مورد همیشه می‌تواند در Big Data عملکرد بهتری داشته باشد.

همین‌طور مطالعه فرمایید در همین مورد: آشنایی با پایگاه داده mongodb – همه چیز در مورد پایگاه داده مانگو

ساختار داده‌ها در مقایسه SQL و NoSQL

مقایسه SQL و NoSQL در بخش ساختار داده‌ها به نسبت آسان‌تر و قابل‌فهم‌تر است. ساختار داده‌ها در SQL  مبتنی بر جدول است. درحالی‌که شما برای ذخیره در NoSQL نیاز به ذخیره سند، کلید – مقدار و نمودار یا ستون‌های گسترده دارید. برخی از مدل‌های پایگاه داده SQL شامل: MySQL, Oracle, PostgreSQL, and Microsoft SQL Server و پایگاه داده بر پایه NoSQL نیز شامل: MongoDB, BigTable, Redis, RavenDB Cassandra, HBase, Neo4j, and CouchDB هستند. هردوی پایگاه‌داده‌ها توان پاسخگویی فوق‌العاده بالایی دارند، ایمن هستند و بهینه!

تفاوت SQL و NoSQL در موارد استفاده

اصلی‌ترین تفاوت میان دو پایگاه‌داده SQL و NoSQL در موارد و کاربردهای استفاده است. پایگاه‌های داده SQL برای تراکنش‌هایی به‌صورت چند ردیفی، پیوسته و گرافی در نظر گرفته شده‌اند. درصورتی‌که پایگاه داده NoSQL برای داده‌های بدون ساختار مانند سند یا JSON گزینه بهتری است. علاوه‌برآن پایگاه‌داده‌های SQL عموماً برای سیستم‌های قدیمی که از ساختار رابطه‌ای استفاده می‌کنند مورد بهره‌گیری قرار می‌گیرند.

مقایسه انواع سیستم‌های SQL

حالا که به بررسی و مقایسه SQL و NoSQL پرداختیم لازم است در مورد چند مورد از بهترین پایگاه‌داده‌های مبتنی بر این دو زبان صحبت کنیم و مزایا و معایب آن‌ها را نیز با شما به اشتراک بگذاریم.

پایگاه داده MySQL

• رایگان و متن‌باز است.
• پایگاه داده‌ای تثبیت شده با یک جامعه آماری بزرگ و همین‌طور تست‌های گسترده و پایداری فوق‌العاده بالا
• برای همه پلتفرم‌ها و سیستم‌عامل‌ها موجود و روی تمامی OSهای دسکتاپ موجود است.
• تکرار و به‌اشتراک‌گذاری در آن در دسترس است.
• طیف وسیعی از موارد استفاده نظیر حوزه وب، علم و اپلیکیشن را پشتیبانی می‌کند.

پایگاه داده Oracle

• پایگاه داده‌ای تجاری با به‌روزرسانی‌های مکرر و مدیریت حرفه‌ای و پشتیبانی عالی
• امکان استفاده از انواع زبان‌های SQL در آن وجود دارد.
• یکی از پرهزینه‌ترین‌ها است.
• می‌توان با استفاده از آن روی داده‌های بزرگ کارکرد.
• امکان ارتقاء به ساده‌ترین روش وجود دارد.
• امکان کنترل تراکنش وجود دارد.
• سازگار با تمام سیستم‌عامل‌ها است.
• برای شرکت‌ها و سازمان‌های بزرگ با حجم کاری وسیع بهترین گزینه است.

مایکروسافت SQL سرور

• پایگاه داده تجاری و توسعه‌یافته توسط شرکت بزرگ مایکروسافت
• امکان استفاده از زبان‌های توسعه مختلف روی ویندوز و لینوکس
• کاربرپسند و روان
• مستندات کامل و عالی
• برای سازمان‌های کوچک طراحی شده که می‌خواهند یک راه‌حل تجاری به جازی اوراکل جایگزین کنند.

PostgreSQL

• سیستم مدیریت داده شی گرا دارد و ترکیبی از SQL و NoSQL به‌حساب می‌آید.
• رایگان و متن‌باز است.
• جامعه آماری فعالی دارد و توسط ارائه‌دهندگان شخص ثالث پشتیبانی می‌شود.
• از SQL محض استفاده می‌کند.
• انطباق با بسیاری از سیستم‌های نرم‌افزاری دارد.
• برای پایگاه‌های داده بزرگ امکان پرس‌وجوهای پیچیده و سریع را در کم‌ترین زمان ممکن اجرا می‌کند و سریع است.

انواع سیستم‌های NoSQL

درمقایسه SQL و NoSQL در خصوصمدل‌های مختلف SQL صحبت کردیم. حالا در خصوص تنها پایگاه داده برتر NoSQL صحبت می‌کنیم که در حال حاضر یکی از قدرتمندترین و سریع‌ترین‌هاست. این پایگاه داده استفاده آسانی دارد و به‌صورت رایگان در اختیار کاربران قرار گرفته است. اسکیمای آن پویا بوده و از طرفی طرح ساختاری آن و صورت کلی آن افقی و مقیاس‌پذیر است. عملکرد عالی با پرس‌وجوهای ساده دارد و ستون‌ها و فیلدهای جدید را بدون تأثیر روی ردیف‌هایی که از قبل موجود بودند به پایگاه داده اضافه می‌کند.

در حال حاضر Apache HBase، Google Cloud BigTable و Apache Cassandra از آن استفاده می‌کنند.

مهم‌ترین ویژگی‌های NoSQL

در بررسی SQL و NoSQL اجازه دهید کمی هم در مورد مهم‌ترین دلایل استفاده از بانک اطلاعاتی NoSQL صحبت کنیم. اول این که ذخیره‌سازی و انجام محاسبات بر پایه کلود و ابری در این پایگاه‌های داده به بهترین شکل انجام می‌شود. توسعه سریعی دارند و همین‌طور اگر قصد راه‌اندازی یک پروژه جدید را دارید. درصورتی‌که از این پایگاه داده استفاده کنید نیازی به طراحی شماتیک و یا مدیریت ندارید. ضمن این که در این بانک‌های اطلاعاتی خبری از مشکل برای ذخیره‌سازی پایگاه‌های داده بزرگ و وسیع وجود ندارد. همه چیز برای ذخیره کردن داده‌های ساختاردهی نشده آماده است. محدودیتی پیش و روی شما برای ذخیره حجم داده‌ها وجود ندارد.

مهم‌ترین ویژگی‌های SQL

به طبع اگر قصد راه‌اندازی یک وب‌سایت محلی برای کسب‌وکار خود را دارید. لازم نیست از NoSQL استفاده کنید. در این حالت قابلیت تکثیرپذیری از جمله مهم‌ترین مزیت‌هایی است که در بررسی SQL و NoSQL در خصوص آن صحبت خواهیم کرد. وجود انجمن‌های پشتیبانی قدرتمند موضوع بعدی است. به دلیل این که این پایگاه‌های داده متن‌باز هستند به‌راحتی می‌توان از انعطاف آن‌ها استفاده کرد. ضمن این که در پلتفرم‌ها و زبان‌های مختلف نیز قابل‌اجرا و استفاده هستند. می‌توانید روی لینوکس، ویندوز، مک، BSD، زبان‌های جاوا اسکریپت، روبی، پی اچ پی، سی پلاس پلاس، سی و… از آن استفاده کنید.

به بیان ساده کم‌دردسرترین زبان توسعه برای ساخت پایگاه‌های داده هست قطعاً استفاده از آن‌ها در پروژه‌های معمولی و بیزینس‌های محلی می‌تواند سرعت کار شما را فوق‌العاده بالاتر ببرد و باتوجه‌به آموزش‌هایی که برای این پایگاه‌های داده در دسترس است. نیازی نیست که شما مدام به دنبال منابع مختلف برای آموزش یا توسعه‌دهنده پایگاه داده باشید.

کدام پایگاه داده سریع‌تر است؟

در مقایسه SQL و NoSQL به بررسی سرعت این دو نیز می‌پردازیم. دغدغه‌ای که برای بسیاری مهم است. به‌طورکلی هر دوی این سیستم‌ها سرعت یک اندازه‌ای دارند و نمی‌توان گفت که سریع‌تر هستند. البته پایگاه داده SQL مبتنی بر جدول است. در نتیجه پیوندسازی، کوئری همین‌طور به‌روزرسانی در آن سریع‌تر و بهتر انجام می‌شود. مثلاً اگر قصد راه‌اندازی یک سایت دات نت را دارید می‌توانید از این پایگاه‌های شده استفاده کنید.

در مقابل پایگاه داده NoSQL برای سیستم‌هایی ساخته شده است که ذخیره سایزی بر پایه گراف، شی گرایی و همین‌طور داکیومنت است. در این حالت داده‌های خاص در کنار هم ذخیره و در جاهای مختلف تقسیم‌بندی نمی‌شوند. همین موضوع سبب می‌شود که در پروژه‌های بزرگ و مقایسه SQL و NoSQL ما امتیاز اصلی را به NoSQL بدهیم.

تفاوت زبان برنامه‌نویسی و حوزه توسعه SQL و NoSQL

پایگاه داده SQL و NoSQL با یکدیگر از نظرهای مختلف نیز تفاوت‌هایی دارند. یکی از مهم‌ترین موارد مربوط به سطح دسترسی است. اگر قصد استفاده از زبان‌هایی مانند پایتون، جاوا، پی اچ پی، دات نت و… را دارید و می‌خواهید وب‌سایت و یا اپلیکیشن راه‌اندازی کنید. معمولاً پایگاه داده SQL گزینه بهتری است. اما اگر از APIها استفاده می‌کنید باید به سراغ یادگیری پایگاه‌های داده NoSQL بروید. در واقع کیفیت کار در این پایگاه داده به‌مراتب بیشتر است.

در این صورت حتی نیازی نیست که شما پایگاه داده SQL را بلد باشید و صرفاً با بهره‌گیری از امکانات پایگاه داده دوم می‌توانید هر پروژه‌ای را اجرا کنید. البته در ابعاد بزرگ‌تر نیاز است که یک توسعه‌دهنده پایگاه داده در پروژه شما حضور داشته باشد. در غیر این صورت مدیریت آن به دلیل حجم داده وسیع فوق‌العاده سخت و پیچیده خواهد شد.

مدل‌های NoSQL به‌عنوان بانک‌های اطلاعتی غیر رابطه‌ای شناخته می‌شوند و معمولاً در دسته‌بندی توزیع شده قرار می‌گیرند. ضمن این که برای اضافه‌کردن داده‌های جدید منعطف‌تر است و بدون دردسر می‌توان روی آن تغییر ایجاد کرد.

جمع‌بندی مقایسه SQL و NoSQL

مقایسه SQL و NoSQL تا به اینجا در خصوص عملکردها، امکانات و همین‌طور ویژگی‌های مثبت آن‌ها و موارد منفی که درون خود دارند پیش رفت. اما در نهایت اگر حجم تراکنش‌های در لحظه شما زیاد است و نمی‌خواهید پایگاه داده پیچیده‌ای داشته باشید. معمولاً پیشنهاد می‌شود که SQL را استفاده کنید. از طرفی شرکت‌هایی که در مقایسه SQL و NoSQL به آن‌ها اشاره کردیم می‌توانند به شما در بهره‌گیری سریع‌تر و بهتر از این سیستم‌ها استفاده کنند. مثلاً شرکت مایکروسافت پایگاه داده اختصاصی خود را در این زمینه طراحی کرده که فوق‌العاده قدرتمند و سریع است.

اگر داده‌های شما ساختارمند نیست و ممکن است به‌صورت مداوم تغییر کند باید به سراغ پایگاه داده NoSQL بروید. علاوه‌برآن این سیستم امکانات سفارشی‌سازی شده فوق‌العاده‌ای دارد و اگر می‌خواهید از امکان توسعه سریع استفاده کنید. منطقاً ما نمی‌توانیم گزینه‌ای به‌غیراز NoSQL را به شما پیشنهاد دهیم. در نهایت داده‌های شما در این دو مدل ایمن خواهند بود. هر دوی آن‌ها اگر به‌خوبی شخصی‌سازی شوند جز قدرتمندترین‌ها، سریع‌ترین‌ها و بهینه‌ترین‌ها هستند که حتی در توسعه وب نیز می‌توانند عملکرد فوق‌العاده‌ای از خود نشان دهند.

منبع: www.integrate.io