ما الفرق بين قواعد البيانات العلائقية وغير العلائقية؟
قاعدتا البيانات العلائقية وغير العلائقية هما طريقتان لتخزين البيانات للتطبيقات. تعمل قاعدة البيانات العلائقية (أو قاعدة بيانات SQL) على تخزين البيانات في تنسيق جدولي يحتوي على صفوف وأعمدة. تحتوي الأعمدة على سمات البيانات وتحتوي الصفوف على قيم البيانات. يمكنك ربط الجداول في قاعدة بيانات علائقية للحصول على رؤى أعمق عن الترابط بين نقاط البيانات المتنوعة. من ناحية أخرى، تستخدم قواعد البيانات غير العلائقية (أو قواعد بيانات NoSQL) مجموعة متنوعة من نماذج البيانات للوصول إلى البيانات وإدارتها. يتم تحسينها تحديدًا للتطبيقات التي تتطلب حجمًا كبيرًا من البيانات وزمن انتقال بطيء ونماذج بيانات مرنة وهو ما يتحقق عن طريق تخفيف بعض القيود المتعلقة باتساق البيانات الموجودة في قواعد البيانات الأخرى.
كيف تخزن قواعد البيانات العلائقية البيانات؟
تعمل قواعد البيانات العلائقية على تخزين البيانات في جداول تحتوي على أعمدة وصفوف. يمثل كل عمود سمة بيانات محددة ويمثل كل صف مثيلًا لتلك البيانات.
يمكنك تمييز كل جدول بمفتاح رئيسي، عمود معرف يحدد الجدول بصورة فريدة. يمكنك استخدام المفتاح الرئيسي لإنشاء علاقات بين الجداول. يمكنك استخدامه لربط الصفوف بين الجداول كمفتاح خارجي في جدول آخر.
بمجرد توصيل جدولين، يمكنك الحصول على بيانات منهما باستعلام واحد. يمكنك كتابة استعلامات SQL للتفاعل مع قاعدة البيانات العلائقية.
مثال على البيانات المخزنة
تخيل مثلًا أن بائع التجزئة ينشئ جدولًا يحتوي على جميع منتجاته. في هذا الجدول، يمكن أن تنشئ أعمدة لأسماء المنتجات، والأوصاف، والسعر. يحتوي جدول آخر على بيانات عن العملاء، وأسمائهم، ومشترياتهم.
توضح الجداول التالية هذا النهج.
| معرف_المنتج (المفتاح الرئيسي) |
اسم_المنتج |
تكلفة_المنتج |
| P1 |
المنتج_A |
100 USD |
| P2 |
المنتج_B |
50 USD |
| P3 |
المنتج_C |
80 USD |
| معرف_العميل |
اسم-العميل |
العنصر_الذي تم شراؤه (مفتاح خارجي) |
| C1 |
العميل_A |
P2 |
| C2 |
العميل_B |
P1 |
| C3 |
العميل_C |
P3 |
كيف تخزن قواعد البيانات غير العلائقية البيانات؟
هناك العديد من أنظمة قواعد البيانات غير العلائقية المختلفة بسبب الاختلافات في طريقة إدارتها وتخزينها لبيانات بلا مخطط. «بيانات بلا مخطط» هي البيانات المخزنة دون القيود التي تتطلبها قواعد البيانات العلائقية.
فيما يلي، سنشرح بعض الأنواع الشائعة لقواعد البيانات غير العلائقية.
قواعد بيانات القيمة الرئيسية
تعمل قاعدة بيانات القيمة الرئيسية على تخزين البيانات في صورة مجموعة من أزواج القيمة الرئيسية. وفي كل زوج، تعمل القيمة الرئيسية بوصفها معرفًا فريدًا. يمكن أن تكون كل من القيم الرئيسية والقيم أي شيء من الكائنات البسيطة إلى الكائنات المركبة المعقدة.
اقرأ عن قواعد بيانات القيمة الرئيسية »
قواعد بيانات المستندات
تحتوي قواعد البيانات التي تعتمد على المستندات على تنسيق نموذج المستند نفسه الذي يستخدمه المطورون في التعليمات البرمجية الخاصة بتطبيقاتهم. تعمل على تخزين البيانات في صورة كائنات JSON مرنة، وشبه منظمة البنية، وهرمية بطبيعتها.
يوضح المثال التالي الشكل الذي يمكن أن تبدو عليه البيانات المخزنة في قاعدة بيانات المستند.
| { اسم_الشركة: "أي شركة"، العنوان: {الشارع: "1212 الشارع الرئيسي"، المدينة: "أي مدينة"}، رقم_الهاتف: "0101-555-800-1"، المجال: ["معالجة الأغذية"، "الأجهزة"] النوع: "خاص"، عدد_الموظفين: 987 } |
اقرأ عن قواعد بيانات المستندات »
قواعد بيانات الرسوم البيانية
قواعد بيانات الرسم البياني هي قواعد مصممة خصوصًا لتخزين العلاقات والتنقل بينها. تستخدم العقد لتخزين كيانات البيانات والحواف لتخزين العلاقات بين الكيانات.
تحتوي الحافة دائمًا على عقدة بداية وعقدة نهاية ونوع واتجاه. على سبيل المثال، يمكن أن تصف الحافة العلاقات بين الأصل والفرع، والإجراءات، والملكية.
اقرأ عن قواعد بيانات الرسم البياني »
الاختلافات الرئيسية: قواعد البيانات العلائقية مقابل قواعد البيانات غير العلائقية
تعمل قواعد البيانات العلائقية وغير العلائقية على تخزين البيانات وإدارتها بصورة مختلفة للغاية. تناقش الأقسام التالية اختلافات محددة.
الهيكل
تعمل قواعد البيانات العلائقية على تخزين البيانات في نموذج جدولي وتتبع القواعد الصارمة المتعلقة بتباينات البيانات وعلاقات الجدول. كما تسمح لك بمعالجة الاستعلامات المعقدة بشأن البيانات المهيكلة مع الحفاظ على تكامل البيانات وتناسقها.
تعد قواعد البيانات غير العلائقية أكثر مرونة وفائدة للبيانات ذات المتطلبات المتغيرة. يمكنك استخدامها لتخزين الصور ومقاطع الفيديو والمستندات وغيرها من المحتويات شبه منظمة البنية، وغير منظمة البنية.
آلية تكامل البيانات
تشير الدقة والاتساق والعزل والقدرة على التحمل (ACID) إلى قدرة قاعدة البيانات على الحفاظ على تكامل البيانات بالرغم من وجود أخطاء أو انقطاعات في معالجة البيانات.
يتبع نموذج قاعدة البيانات العلائقية خصائص ACID الصارمة. ويعني ذلك أنه سيتم دائمًا إكمال مجموعة من العمليات اللاحقة معًا. وفي حال فشل عملية واحدة، تفشل مجموعة العمليات بأكملها. يضمن ذلك دقة البيانات في جميع الأوقات.
في المقابل، تقدم قواعد البيانات غير العلائقية نموذجًا أكثر مرونة لكونها متاحة بصورة أساسية وبحالة مرنة، ومتسقة في النهاية (BASE).
تضمن قواعد البيانات غير العلائقية التوفر ولكن لا تضمن الاتساق الفوري. قد تتغير حالة قاعدة البيانات بمرور الوقت وتصبح متسقة في النهاية. قد توفر بعض قواعد البيانات غير العلائقية امتثال ACID للأداء أو المفاضلات الأخرى.
الأداء
يعتمد أداء قواعد البيانات العلائقية على النظام الفرعي للقرص الخاص بها. لتحسين أداء قاعدة البيانات، يمكنك استخدام محركات أقراص SSD وتحسين القرص من خلال تكوينه باستخدام مجموعة مكررة من الأقراص المستقلة (RAID). للحصول على الأداء الأمثل، يجب عليك أيضًا تحسين الفهارس، وهياكل الجداول، والاستعلامات.
في المقابل، يعتمد أداء قواعد بيانات NoSQL على زمن انتقال الشبكة، وحجم كتلة الأجهزة، وتطبيق الاتصال. هناك بعض الطرق التي يمكنك من خلالها تحسين أداء قاعدة البيانات غير العلائقية:
- زيادة حجم الكتلة
- تقليل زمن انتقال الشبكة
- الفهرس وذاكرة التخزين المؤقت
توفر قواعد بيانات NoSQL أداءً أعلى وقابلية أكبر للتوسع لحالات استخدام محددة مقارنةً بقاعدة البيانات العلائقية.
المقياس
يمكن أن يمثل المخطط الثابت لنظام قاعدة البيانات العلائقية تحديات على نطاقٍ واسع. يمكنك عادةً التوسع رأسيًا عن طريق إضافة المزيد من موارد وحدة المعالجة المركزية، أو ذاكرة الوصول العشوائي إلى الخادم. يمكنك أيضًا التوسع أفقيًا عن طريق تكرار البيانات عبر الخوادم لأعباء العمل المخصصة للقراءة فقط. ومع ذلك، يتطلب التوسع الأفقي لأعباء عمل القراءة والكتابة إستراتيجيات خاصة مثل التقسيم والتجزئة.
في المقابل، تعد قواعد بيانات NoSQL قابلة للتوسع بدرجة كبيرة. يمكنك توزيع عبء العمل الخاص بها عبر العديد من العقد بسهولة أكبر. يمكن لقواعد البيانات هذه معالجة حجم البيانات الكبير عن طريق تقسيمها إلى مجموعات أصغر وتوزيع المجموعات عبر العقد المتعددة.
حالات استخدام قواعد البيانات العلائقية مقابل قواعد البيانات غير العلائقية
قواعد البيانات العلائقية هي الخيار الأفضل إذا كانت بياناتك قابلة للتنبؤ من حيث الحجم، والبنية، وتكرار الوصول إليها. قد تفضل أيضًا نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية إذا كانت العلاقات بين الكيانات مهمة. على سبيل المثال، إذا كانت لديك مجموعة بيانات كبيرة ذات بنية وعلاقات معقدة، فكل ما تحتاج إليه هو أن تتميز العلاقات بتوفير التحليلات وسهولة الاستخدام.
في المقابل، يعمل النموذج غير العلائقي بشكل أفضل فيما يتعلق بتخزين البيانات المرنة في الشكل أو الحجم، أو التي قد تتغير مستقبلًا.
وفي بعض الحالات أيضًا لا تتناسب علاقات البيانات جيدًا مع التنسيق الجدولي للمفاتيح الأساسية والخارجية. على سبيل المثال، لنمذجة الأصدقاء والعلاقات في شبكة التواصل الاجتماعي، ستحتاج إلى جدول يحتوي على مئات الصفوف في قاعدة بيانات علائقية.
في المقابل، يمكن تمثيل ذلك في سطر واحد في قاعدة بيانات غير علائقية. يعرض المثال التالي إدخالات البيانات لعضو لديه أربعة أصدقاء في قاعدة بيانات غير علائقية.
| معرف_العضو معرف_الصديق M1 M2 M1 M3 M1 M4 M1 M5 |
{اسم العضو: "العضو 1" أصدقاء الأعضاء: "العضو 2، العضو 3، العضو 4، العضو 5"} |
ملخص الاختلافات: قواعد البيانات العلائقية مقابل قواعد البيانات غير العلائقية
| الفئة |
قاعدة بيانات ارتباطية |
قاعدة البيانات غير العلائقية |
| نموذج البيانات |
جدولية. |
القيمة الرئيسية، أو المستند، أو الرسم البياني. |
| نوع البيانات |
منظمة البنية. |
البيانات منظمة البنية، وشبه منظمة البنية، وغير منظمة البنية. |
| تكامل البيانات |
عالٍ مع الامتثال الكامل لـ ACID. |
نموذج الاتساق النهائي. |
| الأداء |
تم تحسينه بإضافة المزيد من الموارد إلى الخادم. |
تم تحسينه بإضافة المزيد من عُقد الخادم. |
| القياس |
يتطلب التوسع الأفقي إستراتيجيات إضافية لإدارة البيانات. |
التوسع الأفقي مباشر. |
كيف تدعم AWS متطلبات قاعدة البيانات العلائقية وغير العلائقية؟
تقدم Amazon Web Services (AWS) العديد من الخدمات لمتطلبات قواعد البيانات العلائقية وغير العلائقية.
خدمات AWS لقواعد البيانات العلائقية
خدمة قاعدة البيانات العلائقية في Amazon (Amazon RDS) هي مجموعة من الخدمات المُدارة التي تسهل عملية إعداد قواعد البيانات العلائقية، وتشغيلها، وتوسيع نطاقها في السحابة. توفر قواعد البيانات السحابية العديد من الفوائد؛ مثل: الأداء، والتحجيم، وفعالية التكلفة. يمكنك استخدام محركات قواعد البيانات العلائقية مثل المذكورة فيما يلي:
- Amazon RDS for SQL Server لنشر إصدارات متعددة من SQL Server (2014 و2016 و2017 و2019)
- Amazon RDS for MySQL لدعم الإصدارين 5.7 و8.0 من MySQL Community Edition
- Amazon RDS for MariaDB لدعم الإصدارات 10.3، و10.4، و10.5، و10.6 من خادم MariaDB
بالإضافة إلى ذلك، يحتوي Amazon RDS for Oracle على نموذجين مختلفين للترخيص؛ ما يعني أنك لست بحاجة إلى تراخيص Oracle التي تم شراؤها بصورة منفصلة إذا لم تكن متوفرة لديك.
خدمات AWS لقواعد البيانات غير العلائقية
تتضمن AWS أيضًا العديد من خدمات قاعدة بيانات NoSQL لتلبية جميع متطلبات NoSQL الخاصة بك. إليك بعض الأمثلة:
- Amazon DynamoDB هي خدمة قاعدة بيانات القيمة الرئيسية التي توفر زمن انتقال ثابتًا مكونًا من رقم واحد بالمللي ثانية لأعباء العمل على أي نطاق.
- Amazon DocumentDB (مع توافق MondoDB) هي قاعدة بيانات شهيرة تعتمد على المستندات مع واجهات برمجة تطبيقات قوية وسهلة الاستخدام للتطوير المرن والتكراري.
- Amazon MemoryDB for Redis هي خدمة قاعدة بيانات دائمة في الذاكرة. توفر مهلة استجابة للقراءة والكتابة تقدر بالميكرو ثانية للحصول على أداء فائق السرعة.
- Amazon Neptune هي خدمة قاعدة بيانات رسم بياني مُدارة بالكامل لإنشاء تطبيقات الرسم البياني عالية الأداء وتشغيلها.
- تم تصميم خدمة Amazon OpenSearch Service خصوصًا لتوفير تصورات وتحليلات للبيانات التي يتم إنشاؤها آليًا في الوقت الفعلي تقريبًا.
ابدأ في استخدام قواعد البيانات العلائقية وغير العلائقية اليوم على AWS من خلال إنشاء حساب.
