نظام NoSQL للعقول العلائقية

عندما يفكر المطورون لأول مرة في إدارة البيانات أو اختيار قاعدة بيانات لتطبيقهم، فإن أول شيء يتبادر إلى أذهانهم هو —

— صحيح، جدول.

ثم يقومون بإعداد جداول مختلفة لأنواع البيانات المختلفة، مثل وجود جدول واحد للمستخدمين وآخر للمنتجات، والطلبات، وهكذا. مع انتشار البيانات عبر جداول مختلفة، من المؤكد أن هناك علاقات بينها. لذلك، ستحتوي الجداول على مراجع للعناصر في الجداول الأخرى عبر مفتاح خارجي. وأخيراً، قد ينتهي بهم الأمر إلى اختيار قاعدة بيانات علائقية في كل مرة لحل مشاكلهم. خاصة عند التعامل مع العلاقات، قد يبدو مفهوم قاعدة بيانات غير علائقيةغير بديهي جداً.

لكن المشكلة هي — البيانات ليست دائماً مسطحة. يمكن أن تكون متطلبات البيانات معقدة، وعندما يتخيل المطورون بياناتهم دون النظر في قواعد البيانات، غالباً ما لا تكون على شكل جدول. بدلاً من ذلك، قد تظهر متداخلة أو هرمية، أو حتى كنوع من الرسم البياني.

ليس من الضروري أن تتخيل جدولاً في كل مرة تبدأ فيها العمل مع البيانات. في التطبيقات الحديثة، غالباً ما تحتاج البيانات إلى أن تكون ذات مخطط مرن مع أنواع بيانات معقدة. لذا، فإن تسطيحها إلى جدول قد لا يكون دائماً أفضل فكرة. بالإضافة إلى ذلك، تأتي قواعد البيانات العلائقية أيضاً مع حدودها الخاصة في التوسع. مع التوسع، قد تحتاج إلى القلق بشأن تقسيم البيانات، والذي غالباً ما يتطلب تغييرات هامة على مستوى التطبيق.

ادخل قواعد البيانات غير العلائقية، أو ما يعرف بشكل أكثر شيوعًا بـ NoSQL. قد تفوتك الاستفادة الكاملة من NoSQL إذا كنت تتجنبها في اختيارات تصميمك. في هذه المقالة، سنحدد بسرعة ما هي قواعد البيانات غير العلائقية ثم نقدم خيارات مختلفة لقواعد بيانات NoSQL لمشاكل الحياة الواقعية المختلفة.

نحو النهاية، سنغطي أيضًا المزايا التي توفرها قواعد بيانات NoSQL مقارنةً بالعلائقية، وسنتطرق أيضًا إلى السيناريوهات التي لا تزال فيها قاعدة البيانات العلائقية خيارًا أفضل.

قواعد البيانات غير العلائقية، أو NoSQL

ببساطة، تخزن هذه القواعد البيانات البيانات في تنسيق غير جدولي. تأتي بأنواع مختلفة، كل منها مصمم لأغراض محددة ونوع البيانات غير المنظمة التي يمكن أن تدعمها. الأكثر شيوعًا هي:

1. قواعد بيانات الوثائق: تخزن البيانات في وثائق شبيهة بـ JSON
2. قواعد بيانات المفتاح-القيمة: تخزن البيانات بهيكل “مفتاح-قيمة” للمفاتيح الفريدة.
3. قواعد بيانات الرسم البياني: تستخدم العقد، والحواف، والخصائص لتمثيل وتخزين العلاقات بين نقاط البيانات.

تشمل الأنواع الأخرى قواعد البيانات الموجهة بالأعمدة، قواعد البيانات في الذاكرة، وقواعد البيانات الزمنية.

تقدم مزودات قواعد بيانات NoSQL ميزات مثل إنشاء فهارس على حقول معينة، وSDKs صديقة للمطورين، وتوافر عالي، وعمليات معاملات، والقدرة على توسيع قاعدة بياناتك بسهولة أو تقليصها.

حل مشاكل الحياة الواقعية باستخدام NoSQL

لننظر إلى بعض الأمثلة حيث نحل المشكلات الحقيقية باستخدام قواعد البيانات NoSQL.

بناء تطبيق مدونة يدعم التعليقات والعلامات

قواعد بيانات الوثائق هي الأفضل لأنظمة إدارة المحتوى من هذا القبيل. يمكن أن يكون كل محتوى وثيقة منفصلة. المخطط مرن، ويمكن أن تحتوي كل وثيقة على مجموعات فرعية. يمكنك الاستفادة من قدرات فهرسة الحقول المصفوفية لمزودي قواعد بيانات الوثائق لأداء استعلامات معقدة، مثل استرداد جميع المدونات مع علامات التصنيف الخاصة بها.

منصات الشبكات الاجتماعية والمهنية

تساعد قواعد البيانات البيانية في تحديد العلاقات المعقدة بين الأشخاص. يمكنك العثور بسهولة على أصدقاء الأصدقاء من خلال عمليات البحث البيانية.

بيانات مستشعرات إنترنت الأشياء

استخدم بيانات السلاسل الزمنية للتعامل مع كميات ضخمة من البيانات ذات الطوابع الزمنية من جهاز استشعار.

عربة التسوق

استخدم قاعدة بيانات زوج المفتاح والقيمة، والتي تقدم تزامنًا عاليًا مع قراءات وكتابات سريعة. يمكنك أيضًا استخدام قواعد بيانات المفتاح والقيمة لتخزين معلومات جلسات المستخدمين، ويمكن أن تكون عربة التسوق حقلًا ضمن الجلسة (لجلسة تسوق فردية).

محركات التوصية

استخدم قواعد البيانات البيانية لرسم العلاقات بين المستخدمين والمنتجات والتفضيلات.

حيث تتفوق NoSQL على قواعد البيانات العلائقية

فيما يلي بعض النقاط التي توفر فيها قواعد بيانات NoSQL مزايا على قواعد البيانات العلائقية:

1. إنتاجية المطورين: تقدم مزودات قواعد البيانات NoSQL واجهات برمجة التطبيقات (APIs) ومجموعات تطوير البرمجيات (SDKs) مصممة لتطوير التطبيقات الحديثة، مما يتيح نماذج أولية وتطوير أسرع.
2. قابلية التوسع: تتوسع قواعد بيانات NoSQL بشكل أفقي (حيث تحتاج فقط إلى إضافة المزيد من الخوادم أو العقد)، مما يعد فعالاً من حيث التكلفة وأسهل في الإدارة مقارنة بالتوسع العمودي المطلوب من قواعد البيانات العلائقية.
3. المرونة: تقدم NoSQL مخططًا مرنًا، وهو مثالي للتطوير السريع ومتطلبات التطبيقات المتطورة.
4. التعامل مع البيانات المتداخلة: غالبًا ما تكون البيانات متداخلة أو هرمية، مثل تلك الموجودة في تنسيقات JSON أو XML. يمكن أن تدعم قواعد بيانات NoSQL هذه التنسيقات، حيث قد تكون هناك حاجة لتحويل معقد عند استخدام قواعد البيانات العلائقية لذلك.

أين لا تزال قواعد البيانات العلائقية تتمتع بميزة

فيما يلي بعض حالات الاستخدام التي لا تزال فيها قواعد البيانات العلائقية ذات صلة وتعتبر فكرة جيدة.

1. التحليلات والتقارير: تم تحسين قواعد البيانات العلائقية للاستعلامات العشوائية، والتجميعات، والتقارير. بالنسبة لأي حالات استخدام تحليلية وتقارير، لا تزال قواعد البيانات العلائقية الخيار المفضل.
2. الاستخدام المكثف للعلاقات والانضمامات: على الرغم من أنك لا تزال تستطيع إدارة والعمل مع العلاقات باستخدام قواعد بيانات NoSQL، إذا كانت تطبيقك يعتمد بشكل كبير على الانضمامات عبر مجموعات بيانات مختلفة، فإن قواعد البيانات العلائقية لا تزال فكرة جيدة.
3. الاتساق على التوفر: في السيناريوهات التي يكون فيها اتساق البيانات أكثر أهمية من التوفر (مثل المعاملات المالية)، يمكن أن توفر قواعد البيانات العلائقية ضمانًا أكبر.

وهكذا، ينتهي مقالنا. لقد استكشفنا ما هي قواعد بيانات NoSQL وكيف تتعامل مع التحديات الواقعية في إدارة البيانات. تفتح قواعد بيانات NoSQL عالمًا من الاحتمالات للتطبيقات الحديثة، من مرونتها في التعامل مع هياكل البيانات المعقدة إلى الميزات القوية التي تقدمها المزودات. بالنسبة لأولئك الذين لم يجربوا NoSQL بعد، آمل أن يلهمكم هذا لتجربته في مشروعكم القادم – فقد تجدونها الخيار المثالي لاحتياجاتكم.