ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์และไม่สัมพันธ์แตกต่างกันอย่างไร
ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์และไม่สัมพันธ์คือวิธีการเก็บข้อมูลสำหรับแอปพลิเคชันสองรูปแบบ ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์ (หรือฐานข้อมูล SQL) จะเก็บข้อมูลในรูปแบบตารางที่มีแถวและคอลัมน์ โดยคอลัมน์จะมีข้อมูลแอตทริบิวต์ ส่วนแถวจะมีค่าของข้อมูลต่างๆ คุณสามารถเชื่อมโยงตารางในฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์เพื่อรับข้อมูลเชิงลึกในการเชื่อมต่อระหว่างจุดข้อมูลที่หลากหลายได้ ในทางกลับกัน ฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์ (หรือฐานข้อมูล NoSQL) จะใช้รูปแบบข้อมูลที่หลากหลายเพื่อการเข้าถึงและการจัดการข้อมูล โดยได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้ข้อมูลปริมาณมาก มีเวลาแฝงต่ำ และมีโมเดลข้อมูลที่ยืดหยุ่นโดยเฉพาะ ซึ่งเกิดขึ้นโดยการผ่อนปรนข้อจำกัดความสอดคล้องกันของข้อมูลในฐานข้อมูลอื่นๆ
ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์มีวิธีเก็บข้อมูลอย่างไร
ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์จะเก็บข้อมูลในตารางที่มีคอลัมน์และแถว แต่ละคอลัมน์จะแสดงถึงแอตทริบิวต์ข้อมูลเฉพาะ และแต่ละแถวแสดงถึงอินสแตนซ์ของข้อมูลนั้น
คุณให้คีย์หลักแก่แต่ละตาราง ซึ่งคือคอลัมน์ตัวระบุที่ระบุตารางโดยไม่ซ้ำกัน คุณใช้คีย์หลักเพื่อสร้างความสัมพันธ์ระหว่างตาราง คุณใช้เพื่อเชื่อมโยงแถวระหว่างตารางเป็นคีย์นอกในตารางอื่น
เมื่อเชื่อมต่อตารางสองตารางแล้ว คุณจะได้รับข้อมูลจากตารางทั้งสองด้วยการสืบค้นครั้งเดียว คุณเขียนแบบสอบถาม SQL เพื่อโต้ตอบกับฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์
ตัวอย่างข้อมูลที่เก็บไว้
ตัวอย่างเช่น สมมติว่าผู้ค้าปลีกสร้างตารางสำหรับผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของพวกเขา โดยคุณสามารถมีคอลัมน์สำหรับชื่อผลิตภัณฑ์ คำอธิบาย และราคาอยู่ในตารางนี้ อีกตารางหนึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับลูกค้า ชื่อ และสิ่งที่พวกเขาซื้อ
ตารางต่อไปนี้จะแสดงให้เห็นถึงข้อมูลตามวิธีการที่กล่าวมา
| Product_id (คีย์หลัก) |
Product_name |
Product_cost |
| P1 |
Product_A |
100 USD |
| P2 |
Product_B |
50 USD |
| P3 |
Product_C |
80 USD |
| Customer_id |
Customer_name |
Item_purchased (คีย์นอก) |
| C1 |
Customer_A |
P2 |
| C2 |
Customer_B |
P1 |
| C3 |
Customer_C |
P3 |
ฐานข้อมูลแบบที่ไม่สัมพันธ์มีการเก็บข้อมูลอย่างไร
ระบบฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์มีอยู่หลายระบบเนื่องจากมีความผันแปรของวิธีการจัดการและจัดเก็บข้อมูลแบบไม่ใช้สคีมา ข้อมูลที่ไม่มีสคีมาเป็นข้อมูลที่จัดเก็บโดยไม่มีข้อจำกัดที่ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์ต้องการ
ในลำดับต่อไป เราจะอธิบายถึงประเภททั่วไปของฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์
ฐานข้อมูลแบบคีย์-ค่า
ฐานข้อมูลแบบคีย์-ค่าจะเก็บข้อมูลเป็นชุดของคู่คีย์-ค่า ในคู่ คีย์จะทำหน้าที่เป็นตัวระบุเฉพาะ ทั้งคีย์และค่าสามารถเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่อ็อบเจกต์ธรรมดาไปจนถึงอ็อบเจกต์แบบผสมที่ซับซ้อน
อ่านเกี่ยวกับฐานข้อมูลแบบคีย์-ค่า »
ฐานข้อมูลแบบโครงสร้างเอกสาร
ฐานข้อมูลเชิงเอกสารจะมีรูปแบบโมเดลเอกสารเดียวกันกับที่นักพัฒนาใช้ในโค้ดของแอปพลิเคชัน พวกเขาจะจัดเก็บข้อมูลเป็นอ็อบเจกต์ JSON ที่มีความยืดหยุ่น กึ่งมีโครงสร้าง และมีลักษณะเป็นลำดับชั้น
ตัวอย่างต่อไปนี้จะแสดงให้เห็นถึงลักษณะของข้อมูลที่จัดเก็บในฐานข้อมูลแบบโครงสร้างเอกสาร
| { company_name: "AnyCompany", address: {street: "1212 Main Street", city: "Anytown"}, phone_number: "1-800-555-0101", industry: ["food processing", "appliances"] type: "private", number_of_employees: 987 } |
อ่านเกี่ยวกับฐานข้อมูลแบบโครงสร้างเอกสาร »
ฐานข้อมูลกราฟ
ฐานข้อมูลแบบกราฟจะถูกสร้างตามวัตถุประสงค์เพื่อการจัดเก็บและนำทางความสัมพันธ์ ฐานข้อมูลชนิดนี้จะใช้โหนดเพื่อจัดเก็บเอนทิตีข้อมูลและ Edge เพื่อจัดเก็บความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตี
Edge มักจะมีโหนดเริ่มต้น โหนดปลายทาง ชนิด และทิศทาง ตัวอย่างเช่น มันจะสามารถอธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างตัวหลักและตัวย่อย การกระทำ และความเป็นเจ้าของ
อ่านเกี่ยวกับฐานข้อมูลแบบกราฟ »
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์และแบบไม่สัมพันธ์
ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์และแบบไม่สัมพันธ์จะจัดเก็บและจัดการข้อมูลแตกต่างกันมาก ส่วนต่อไปนี้จะกล่าวถึงความแตกต่างแบบเฉพาะเจาะจง
โครงสร้าง
ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์จะจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบตารางและปฏิบัติตามกฎที่เข้มงวดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงข้อมูลและความสัมพันธ์ของตาราง ซึ่งช่วยให้คุณสามารถประมวลผลการสืบค้นที่ซับซ้อนเกี่ยวกับข้อมูลที่มีโครงสร้างได้ ในขณะที่รักษาความสมบูรณ์และความสอดคล้องของข้อมูลไปด้วย
ฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์นั้นมีความยืดหยุ่นและมีประโยชน์มากกว่าสำหรับข้อมูลที่มีข้อกำหนดความต้องการด้านการเปลี่ยนแปลง คุณสามารถใช้ฐานข้อมูลชนิดนี้เพื่อจัดเก็บรูปภาพ วิดีโอ เอกสาร และเนื้อหากึ่งมีโครงสร้างและไม่มีโครงสร้างอื่นๆ ได้
กลไกความสมบูรณ์ของข้อมูล
Atomicity, Consistency, Isolation และ Durability (ACID) หมายถึงความสามารถของฐานข้อมูลในการรักษาความสมบูรณ์ของข้อมูลแม้จะมีข้อผิดพลาดหรือการขัดจังหวะในการประมวลผลข้อมูล
โมเดลฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์นั้นเป็นไปตามคุณสมบัติของ ACID ที่เข้มงวด ซึ่งหมายความว่าชุดการดำเนินการที่ตามมาจะเสร็จสมบูรณ์พร้อมกันเสมอ หากการดำเนินการล้มเหลวรายการเดียว การดำเนินการทั้งชุดจะล้มเหลวด้วย ซึ่งวิธีนี้จะรับประกันความถูกต้องของข้อมูลอยู่ตลอดเวลา
ในทางตรงกันข้าม ฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์จะมีรูปแบบ Basic Availability Soft-State และ Eventually Consistent (BASE) ที่ยืดหยุ่นกว่า
ฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์จะรับประกันความพร้อมใช้งาน แต่จะไม่ได้สอดคล้องกันในทันที สถานะของฐานข้อมูลสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาและในที่สุดก็จะสอดคล้องกัน ฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์บางฐานข้อมูลอาจมีการปฏิบัติตามข้อกำหนดของ ACID กับประสิทธิภาพการทำงานหรือการแลกเปลี่ยนอื่นๆ
ประสิทธิภาพ
ประสิทธิภาพของฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์นั้นขึ้นอยู่กับระบบย่อยของดิสก์ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของฐานข้อมูล คุณสามารถใช้ SSD และปรับดิสก์ให้เหมาะสมได้โดยการกำหนดค่าด้วยอาร์เรย์ดิสก์อิสระ (RAID) ที่ซ้ำซ้อน คุณต้องปรับดัชนี โครงสร้างตาราง และแบบสอบถามให้เหมาะสมด้วย เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงสุด
ในทางตรงกันข้าม ประสิทธิภาพของฐานข้อมูล NoSQL จะขึ้นอยู่กับเวลาแฝงของเครือข่าย ขนาดคลัสเตอร์ของฮาร์ดแวร์ และแอปพลิเคชันการเรียกใช้ วิธีในการปรับปรุงประสิทธิภาพของฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์มีอยู่สองสามวิธีดังนี้
- เพิ่มขนาดของคลัสเตอร์
- ลดเวลาแฝงของเครือข่าย
- ดัชนีและแคช
ฐานข้อมูล NoSQL มอบประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับขนาดที่สูงขึ้นสำหรับกรณีการใช้งานเฉพาะเมื่อเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์
ขนาด
โครงสร้างที่เข้มงวดของระบบฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์สามารถนำเสนอความท้าทายในระดับต่างๆ ได้ โดยทั่วไปแล้ว คุณจะปรับขนาดในแนวตั้งโดยเพิ่มทรัพยากร CPU หรือ RAM ให้กับเซิร์ฟเวอร์ นอกจากนี้ คุณยังสามารถปรับขนาดในแนวนอนได้ด้วย โดยการทำซ้ำข้อมูลข้ามเซิร์ฟเวอร์สำหรับเวิร์กโหลดแบบอ่านอย่างเดียว อย่างไรก็ตาม การปรับขนาดแนวนอนสำหรับเวิร์กโหลดแบบอ่าน-เขียนจะต้องใช้กลยุทธ์พิเศษ เช่น การแบ่งพาร์ทิชันและการแบ่งส่วนข้อมูล
อ่านเกี่ยวกับการแบ่งส่วนฐานข้อมูล »
ในทางตรงกันข้าม ฐานข้อมูล NoSQL จะสามารถปรับขนาดได้สูง คุณสามารถกระจายเวิร์กโหลดไปยังโหนดต่างๆ ได้ง่ายขึ้น ฐานข้อมูลเหล่านี้สามารถประมวลผลข้อมูลปริมาณมากโดยการแบ่งพาร์ทิชันเป็นชุดที่เล็กลงและกระจายชุดไปยังหลายๆ โหนด
เมื่อใดควรใช้ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์เทียบกับแบบไม่สัมพันธ์
ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดหากข้อมูลของคุณสามารถคาดเดาได้ในแง่ของขนาด โครงสร้าง และความถี่ในการเข้าถึง นอกจากนี้ คุณอาจต้องการระบบจัดการฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์ หากความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตีมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น หากคุณมีชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่มีโครงสร้างและมีความสัมพันธ์ที่ซับซ้อน และคุณต้องการให้ความสัมพันธ์นั้นโดดเด่นในด้านการวิเคราะห์และใช้งานง่าย
ในทางตรงกันข้าม โมเดลแบบไม่สัมพันธ์จะทำงานได้ดีกว่าสำหรับการจัดเก็บข้อมูลที่มีรูปร่างหรือขนาดที่ยืดหยุ่น หรืออาจจะมีการเปลี่ยนแปลงในอนาคต
นอกจากนี้ ในบางกรณี ความสัมพันธ์ของข้อมูลก็ไม่เหมาะสมกับรูปแบบคีย์หลักและคีย์นอกแบบตาราง ตัวอย่างเช่น หากต้องการสร้างแบบจำลองของเพื่อนและความสัมพันธ์ในเครือข่ายโซเชียลมีเดีย คุณจะต้องใช้ตารางที่มีหลายร้อยแถวในฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์
ในทางตรงกันข้าม ในฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์จะมีการแสดงเป็นบรรทัดเดียว ตัวอย่างต่อไปนี้จะแสดงถึงรายการข้อมูลสำหรับสมาชิกที่มีเพื่อนสี่คนในฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์
| Member_id Friend_id M1 M2 M1 M3 M1 M4 M1 M5 |
{member name: “member 1” member friends: “member 2, member 3, member 4, member 5”} |
สรุปความแตกต่างระหว่างฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์กับฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์
| หมวดหมู่ |
ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์ |
ฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์ |
| โมเดลข้อมูล |
แบบตาราง |
คีย์-ค่า เอกสาร หรือกราฟ |
| ประเภทข้อมูล |
มีโครงสร้าง |
มีโครงสร้าง กึ่งมีโครงสร้าง และไม่มีโครงสร้าง |
| การบูรณาการข้อมูล |
การปฏิบัติตามข้อกำหนด ACID อย่างเต็มที่และสูงสุด |
โมเดลความสอดคล้องของข้อมูลขั้นสุด |
| ประสิทธิภาพ |
ปรับปรุงจากการเพิ่มทรัพยากรเพิ่มเติมให้กับเซิร์ฟเวอร์ |
ปรับปรุงจากการเพิ่มโหนดเซิร์ฟเวอร์เพิ่มเติม |
| การปรับขนาด |
การปรับขนาดในแนวนอนต้องใช้กลยุทธ์การจัดการข้อมูลเพิ่มเติม |
การปรับขนาดแนวนอนนั้นเป็นแบบตรงไปตรงมา |
AWS จะสนับสนุนข้อกำหนดความต้องการด้านฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์และแบบไม่สัมพันธ์ของคุณได้อย่างไร
Amazon Web Services (AWS) มีบริการมากมายสำหรับความต้องการฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์และแบบไม่สัมพันธ์
บริการของ AWS สำหรับฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์
Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) คือชุดของบริการที่มีการจัดการที่ทำให้การตั้งค่า ใช้งาน และปรับขนาดฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์ในระบบคลาวด์ได้อย่างง่ายดาย ฐานข้อมูลบนระบบคลาวด์มีประโยชน์อย่างมากมายในด้านประสิทธิภาพ ขนาด และความคุ้มค่า คุณสามารถใช้กลไกฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์ได้ดังต่อไปนี้
- Amazon RDS สำหรับ SQL Server เพื่อปรับใช้งาน SQL Server หลายรุ่น (2014, 2016, 2017 และ 2019)
- Amazon RDS สำหรับ MySQL เพื่อรองรับ MySQL Community Edition เวอร์ชัน 5.7 และ 8.0
- Amazon RDS สำหรับ MariaDB เพื่อรองรับเซิร์ฟเวอร์ MariaDB เวอร์ชัน 10.3, 10.4, 10.5 และ 10.6
นอกจากนี้ Amazon RDS สำหรับ Oracle ยังมีรูปแบบสิทธิ์ใช้งานที่แตกต่างกันอยู่สองแบบ ซึ่งหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องซื้อสิทธิ์การใช้งาน Oracle แยกต่างหากในกรณีที่คุณยังไม่มี
บริการของ AWS สำหรับฐานข้อมูลแบบไม่สัมพันธ์
นอกจากนี้ AWS ยังมีบริการฐานข้อมูล NoSQL มากมายที่ตอบสนองความต้องการสำหรับ NoSQL ทั้งหมดของคุณ ดังตัวอย่างต่อไปนี้:
- Amazon DynamoDB คือบริการฐานข้อมูลแบบคีย์-ค่าที่มีเวลาแฝงมิลลิวินาทีหลักเดียวที่สอดคล้องกันสำหรับเวิร์กโหลดในขนาดต่างๆ
- Amazon DocumentDB (ที่สามารถใช้งานร่วมกับ MondoDB ได้) คือฐานข้อมูลเชิงเอกสารยอดนิยมที่มี API ที่ทรงพลัง อีกทั้งยังใช้งานง่ายสำหรับการพัฒนาที่ยืดหยุ่นและมีการทำซ้ำ
- Amazon MemoryDB เป็นบริการฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำที่ทนทาน มีเวลาแฝงในการอ่านและเขียนระดับไมโครวินาทีเพื่อประสิทธิภาพที่รวดเร็วเป็นพิเศษ
- Amazon Neptune คือบริการฐานข้อมูลแบบกราฟที่มีการจัดการเต็มรูปแบบเพื่อสร้างและเรียกใช้แอปพลิเคชันกราฟประสิทธิภาพสูง
- Amazon OpenSearch Service สร้างขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อมอบการแสดงข้อมูลเป็นภาพและการวิเคราะห์ข้อมูลที่เครื่องสร้างขึ้นแบบเรียลไทม์
เริ่มต้นใช้งานฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์และแบบไม่เชิงสัมพันธ์บน AWS โดยการสร้างบัญชีวันนี้
