Thứ sáu, 21/02/2014 | 00:00 GMT+7

Hiểu database SQL và NoSQL và các mô hình database khác nhau

Từ thời xa xưa, một trong những thứ cần thiết nhất và phụ thuộc vào chức năng của máy tính là bộ nhớ. Mặc dù các kỹ thuật và phương pháp triển khai cơ bản khác nhau, nhưng hầu hết các máy tính đều được trang bị phần cứng cần thiết để xử lý thông tin và giữ chúng an toàn để sử dụng trong tương lai khi nào cần thiết.


Trong thế giới ngày nay, hầu như không thể nghĩ đến bất kỳ ứng dụng nào không sử dụng khả năng này của máy móc, cho dù đó là server , máy tính cá nhân hay thiết bị cầm tay. Từ các trò chơi đơn giản đến các công cụ liên quan đến kinh doanh, bao gồm các trang web, (các) loại dữ liệu nhất định được xử lý, ghi lại và truy xuất với mỗi thao tác.

Hệ thống quản lý database (DBMS) là phần mềm cấp cao hơn, làm việc với các giao diện lập trình ứng dụng (API) cấp thấp hơn, đảm nhiệm các hoạt động này. Để giúp giải quyết các loại vấn đề khác nhau, trong nhiều thập kỷ, các loại DBMS mới đã được phát triển (ví dụ: Relational, NoSQL, v.v.) cùng với các ứng dụng triển khai chúng (ví dụ: MySQL, PostgreSQL, MongoDB, Redis, v.v.).

Trong bài viết DigitalOcean này, ta sẽ đi qua những kiến thức cơ bản về database và hệ quản trị database . Ta sẽ tìm hiểu về logic đằng sau cách hoạt động của các database khác nhau và điều gì làm chúng khác biệt.

Bảng chú giải


1. Hệ thống quản lý database


2. Mô hình database


  1. Mô hình quan hệ
  2. Phương pháp tiếp cận không mô hình (NoSQL)

  1. Hệ thống quản lý database quan hệ
  2. Hệ thống database NoSQL (NewSQL)

4. So sánh hệ thống quản lý database SQL và không có SQL


Hệ thống Quản lý Dữ liệu


Hệ quản trị database là một thuật ngữ chung dùng để chỉ tất cả các loại công cụ hoàn toàn khác nhau (tức là chương trình máy tính hoặc thư viện nhúng), hầu hết hoạt động theo những cách khác nhau và rất độc đáo. Các ứng dụng này xử lý hoặc hỗ trợ rất nhiều trong việc xử lý, xử lý các bộ sưu tập thông tin. Vì bản thân thông tin (hoặc dữ liệu) có thể có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, nên hàng chục DBMS đã được phát triển, cùng với hàng tấn ứng dụng DB, kể từ nửa sau của thế kỷ 21 để giúp giải quyết các nhu cầu lập trình và tin học hóa khác nhau.

Hệ quản trị database dựa trên các mô hình database : các cấu trúc được xác định để xử lý dữ liệu. Mỗi DBMS mới nổi và các ứng dụng được tạo ra để hiện thực hóa các phương pháp của chúng, hoạt động theo những cách rất khác nhau liên quan đến các định nghĩa và hoạt động lưu trữ và truy xuất thông tin nói trên.

Mặc dù có một số lượng lớn các giải pháp triển khai các DBM khác nhau, nhưng mỗi giai đoạn trong lịch sử đều chứng kiến một số lượng tương đối nhỏ các lựa chọn nhanh chóng trở nên cực kỳ phổ biến và được sử dụng trong thời gian dài hơn, có lẽ là lựa chọn phổ biến nhất kể từ vài thập kỷ qua (hoặc thậm chí lâu hơn) là Hệ thống quản lý database quan hệ (RDBMS).

Mô hình database


Mỗi hệ thống database thực hiện một mô hình database khác nhau để cấu trúc một cách hợp lý dữ liệu đang được quản lý. Các mô hình này là bước đầu tiên và là yếu tố quyết định lớn nhất về cách một ứng dụng database sẽ hoạt động và xử lý thông tin mà nó xử lý.

Có khá nhiều kiểu mô hình database khác nhau cung cấp rõ ràng và chặt chẽ các phương tiện cấu trúc dữ liệu, trong đó phổ biến nhất có lẽ là Mô hình quan hệ.

Mặc dù mô hình quan hệ và database quan hệ cực kỳ mạnh mẽ và linh hoạt - khi lập trình viên biết cách sử dụng chúng, đối với nhiều người, đã có một số vấn đề hoặc tính năng mà các giải pháp này chưa bao giờ thực sự cung cấp.

Gần đây, một loạt các hệ thống và ứng dụng khác nhau được gọi là database NoSQL bắt đầu trở nên phổ biến, nhanh chóng, với hứa hẹn giải quyết những vấn đề này và cung cấp một số chức năng bổ sung rất thú vị. Bằng cách loại bỏ phong cách lưu giữ dữ liệu có cấu trúc nghiêm ngặt được xác định trong mô hình quan hệ, các hệ thống DB này hoạt động bằng cách cung cấp một cách thức làm việc với thông tin được định hình tự do hơn, do đó cung cấp rất nhiều tính linh hoạt và dễ dàng - mặc dù thực tế là chúng đi kèm với vấn đề, một số nghiêm trọng xem xét tính chất quan trọng và không thể thiếu của dữ liệu.

Mô hình quan hệ


Được giới thiệu vào năm 1970, mô hình quan hệ cung cấp một cách thức cấu trúc, lưu giữ và sử dụng dữ liệu rất thích ứng về mặt toán học. Nó mở rộng các thiết kế trước đó của mô hình phẳng, mô hình mạng, v.v. bằng cách giới thiệu các phương tiện quan hệ . Quan hệ mang lại những lợi ích của group giữ các dữ liệu như các bộ sưu tập hạn chế theo đó dữ liệu bảng, chứa các thông tin một cách có cấu trúc (ví dụ như một tên và địa chỉ của Người), liên quan tất cả các đầu vào bằng cách gán giá trị cho thuộc tính (ví dụ như một số ID của Người) .

Nhờ nhiều thập kỷ nghiên cứu và phát triển, các hệ thống database thực hiện mô hình quan hệ hoạt động cực kỳ hiệu quả và tin cậy . Kết hợp với kinh nghiệm lâu năm của các lập trình viên và quản trị database làm việc với những công cụ này, sử dụng các ứng dụng database quan hệ đã trở thành sự lựa chọn của ứng dụng quan trọng mà không thể đủ khả năng mất mát của bất kỳ thông tin, trong mọi tình huống - đặc biệt là do trục trặc hoặc gotchas .

Mặc dù bản chất nghiêm ngặt của chúng trong việc hình thành và xử lý dữ liệu, database quan hệ có thể trở nên cực kỳ linh hoạt và cung cấp rất nhiều, chỉ cần một chút nỗ lực.

Phương pháp tiếp cận không mô hình (NoSQL)


Cách cấu trúc dữ liệu của NoSQL bao gồm việc loại bỏ những ràng buộc này, do đó giải phóng các phương tiện lưu giữ, truy vấn và sử dụng thông tin. Database NoSQL, bằng cách sử dụng kiểu tiếp cận không có cấu trúc (hoặc có cấu trúc khi đang di chuyển), nhằm mục đích loại bỏ các hạn chế của các mối quan hệ chặt chẽ và cung cấp nhiều loại cách khác nhau để lưu giữ và làm việc với dữ liệu cho các trường hợp sử dụng cụ thể một cách hiệu quả ( ví dụ: lưu trữ tài liệu toàn văn).


Trong bài viết này, mục đích của ta là giới thiệu với bạn các mô hình của một số giải pháp database phổ biến và được sử dụng nhiều nhất (và nhiều hơn nữa). Mặc dù rất khó để đưa ra một kết luận số, nhưng có thể ước tính rõ ràng rằng đối với hầu hết, tỷ lệ cược nằm giữa một công cụ database quan hệ, hoặc một công cụ NoSQL tương đối mới hơn. Trước khi ta bắt đầu tìm hiểu sự khác biệt giữa các cách triển khai khác nhau của từng hệ thống này, bây giờ ta hãy xem những gì tiềm ẩn.

Hệ thống quản lý database quan hệ


Hệ thống database quan hệ lấy tên từ mô hình mà nó thực hiện: Mô hình quan hệ , mà ta đã thảo luận trước đây. Hiện tại, và trong một khoảng thời gian sắp tới, chúng sẽ là lựa chọn phổ biến để lưu giữ dữ liệu một cách tin cậy và an toàn - và chúng cũng rất hiệu quả.

Các hệ quản trị database quan hệ yêu cầu các schemas được xác định và cài đặt rõ ràng - không được nhầm lẫn với định nghĩa cụ thể của PostgreSQL cho thuật ngữ - để chấp nhận dữ liệu. Các định dạng do user xác định này định hình cách dữ liệu được chứa và sử dụng.Các schemas giống như bảng với các cột, đại diện cho số lượng và loại thông tin thuộc về mỗi bản ghi; và các hàng đại diện cho các mục nhập.

Một số hệ quản trị database quan hệ phổ biến là:

  • SQLite:

Một hệ quản trị database quan hệ nhúng rất mạnh mẽ.

  • MySQL:

RDBMS phổ biến và được sử dụng phổ biến nhất.

  • PostgreSQL:

Mục tiêu RDBMS tiên tiến nhất, tuân theo SQL và open-souce .

Lưu ý: Để tìm hiểu thêm về hệ quản trị database NoSQL, hãy xem bài viết của ta về chủ đề: So sánh các hệ quản trị database NoSQL .

Hệ thống database NoSQL (NewSQL)


Hệ thống database NoSQL không đi kèm với một mô hình được sử dụng (hoặc cần thiết) với các giải pháp quan hệ có cấu trúc. Có nhiều cách triển khai với mỗi cách hoạt động rất khác nhau và phục vụ một nhu cầu cụ thể. Các giải pháp không có giản đồ này cho phép tạo không giới hạn các mục nhập, hoặc khá là đối lập, rất đơn giản nhưng cực kỳ hiệu quả như các repository giá trị dựa trên khóa hữu ích.

Không giống như database quan hệ truyền thống, có thể group các bộ sưu tập dữ liệu cùng với một số database NoSQL, chẳng hạn như MongoDB. Các kho lưu trữ tài liệu này giữ từng dữ liệu, cùng nhau, như một tập hợp duy nhất (tức là tài liệu) trong database . Các tài liệu này có thể được biểu diễn dưới dạng các đối tượng dữ liệu đơn lẻ, tương tự như JSON và vẫn là các luật tùy thuộc vào các thuộc tính.

Database NoSQL không có một cách chung để truy vấn dữ liệu (tức là tương tự như SQL của database quan hệ) và mỗi giải pháp cung cấp hệ thống truy vấn riêng.

Lưu ý: Để tìm hiểu thêm về các hệ quản trị database quan hệ, hãy xem bài viết của ta về chủ đề: So sánh các hệ quản trị database quan hệ .

So sánh hệ thống quản lý database SQL và không SQL


Để đi đến một kết luận đơn giản và dễ hiểu, ta hãy phân tích sự khác biệt của hệ quản trị database SQL và No-SQL:

  • Cấu trúc và loại dữ liệu đang được lưu giữ:

Database SQL / Quan hệ yêu cầu một cấu trúc với các thuộc tính xác định để lưu giữ dữ liệu, không giống như database NoSQL thường cho phép các hoạt động tự do.

  • Truy vấn:

Dù giấy phép của chúng là gì, các database quan hệ đều triển khai tiêu chuẩn SQL ở một mức độ nhất định và do đó, chúng có thể được truy vấn bằng cách sử dụng Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL). Mặt khác, database NoSQL thực hiện một cách duy nhất để làm việc với dữ liệu mà chúng quản lý.

  • Chia tỷ lệ:

Cả hai giải pháp đều dễ dàng mở rộng quy mô theo chiều dọc (tức là bằng cách tăng tài nguyên hệ thống). Tuy nhiên, là các ứng dụng hiện đại hơn (và đơn giản hơn), các giải pháp NoSQL thường cung cấp các phương tiện dễ dàng hơn nhiều để mở rộng quy mô theo chiều ngang (tức là bằng cách tạo một group nhiều máy).

  • Độ tin cậy:

Khi nói đến độ tin cậy của dữ liệu và đảm bảo an toàn cho các giao dịch đã thực hiện, database SQL vẫn là lựa chọn tốt hơn cả.

  • Ủng hộ:

Hệ quản trị database quan hệ có lịch sử lâu đời hàng thập kỷ. Chúng cực kỳ phổ biến và rất dễ dàng để tìm thấy cả hỗ trợ miễn phí và trả phí. Nếu một vấn đề phát sinh, do đó, nó dễ giải quyết hơn nhiều so với database NoSQL phổ biến gần đây - đặc biệt nếu giải pháp đã nói là phức tạp về bản chất (ví dụ: MongoDB).

  • Các nhu cầu lưu giữ và truy vấn dữ liệu phức tạp:

Về bản chất, database quan hệ là đường đi đến giải pháp cho truy vấn phức tạp và dữ liệu giữ nhu cầu. Chúng hiệu quả hơn nhiều và vượt trội hơn trong lĩnh vực này.

<div class = “author”> Gửi bởi: <a
href = “https://twitter.com/ostezer”> Hệ điều hành Tezer </a> </div>


Tags:

Các tin trước