İlişkisel ve İlişkisel Olmayan Veritabanlarını Anlamak

İlişkisel veritabanları ve ilişkisel olmayan veritabanları, temel olarak depoladıkları veri türleri ve bu verilerin nasıl düzenlendiği açısından farklılık gösterir.

İlişkisel oldukça yapılandırılmışken, ilişkisel olmayan yapılandırılmamıştır. Bu temel tasarım farkı, onları çok farklı işlevlere, uygulamalara ve programlara uygun hale getirir.

İlişkisel veritabanı nedir?

İlişkisel bir veritabanı (yapılandırılmış veritabanı olarak da bilinir), yapılandırılmış veri türlerini satır ve sütunları olan tablolarda, bir elektronik tabloya benzer şekilde depolamak için tasarlanmıştır. Yapılandırılmış veri, tanımlanmış biçimlere, kategorilere ve türlere uyduğundan, düzgün, organize tablolara kolayca sıralanabilir. İlişkisel bir veritabanındaki veri ayrıca kolayca alınabilir, aranabilir (sorgulanabilir) ve işlenebilir.

İlişkisel veritabanı sistemlerinin (RDBMS) yaygın örnekleri şunlardır:

• MySQL, web uygulamaları ve veri depolama için yaygın olarak kullanılan açık kaynaklı bir veritabanıdır.
• PostgreSQL, karmaşık sorgular ve veri türlerine yönelik sağlamlığı ve desteğiyle bilinen gelişmiş bir açık kaynaklı ilişkisel veritabanıdır.
• MariaDB, gelişmiş performans, kararlılık ve özellikler sunan MySQL’in bir dalıdır.
• IBM Db2Kurumsal düzeydeki özellikleri ve büyük ölçekli veri yönetimine desteğiyle bilinen .
• Microsoft SQL Sunucusu, kurumsal ortamlarda yapılandırılmış verileri yönetmek ve sorgulamak için popülerdir.
• Oracle Veritabanı, ölçeklenebilirliği, güvenlik özellikleri ve büyük işletmelerde yaygın kullanımıyla bilinen güçlü bir ticari RDBMS’dir.

Örneğin bir havayolunun uçuş verisini ele alalım. Her uçuşun girişi, uçuş numarası, kalkış ve varış saatleri, başlangıç ​​ve varış havaalanları, duraklar, koltuk sayısı, uçak tipi vb. gibi yapılandırılmış veri içerir. Bu veri, uçuş rezervasyon web sitelerindeki, havaalanı varış monitörlerindeki, müşteri hizmetleri merkezlerindeki ve FAA’daki diğer ilişkisel veritabanlarıyla kolayca filtrelenebilir, aranabilir, işlenebilir ve çapraz referanslanabilir.

Editörün Notu:
Bu konuk blog yazısı, kurumsal all-flash veri depolama çözümlerine adanmış ABD merkezli halka açık bir teknoloji şirketi olan Pure Storage’daki personel tarafından yazılmıştır. Pure Storage çok aktif bir blog tutuyor, bu onların “Tamamen Eğitsel” yazılarından biri ve biz de burada onların izniyle yeniden yayınlıyoruz.

İlişkisel veritabanları verileri nasıl depolar ve alır?

Veri girişlerinin yapılandırılmış doğası, aynı tablodaki girişler ile birincil anahtarlar ve yabancı anahtarlar içeren diğer tablolar arasında ilişkilerin kurulabileceği anlamına gelir. Bu, ilgili veri kaynaklarını birbirine bağlamayı ve daha karmaşık veri yapıları ve raporları oluşturmayı mümkün kılar.

İlişkisel veritabanları verileri şu şekilde depolar ve geri alır:

• Satırlar,girişleri veya kayıtları oluşturan. Her satır benzersiz bir kayıttır (örneğin, yukarıdaki örnekte bir uçuş).
• Sütunlar,girişlerin alanlarıdır. Her sütun benzersiz bir özniteliktir (örneğin, yukarıdaki örnekte durak sayısı).
• Birincil anahtarlar,her biri benzersiz satırı oluşturan.
• Yabancı anahtarlar,İlgili verilerle ilgili tablolar arasında ilişki kuran.
• Yapılandırılmış sorgu dili (SQL)-ilişkisel veritabanlarında veri sorgulama, düzenleme veya alma için kullanılan standartlaştırılmış bir dil.

İlişkisel veritabanının özellikleri nelerdir?

İlişkisel veritabanlarının özellikleri şunlardır:

• Katı şemalar.İlişkisel veritabanlarının yapılandırılmış tabloları, tasarımları gereği, ancak her zaman değil, zamanla değişip gelişebilecek iş yükleri ve veri için iyi bir uyum sağlar.
• Eş zamanlı işlemler veya seri işlemler,birden fazla kullanıcının bir veritabanına erişmesi durumunda veri bozulmasını önlemek için.

Tüm bu özellikler, yapılandırılmış veriye eş zamanlı olarak erişmek için son derece ölçeklenebilir, güvenli ve yüksek performanslı bir yol oluşturur.

İlişkisel veritabanları için en iyi veri depolama hangisidir?

İlişkisel veritabanları uzun zamandır geleneksel disk tabanlı depolama teknolojisinin alanı olmuştur, ancak daha fazla veri merkezi maliyeti, verimliliği ve güç tüketimini iyileştirmeye çalıştıkça bu durum değişmektedir. Flash depolama, ilişkisel veritabanları büyüdükçe ve daha fazla bulut tabanlı çağdaş uygulamanın kalıcı depolama ihtiyaçlarını destekledikçe uygun fiyatlı ve oldukça tutarlı bir depolama çözümü sunabilir.

Flash tabanlı olan SSD’ler, ilişkisel veritabanları için düşük gecikme ve performans açısından faydalıdır. Ağ bağlantılı depolama (NAS), birden fazla sunucuda ilişkisel veritabanlarında depolanan büyük miktarda veriye bağlı depolama ve paylaşımlı erişim sunabilir. Bulut tabanlı depolama, ilişkisel veritabanlarını kullanan birçok kurumsal uygulamanın ihtiyaç duyduğu ölçeklenebilirlik ve güvenilirliği elde etmek için de mükemmel bir seçenektir.

İlişkisel veritabanları hangi teknolojilerde kullanılır?

İlişkisel veritabanlarını kullanan teknolojiler arasında birçok büyük ölçekli, kurumsal uygulama bulunur ancak aynı zamanda çağdaş uygulamaların yapılandırılmış iş yükleri de bulunabilir. Kullanıcı veritabanları gibi büyük miktarda yapılandırılmış verinin arkasında, hatta NoSQL veritabanlarına dayanan sosyal ağlar gibi platformlarda bile ilişkisel veritabanları bulabilirsiniz.

İlişkisel veritabanlarını kullanan teknolojiler şunları içerebilir:

• Büyük envanterleri/yapılandırılmış ürün verilerini (örneğin SKU’lar) destekleyen e-ticaret platformları
• Muhasebe ve bankacılık yazılımı
• ERP (kurumsal kaynak planlama) ve CRM (müşteri ilişkileri yönetimi) platformları ve iş zekası platformları
• Tedarik zinciri yönetimi yazılımı
• Elektronik sağlık kaydı (EHR) sistemleri
• Hükümet ve belediye uygulamaları ve kayıtları

İlişkisel veritabanları neyi en iyi şekilde yapar?

• Yeterlik.Son derece yapılandırılmış ve öngörülebilir bir şema, veri okuma, yazma ve sorgulama işlemlerini hızlı ve verimli hale getirir.
• Tutarlılık.İlişkisel veritabanlarında tutarlılık ve doğruluk tasarım gereği zorunludur. Bu, girdileri ve kayıtları tutarlı tutar ve şema kurallarına ve ilişkilere uymak için bütünlük oluşturur. (Bu ayrıca çoğaltma olasılığını da azaltır.)
• Dikey ölçek
• ACID uyumluluğu.İlişkisel veritabanları genellikle ACID (atomiklik, tutarlılık, izolasyon, dayanıklılık) özelliklerini takip ederek veri işlemlerinin güvenilir ve emniyetli bir şekilde işlenmesini sağlar.

İlişkisel olmayan veritabanı nedir?

İlişkisel olmayan bir veritabanına daha yaygın olarak NoSQL veritabanı veya yapılandırılmamış veritabanı denir. NoSQL, ilişkisel veritabanları için standart sorgu dili olan “sadece SQL değil” anlamına gelir. İlişkisel veritabanları yapılandırılmış veri için tasarlanmışsa, NoSQL veritabanları tablolara düzgün bir şekilde uymayan tüm geri kalan yarı yapılandırılmış ve yapılandırılmamış için tasarlanmıştır.

NoSQL veritabanları, sıklıkla değişen verileri depolamak veya farklı veri türlerini işleyen uygulamalar için ideal olan daha esnek bir veri modelini takip eder.

Farklı model ve özelliklere sahip NoSQL veritabanlarının yaygın örnekleri şunlardır:

• MongoDB, verileri esnek, JSON benzeri belgelerde depolayan belge odaklı bir veritabanıdır.
• Kassandra, geniş sütunlu depolama modeline dayalı, çok sayıda sunucuda büyük miktarda veriyi işlemek için tasarlanmış dağıtılmış bir veritabanı sistemidir.
• Redis, önbelleğe alma ve gerçek zamanlı analizlerde hızı ve kullanımıyla bilinen bellek içi anahtar-değer deposu.
• Kanepe tabanı, belge depolama, anahtar-değer ve tam metin aramasını birleştiren dağıtılmış bir NoSQL veritabanıdır.
• HBaseGoogle’ın Bigtable’ından modellenmiş, Hadoop üzerine kurulmuş, dağıtılmış, ölçeklenebilir bir büyük veri deposu.
• DinamoDBAWS tarafından sağlanan, düşük gecikmeli anahtar-değer ve belge veri depolamasıyla bilinen, tam olarak yönetilen bir NoSQL veritabanı hizmetidir.
• Neo4jVeriler arasındaki ilişkileri grafik yapıları kullanarak göstermek için tasarlanmış bir grafik veritabanıdır.

Daha önce bahsettiğimiz havayolu veritabanı örneğini ele alırsak, bu durumda bir NoSQL veritabanı, uçak sensörleri ve göstergelerinden gelen okumalar, uçuş sırasındaki kayıtlar ve iletişimler, GPS ve haritalama, uçuş sırasındaki bölgesel koşullar vb. gibi uçuşlarla ilgili yarı yapılandırılmış ve yapılandırılmamış verileri depolayacaktır.

NoSQL veritabanları arasındaki veri modellerinin değişkenliğini not etmek önemlidir. Açık kaynaklı veritabanları arasından seçim yaparken, geliştirici desteğini, ölçeklenebilirlik ihtiyaçlarınızı ve iş yükünüz için hangi veri modelinin en iyi olduğunu dikkate almaya dikkat edin.

İşte burada daha dinamik, modern veri uygulamalarına ve yapılandırılmamış veri ve onun potansiyeli için kullanım örneklerine girmeye başlıyoruz.

İlişkisel olmayan veritabanları verileri nasıl depolar ve geri alır?

NoSQL veritabanları bu veriyi SQL veritabanlarına göre daha katı olmayan alternatif modellerle düzenler. Bu, fotoğraflar, ses veya sensör verisi gibi farklı türlerdeki veriyi gruplandırma, depolama ve arama konusunda daha esnek bir yaklaşım sağlar. Bu modeller şunları içerir:

• Anahtar-değer çifti veritabanları,verinin anahtarlara göre saklandığı ve alındığı yer
• Grafik veri tabanları,veri ve sorgular arasındaki ilişkilere birincil odaklanma ile
• Belge depolama veritabanları,JSON veya XML formatlarını ve benzersiz belge yapılarını kullanarak
• Sütunlu veritabanları,ayrık gruplama ve analiz için satırlar yerine sütunlar kullanan

İlişkisel olmayan veritabanının özellikleri nelerdir?

NoSQL’in özellikleri ölçek, çeşitlilik ve esneklikle ilgilidir; çağdaş uygulamaların ve verinin özelliklerini yansıtır:

• Son derece esnek şemalar.SQL veritabanları tasarım gereği katı bir yapıya sahipken, bir NoSQL veritabanının şeması zamanla değişebilir. Bu, yapılandırılmamış ve zamanla değişmesi muhtemel olan, dolayısıyla her zaman aynı katı şemaya uymayan veri depolarken bir avantajdır. İşte nihai tutarlılığın işe yaradığı yer burasıdır, bir veritabanında yapılan değişiklikleri zaman içinde düğümler arasında yaymak.
• Dahili çoğaltma.NoSQL’in yukarıda belirtilen düğümler arasında veriyi çoğaltma ve dağıtma yeteneği, bu veritabanlarına yüksek erişilebilirlik sağlamanın yanı sıra bir arıza veya kesinti durumunda devreye alma ve hata toleransı da sağlar.
• Parçalama,ölçeklenebilirliği ve yük dengelemeyi iyileştirir. Bu teknik, verinin birden fazla düğüm ve sunucuya dikey olarak yayılmasını, iş yüklerinin dağıtılmasını ve veri kurulumlarının bölünmesini sağlar, böylece işleme paralel olarak daha küçük ölçekte yapılabilir. Ayrıca, bu hata toleransını iyileştirir.

İlişkisel olmayan veritabanları için en iyi veri depolama hangisidir?

SQL veritabanlarıyla karşılaştırıldığında, NoSQL veritabanları veri depolamasından çok farklı gereksinimlere sahip olacaktır. NoSQL veritabanları, büyük ölçekli yapılandırılmamış veri birimlerini desteklemek için SSD flash depolama ve daha spesifik olarak nesne tabanlı depolama yeteneklerine ihtiyaç duyar.

Pure Storage FlashBlade gibi nesne depolama, görüntüler gibi büyük yapılandırılmamış dosyaların depolanması ve birleştirilmesi için oldukça uygundur. Bellek içi depolama, belirli sınırlamalara sahip olsa da, gerçek zamanlı uygulamalar ve önbelleğe alma kullanım durumları için başka bir seçenektir.

Depolama mimarileri, genel veri merkezi ayak izini azaltırken, uygun ölçeklenebilirlik ve performansla büyük NoSQL veritabanlarının taleplerini destekleyecek şekilde tasarlanmalıdır.

İlişkisel olmayan veritabanlarını kullanma

Yukarıda belirtildiği gibi, NoSQL veritabanları çağdaş veri ve uygulamaların benzersiz taleplerini karşılayabilir. Karmaşıklıklar ve dezavantajlar vardır, ancak bunların çoğu, bu sorunları telafi eden yüksek oranda ölçeklenebilir, uygun fiyatlı ve performanslı çözümler sunan çağdaş yapılandırılmamış veri depolama teknolojileriyle ele alınmıştır.

Resim kredisi: architecturenotes.co

İlişkisel olmayan veritabanları neyi en iyi şekilde yapar?

• Yapılandırılmamış veri yönetimi .İlişkisel veritabanları yapılandırılmamış ve yarı yapılandırılmış veri için oluşturulmamıştır. Bu veriyi depolamak ve onu erişilebilir ve kolayca kullanılabilir hale getirecek şekilde depolamak, NoSQL veritabanlarının en iyi yaptığı birincil şeydir.
• Yatay ölçek.Trafik büyüdükçe ve veri hacimleri genişledikçe, NoSQL veritabanları mevcut kümelere düğümler ekleyerek talepleri karşılamak için esneklik gösterebilir.
• Büyük verinin karmaşık analitiği ve gerçek zamanlı analizi.Büyük miktarda veri depolamak bir şeydir; onu verimli bir şekilde işleyebilmek ve analiz edebilmek başka bir şeydir. NoSQL veritabanlarının öne çıktığı yer burasıdır.
• Dağıtılmış ve bulut tabanlı uygulamalar

NoSQL’i kimler kullanır?

NoSQL veritabanları, aşağıdaki gibi çağdaş uygulamaların ve veri yoğun kullanım durumlarının veritabanlarıdır:

• Önbelleğe almanın en önemli kullanım örneği olduğu büyük ölçekli web uygulamaları
• Büyük veri analitiği
• Dolandırıcılık tespiti
• Öneri motorları
• Zaman serisi veritabanları
• Esnek veri modelleme gereksinimleriyle yapay zeka ve makine öğrenimi
• Nesnelerin interneti (IoT) ve sensör cihazı ağları
• Gerçek zamanlı veri analitiği ve işleme
• Yapılandırılmamış veriye ve büyük ölçüde paralel isteklere dayanan sosyal medya ağları

Bu uygulamaların ve teknolojilerin ortak noktası ise talepleridir: büyük ölçeklenebilirlik, yüksek performans, esneklik ve çok çeşitli veri türleri için kapasite.

İlişkisel ve ilişkisel olmayan veritabanları arasındaki temel farklar

Resim kredisi: IcePanel

İlişkisel veritabanının artıları arasında bütünlük, tutarlılık ve güvenilirlik bulunur. Her zaman kritik bir iş yükü olacak olan son derece yapılandırılmış veri için harikadırlar.

İlişkisel olmayan veritabanları, dağıtılmış ortamlar ve daha derin, daha karmaşık analizler gerektiren çağdaş iş yükleri için avantajlar sunarak, yapılandırılmamış verinin taleplerini karşılayabilir.

Ancak yapılandırılmış ve yapılandırılmamış veri avantajlarının yanı sıra dikkate alınması gereken başka farklılıklar da vardır:

• Veri tekrarından kaçınmak.İlişkisel veritabanları, veri çoğaltmasını önleyerek ve normalizasyon ilkelerine bağlı kalarak veri tutarlılığını destekler. Normalizasyon, gereksiz veriyi ortadan kaldırır ve veri anormalliklerini en aza indirerek verinin verimli bir şekilde depolanmasını ve bakımını sağlar.
• ACID uyumluluğu.İlişkisel veritabanları ACID uyumluluğuna daha uygun olabilir (atomiklik, tutarlılık, izolasyon, dayanıklılık). ACID işlemleri, veritabanı işlemlerinin tek, bölünemez bir birim olarak gerçekleştirilmesini ve veritabanının arızalar veya eş zamanlı erişim durumunda bile tutarlı bir durumda kalmasını garanti eder.
• Eşzamanlılık.Tasarım gereği, ilişkisel veritabanları, birden fazla kullanıcıdan büyük miktarda istek yapıldığında tutarlılık veya sıkışıklık sorunlarını önlemeye yardımcı olabilir. Bu eş zamanlı sorguları ve işlemleri ele almak, ilişkisel veritabanlarını, verinin veya uygulamanın bütünlüğünden ödün vermeden büyük miktarda yapılandırılmış veriye evvel’de erişilmesi gereken senaryolarda bir avantaj haline getirir.