NoSQL

Che cos'è NoSQL?

"Non solo linguaggio di query" (NoSQL) è un approccio alla progettazione e gestione di database che può ospitare vari modelli di dati, inclusi formati documentali, colonnari e grafici. NoSQL, noto anche come database Non-SQL o non relazionali, memorizza i dati in un formato diverso dalle tabelle relazionali.

I database sono uno degli elementi cruciali che compongono la tecnologia e le applicazioni. I dati devono essere memorizzati in una struttura e un formato specifici affinché gli utenti possano recuperarli ogni volta che ne hanno bisogno. Tuttavia, a volte i dati non sono sempre presentati in un layout strutturato, il che significa che i loro schemi sono flessibili.  

I database NoSQL sono frequentemente utilizzati nelle applicazioni web in tempo reale e nei big data grazie ai loro principali vantaggi: alta scalabilità e alta disponibilità. Gli sviluppatori preferiscono anche database non relazionali, preferibilmente i database NoSQL, perché si prestano naturalmente al paradigma di sviluppo agile adattandosi rapidamente ai requisiti in evoluzione. 

Con meno trasformazioni necessarie quando si memorizzano o si recuperano dati utilizzando le interfacce di programmazione delle applicazioni (API) in stile NoSQL, i database NoSQL consentono di memorizzare i dati in modo intuitivo. I database NoSQL possono anche sfruttare appieno il cloud per garantire zero tempi di inattività.

Software NoSQL

Software che menzionano nosql come caratteristica o termine.

MongoDB

Amazon DynamoDB

ScyllaDB

Couchbase

MySQL

Hbase

Caratteristiche dei database NoSQL

I database NoSQL evitano lo schema rigido dei database relazionali a favore di un modello orientato ai documenti o di un modello di archiviazione chiave-valore. Di seguito sono riportate alcune caratteristiche che li distinguono dai loro omologhi relazionali.

• Schema dinamico. I database NoSQL non hanno schemi fissi; pertanto, possono adattarsi a strutture di dati in evoluzione senza migrazioni o modifiche dello schema.
• Modello di dati basato su documenti. Alcuni database NoSQL utilizzano un modello di dati basato su documenti in cui le informazioni sono salvate in un formato semi-strutturato, come JavaScript Object Notation (JSON) o Binary Javascript Object Notation (BSON).
• Scalabilità orizzontale. I database NoSQL sono progettati per espandersi aggiungendo più nodi a un cluster di database, il che li rende adatti a gestire volumi massicci di dati e traffico intenso.
• Modello di dati chiave-valore. Alcuni database utilizzano un modello di dati chiave-valore che conserva le informazioni come una raccolta di coppie chiave-valore.
• Modello di dati basato su colonne. Questi database utilizzano un modello di dati basato su colonne che organizza le informazioni in colonne anziché in righe.
• Distribuito e alta disponibilità. I database NoSQL sono altamente disponibili. Gestiscono senza problemi i guasti dei nodi e gestiscono la replica dei dati su più nodi in un cluster di database.
• Prestazioni. I database NoSQL sono adatti per i big data e le applicazioni in tempo reale poiché sono orientati ad alte prestazioni e possono gestire grandi operazioni sui dati.

Tipi di database NoSQL

I database NoSQL sono altamente flessibili e tolleranti ai guasti. Esistono in vari tipi per aiutare le aziende a gestire volumi massicci di dati.

Esistono quattro tipi di database NoSQL: 

• Database documentali memorizzano i dati in documenti JSON o XML. Richiede meno traduzione per utilizzare i dati in un'applicazione. Gli sviluppatori utilizzano i database documentali perché hanno la libertà di modificare le loro strutture documentali secondo necessità per adattarsi alle loro applicazioni, modificando le loro strutture dati nel tempo man mano che i requisiti delle loro applicazioni evolvono. 
• Archivi chiave-valore sono il tipo più semplice. Il database memorizza ogni elemento di dati come una coppia chiave-valore composta da un attributo e un valore. Come un database relazionale, un archivio chiave-valore ha due colonne: il nome della chiave o attributo e il valore.
• Database orientati alle colonne organizzano i dati come un gruppo di colonne. Di conseguenza, gli ingegneri possono leggere direttamente le colonne mentre eseguono analisi su un piccolo set di colonne anziché riempire la memoria con dati non necessari. 
• Database a grafo si concentrano sulle connessioni tra gli elementi di dati. Ogni componente è un nodo. Collegamenti o relazioni sono i termini usati per descrivere le connessioni tra gli elementi. Qui, le connessioni sono memorizzate direttamente come elementi di database di prima classe. 

Usi di NoSQL

L'adattabilità a strutture di dati in evoluzione ha reso NoSQL un approccio popolare nelle aziende di tutte le dimensioni. Le industrie lo utilizzano per vari scopi, tra cui:

• Sviluppo più rapido: Lo sviluppo procede più rapidamente con i database NoSQL. Sono adatti alle attuali pratiche di sviluppo agile basate su sprint, brevi iterazioni e frequenti push di codice, poiché consentono agli sviluppatori di controllare la struttura dei dati.
• Facile memorizzazione e modellazione di diversi tipi di dati: I database NoSQL possono memorizzare e modellare dati strutturati, semi-strutturati e non strutturati. La traduzione dei dati non è più necessaria perché questi database memorizzano frequentemente i dati in un formato che assomiglia agli oggetti utilizzati nelle applicazioni.
• Capacità di gestire grandi volumi di dati: I database NoSQL possono gestire i big data. A differenza di SQL, non necessita di ulteriore ingegneria per gestire le applicazioni basate sul web. La procedura per ottenere la scalabilità dei dati è semplice e segue una tecnica di scale-out.
• Supporto per il nuovo paradigma delle applicazioni: La scalabilità dei database NoSQL consente loro di supportare carichi di lavoro transazionali e analitici da un singolo database. Questi database sono stati sviluppati durante l'era del cloud e si sono rapidamente adattati all'automazione. In molti casi, consentono agli utenti di distribuire database su una scala che supporta i microservizi.

Vantaggi dei database NoSQL

I database NoSQL offrono molti vantaggi ai loro utenti. Alcuni sono:

• Flessibilità. I database NoSQL gestiscono dati semi-strutturati o non strutturati, consentendo loro di adattarsi a cambiamenti dinamici nel modello di dati. Per questo motivo, i database NoSQL sono adatti per applicazioni con esigenze di dati fluttuanti.
• Alta disponibilità. La funzione di auto-replicazione dei database NoSQL li rende altamente disponibili perché, in caso di guasto, i dati si replicano allo stato coerente più recente.
• Scalabilità. I database NoSQL hanno un'alta scalabilità, quindi possono gestire grandi volumi di dati e traffico in modo efficiente. Di conseguenza, funzionano bene per applicazioni che devono gestire grandi quantità di dati o traffico.
• Convenienza. I database NoSQL sono spesso meno costosi dei database relazionali convenzionali a causa della loro semplicità e della mancanza di requisiti hardware e software costosi.

NoSQL vs. database SQL

I database NoSQL rientrano nei database non relazionali o distribuiti. I database SQL rientrano nei sistemi di gestione di database relazionali.

I database SQL sono orientati alle tabelle, mentre i database NoSQL sono orientati ai documenti e hanno coppie chiave-valore, archivi a colonne larghe o database a grafo. I database NoSQL hanno uno schema dinamico o flessibile per gestire dati non strutturati. 

I database SQL si concentrano sulla minimizzazione della duplicazione dei dati poiché l'archiviazione è più costosa del tempo degli sviluppatori. Tipicamente hanno schemi tabulari rigidi, intricati e scalabilità verticale costosa. Tuttavia, NoSQL è stato sviluppato con un'enfasi sulla scalabilità, query rapide, consentendo frequenti modifiche alle applicazioni e semplificando la programmazione per gli sviluppatori.

Scopri di più sui database relazionali e comprendi come differiscono dai database NoSQL.