مقایسه SQL و NoSQL – پنج تفاوت SQL و NoSQL که باید بدانید

هنگامی که نوبت به انتخاب میان دیتابیس‌های مدرن می‌رسد، یکی از مهم‌ترین مواردی که باید راجع به آن تصمیم‌گیری کنید، بهره‌گیری از ساختار داده رابطه‌ای (دیتابیس SQL) یا غیر رابطه‌ای (دیتابیس NoSQL) است. هر دو سیستم مزایا خاص خود را دارند و برای نیازهای متفاوت ساخته شده‌اند. بنابراین دانستن تفاوت SQL و NoSQL ضروری است تا فرایند مدیریت داده در طولانی‌مدت به بهترین شکل پیش برود. در این مطلب با کوئرا بلاگ همراه باشید تا به مقایسه SQL و NoSQL بپردازیم و مهم‌ترین تفاوت‌ها را بررسی کنیم.

SQL یا Structured Query Language زبانی برای برنامه‌نویسی است که رویکردی سنتی در پیش می‌گیرد. این زبان به دیتابیس‌های رابطه‌ای اجازه می‌دهد از مدل‌های از پیش‌تعریف‌شده برای مدیریت داده در قالب ردیف‌ها و جداول کمک بگیرند. از سوی دیگر NoSQL (مخفف Not Only SQL) را داریم که رویکردی غیر رابطه‌ای و منعطف‌تر به حساب می‌آید و بهترین انتخاب برای مدیریت داده پویا (داینامیک) یا غیرساختارمند است. همین‌طور که کسب‌وکارها پیشرفت می‌کنند و داده اهمیتی هرچه بیشتر می‌یابد، درک تفاوت SQL و NoSQL هم ضروری‌تر خواهد بود.

در صورتی که مایل به کسب دانش تخصصی و مهارت‌های درآمدزا در زمینه مدیریت دیتابیس هستید، پیشنهاد می‌کنیم از دوره آموزش دیتابیس و همینطور آموزش NoSQL کوئرا کالج بهره بگیرید.

۵ تفاوت بنیادین میان SQL و NoSQL

• دیتابیس‌های SQL از نوع «رابطه‌ای» (Relational) هستند و دیتابیس‌های NoSQL از نوع «غیر رابطه‌ای» (Non-Relational)
• دیتابیس SQL از زبان Structured Query Language کمک می‌گیرد و طرح‌واره یا «اسکیما» (Schema) از پیش تعرف شده دارد. دیتابیس NoSQL اسکیماهای پویا برای داده غیرساختارمند دارد.
• دیتابیس‌های SQL مقیاس‌پذیری عمودی دارد، اما مقیاس‌پذیری دیتابیس‌های NoSQL افقی است.
• دیتابیس‌های SQL ساختار جدولی دارند، اما دیتابیس‌های NoSQL می‌توانند به شکل سند، نمودار یا مخزن داده ستون گسترده (Wide-Column Stores) باشند.
• دیتابیس‌های SQL گزینه‌ای مناسب برای معاملات چند ردیفی است. اما NoSQL برای داده‌های غیرساختارمند مانند اسناد یا فایل‌های JSON مناسب است.

SQL چیست؟

SQL زبانی مختص به دامنه است که از آن برای برای استعلام و مدیریت داده استفاده می‌شود. این زبان به کاربر اجازه می‌دهد داده را در دیتابیس‌های رابطه‌ای، جستار، تعبیه، حذف و به‌روزرسانی کند. SQL ضمنا از منطق‌های پیچیده پشتیبانی می‌کند و اجازه می‌دهد از توابع و فرایندهای گوناگون کمک بگیرید.

NoSQL چیست؟

NoSQL مخفف عبارت Not Only SQL است. NoSQL نوعی از دیتابیس است که از داده غیر رابطه‌ای و غیرساختارمند – مانند داکیومنت‌ها،، دیتابیس‌های گراف و مخازن کلید-مقدار (Key-Value Stores) – پشتیبانی می‌کند. سیستم‌ها NoSQL برای انعطاف‌پذیری بیشتر نسبت به دیتابیس‌های رابطه‌ای طراحی شده‌اند و مقیاس‌پذیری رو به بالا یا پایین را با خود به همراه می‌آورند، آن هم بدون هیچ تغییری در مصرف یا کاربار. همین باعث می‌شود NoSQL گزینه‌ای ایده‌آل برای استفاده در اپلیکیشن‌ها باشد.

چرا از NoSQL به جای SQL استفاده می‌شود؟

خیلی از اوقات کاربران NoSQL را به SQL ترجیح می‌دهند و دلیل این موضوع، انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری هرچه بیشتر است. مزیت اصلی سیستم‌های NoSQL این است که توسعه‌دهنده می‌تواند داده را به شکلی سریع و آسان ذخیره و بازیابی کند و هیچوقت نگران پردازش سربار یا Overhead (مشابه آنچه در دیتابیس‌های سنتی و رابطه‌ای دیده می‌شود) نباشد. در نتیجه، تیم‌های توسعه می‌توانند بر ارائه سریع‌تر منطق کسب‌وکار و قابلیت‌های ضروری تمرکز کنند و نگرانی‌های کمتری داشته باشند.

مقایسه SQL و NoSQL

حالا که درکی بنیادین از چیستی SQL و NoSQL به دست آورده‌اید، می‌توانیم به مقایسه عمیق‌تر این دو بپردازیم. در بخش بعدی ۵ تفاوت SQL و NoSQL را بررسی می‌کنیم تا راحت‌تر راجع به تکنولوژی مورد نیاز خود تصمیم بگیرید.

معماری دیتابیس

در ساده‌ترین حالت، بزرگ‌ترین وجه تمایز میان دو تکنولوژی این است که دیتابیس‌های SQL از نوع رابطه‌ای هستند و دیتابیس‌های NoSQL در دسته‌بندی غیر رابطه‌ای قرار می‌گیرند.

دیتابیس رابطه‌ای (Relational Database) چیست؟

دیتابیس‌های رابطه‌ای از زبان برنامه‌نویسی Structured Query Language برای ذخیره‌سازی و بازیابی داده استفاده می‌کنند.

• دیتابیس‌های رابطه‌ای (که سیستم‌های مدیریت دیتابیس رابطه‌ای یا RDBMS نیز نامیده می‌شوند) داده را در ردیف‌ها و جداول ذخیره می‌کنند. این سیستم‌ها از کلید‌ها برای متصل کردن داده‌های موجود در جداول گوناگون به یکدیگر استفاده می‌کنند. کلیدها در واقع شناسه‌هایی هستند که دیتابیس به هر ردیف از جدول‌ها اختصاص می‌دهد. با استفاده از کلیدهای اصلی (Primary Keys) و کلیدهای خارجی (Foreign Keys)، تمام این فرایند تسهیل می‌شود.

دیتابیس غیر رابطه‌ای (Non-Relational Database) چیست؟

دیتابیس‌های غیر رابطه‌ای یا NoSQL انعطاف‌پذیری بیشتر به نمایش می‌گذارند و شما را از پایبندی به ساختار سختگیرانه SQL بی‌نیاز می‌کند.

• دیتابیس‌های SQL داده را درست مانند دیتابیس‌های رابطه‌ای ذخیره‌سازی می‌کنند، اما حاوی هیچ ردیف، جدول یا کلیدی نیستند. این نوع دیتابیس یک مدل ذخیره‌سازی را براساس داده‌ای که با آن سر و کار دارد در اختیارتان می‌گذارد.

اسکیماهای دیتایس و زبان‌ها

دیتابیس‌های SQL از زبان SQL کمک می‌گیرند و طرح‌واره یا اسکیمایی از پیش‌تعریف‌شده برای تعریف و دستکاری داده دارند. SQL یکی از پرمخاطب‌ترین و کاربردی‌ترین زبان‌های کوئری در دسترس به حساب می‌آید و معمولا بهترین انتخاب برای اکثر کاربران است. این زبان اگرچه از جستارها یا کوئری‌های پیچیده پشتیبانی می‌کند، اما محدودیت‌های خاص خود را نیز به همراه می‌آورد.

برای مثال پیش از اینکه قادر به کار با داده خود باشید، لازم است از اسیکماهای از پیش‌تعریف‌شده برای تعیین ساختار داده کمک بگیرید. از سوی دیگر تمام داده‌ها باید ساختاری یکسان داشته باشند که فرایند آماده‌سازی را دشوارتر می‌کند. هر زمان هم که نیاز به تغییر ساختار داده داشته باشید، باید تمام سیستم خود را دگرگون کنید.

دیتابیس‌های NoSQL اسیکماهایی پویا برای داده‌های بدون ساختار دارند و آن‌ها را به روش‌های گوناگون ذخیره‌سازی می‌کنند. برای مثال می‌توانید برای ذخیره‌سازی داده به سراغ مخازن ستونی، سندی، نموداری و همینطور مخازن کلید-مقدار بروید. این انعطاف‌پذیری بدین معنی است که:

• می‌توانید هر سندی بسازید و نیازی به تعریف ساختار آن نداشته باشید.
• هر سندی ساختار خاص خود را خواهد داشت.
• سینتکس یا قواعد نحوی هر دیتابیس با دیتابیس دیگر متفاوت خواهد بود.
• می‌توانید در گذر زمان، دیتابیس را بدون هیچ دردسری گسترش دهید.

مقیاس‌پذیری دیتابیس

یکی دیگر از جنبه‌های مهمی که باید هنگام مقایسه SQL و NoSQL بررسی شود، مقیاس‌پذیری دیتابیس است. دیتابیس‌های SQL اکثر اوقات مقیاس‌پذیری عمودی به نمایش می‌گذارند. این یعنی می‌توانید با افزودن پردازنده، حافظه رم و حافظه SSD هرچه بیشتر، کاربار یک سرور واحد را افزایش دهید.

دیتابیس‌های NoSQL هم مقیاس‌پذیری افقی ندارند. این یعنی به کمک فرایندی به نام «شاردینگ» (Sharding) – که سرورهای هرچه بیشتر را به دیتابیس NoSQL اضافه می‌کند – قادر به مدیریت ترافیک بالاتر خواهد بود. مقیاس‌پذیری افقی در مجموع ظرفیت‌های بیشتری نسبت به مقیاس‌پذیری عمودی به همراه می‌آورد و همین باعث می‌شود دیتابیس‌های NoSQL نخستین انتخاب برای مجموعه داده‌های کلان یا دائما در دست تغییر باشند.

برای مثال اگر مجموعه داده بزرگی از آبجکت‌هایی مانند تصاویر و ویدیوها داشته باشید، می‌توانید از دیتابیس NoSQL کمک بگیرید. دیتابیس‌های SQL نمی‌توانند به اندازه NoSQL در مدیریت این آبجکت‌ها موثر ظاهر شوند.

ساختار داده

دیتابیس‌های SQL ساختار جدولی دارند و هر کادر حاوی داده، نامی یکسان با هر ستون جدول خواهد داشت. زمانی که نیاز به تبدیل چندین مجموعه داده مختلف دارید، این ساختار می‌تواند کاربردی ظاهر شود.

دیتابیس‌های NoSQL می‌توانند به شکل سند، کلید-مقدار، نمودار و یا مخازن ستون گسترده باشند. این مدل‌های داده انعطاف‌پذیری، سهولت کار با دیتابیس‌های NoSQL را بالا می‌برند.

کاربردها

دیتابیس‌های SQL برای معاملات چند ردیفی مناسب به حساب می‌آیند و NoSQL هم گزینه‌ای بهتر برای اسناد و فایل‌های JSON است. دیتابیس‌های SQL معمولا در سیستم‌های قدیمی‌تری استفاده می‌شوند که پیرامون ساختار رابطه‌ای طراحی شده‌اند.

بسیاری از دیتابیس SQL برای اپلیکیشن‌های کاربر-محور کمک می‌گیرند که نیاز به عملیات‌های مشترک دارند. اسکیما SQL اجازه می‌دهد ویژگی‌های ACID را به داده بیاورید و سازگاری را بهبود دهید. این دیتابیس‌ها زمانی کارآمد تلقی می‌شوند که بخواهید داده مورد نیاز برای انجام دادن وظایف گوناگون را بیابید.

از دیتابیس NoSQL در اوقاتی استفاده می‌شود که داده پویا، بدون عملیات‌های مشترک دارید. NoSQL ضمنا گزینه بهتری برای مجموعه داده‌هایی است که اگر از دست بروند، تاثیری بر بهره‌وری تجاری سازمان نمی‌گذارند.

از برجسته‌ترین مثال‌های دیتابیس‌های SQL می‌شود به MySQL ،Oracle ،PostgreSQL و Microsoft SQL Server اشاره کرد. شناخته‌شده‌ترین مثال‌های دیتابیس‌های NoSQL هم MongoDB ،Neo4J ،Redis و Cassandra هستند.

تفاوت SQL و NoSQL و تاثیر آن بر کاربرد هر یک

انتخاب میان SQL و NoSQL در نهایت به این بازمی‌گردد که در حال ساخت چه نوع اپلیکیشنی هستید و داده آن چه پیش‌نیازهایی دارد. با درک قابلیت‌های منحصربه‌فرد هر نوع دیتابیس، تصمیم‌گیری برای پروژه‌ آسان‌تر خواهد شد. علاوه بر این ضروری است که هنگام تصمیم‌گیری میان SQL و NoSQL، به مقیاس‌پذیری و پرفورمنس کلی هم فکر کنید. در صورتی که دیتابیس مناسب را برای کار خود انتخاب کنید، از پرفورمنس بالاتر، یکپارچگی صحیح داده و در نهایت، ساخت اپلیکیشنی موفق اطمینان حاصل خواهید کرد.

به عنوان یک قاعده کلی، دیتابیس SQL برای داده ساختارمند مناسب است، یعنی داده‌هایی که شکلی یکپارچه دارند و روابط میان جداول به درستی تعریف شده است. از طرف دیگر دیتابیس NoSQL برای داده نیمه‌ساختارمند یا بدون ساختار مناسب است. در این حالت نیازی به استفاده از اسیکما از پیش‌تعریف‌شده نخواهد بود و تعیین ارتباط میان عناصر مختلف داده ضروری نیست.

از SQL معمولا در اپلیکیشن‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به کوئری‌های پیچیده و مدیریت معاملات دارند. NoSQL هم گزینه‌ای مناسب برای اپلیکیشن‌هایی است که باید پرفورمنس و مقیاس‌پذیری بالا به نمایش بگذارند، مثلا وب‌ اپلیکیشن‌ها و اپلیکیشن‌های موبایل.

حالا که به شکلی جامع با تفاوت SQL و NoSQL آشنایی داریم، در بخش پایانی مطلب برخی از گزینه‌های در دسترس برای کاربار شما را بررسی می‌کنیم.

سیستم‌های مدیریت دیتابیس‌ SQL

در ادامه با برخی از محبوب‌ترین سیستم‌های دیتابیس SQL آشنا می‌شوید.

MySQL

• رایگان و متن‌باز
• جامعه‌ای بزرگ از کاربرانی که محتوا آموزشی می‌سازند و پلتفرم را ایرادیابی می‌کنند
• پشتیبانی از تمام پلتفرم‌های مطرح
• دسترسی به قابلیت‌های Replication و Sharding
• پشتیبانی از گستره وسیعی از نیازها و وظایف

Oracle

• پلتفرمی تجاری برای مدیریت حرفه‌ای دیتابیس، همراه با پشتیبانی مشتریان معرکه و به‌روزرسانی‌های مداوم
• یکی از گران‌قیمت‌ترین راهکارهای مدیریت دیتابیس
• سازگاری با گستره وسیعی از دیتابیس‌ها
• کنترل معاملات
• سازگاری با تمام سیستم عامل ها
• مناسب برای سازمان‌ها و شرکت‌های بزرگی که کاربار فراوان دارند

Microsoft SQL Server

• دیتابیسی تجاری که توسط مایکروسافت توسعه یافته و مدیریت می‌شود
• سازگاری با Transact SQL یا T-SQL
• صرفا سازگار با ویندوز و لینوکس
• رابط کاربری خوش‌ساخت
• دشواری در ایجاد تغییرات لازم به هنگام یافتن ارورها
• قابلیت‌های سندسازی پیشرفته
• بهترین انتخاب برای سازمان‌های کوچک یا متوسطی که می‌خواهند بدون هزینه‌های کلان Oracle از راهکارهای دیتابیس تجاری استفاده کنند.

بیشتر بخوانید: مقایسه SQL Server و Oracle – کدام پلتفرم دیتابیس برای ما بهتر است؟

PostgreSQL

• سیستمی برای مدیریت دیتابیس شی‌گرا و ارائه قابلیت‌های هیبریدی SQL و NoSQL
• رایگان و متن‌باز
• سازگاری با تعداد زیادی از سیستم عامل‌ها
• جامعه مخاطبان فعال و سرویس‌های شخص ثالث سازگار
• اتکا کامل بر SQL
• بهترین گزینه برای اوقاتی که داده از یک مدل رابطه‌ای پشتیبانی نمی‌کند. علاوه بر این، انتخابی مناسب برای دیتابیس‌های فوق کلان که کوئری‌های پیچیده دارند.

سیستم‌های مدیریت دیتابیس NoSQL

در ادامه با محبوب‌ترین سیستم‌های مدیریت دیتابیس NoSQL آشنا می‌شوید.

MongoDB

• محبوب‌ترین انتخاب برای دیتابیس NoSQL با اختلاف فراوان
• دسترسی رایگان
• اسکیما داینامیک
• مقیاس‌پذیری افقی
• پرفورمنس بالا همراه با جستارهای ساده
• امکان افزودن ستون‌ها و کادرهای تازه، بدون اثرگذاری روی ردیف‌های پیشین یا پرفورمنس اپلیکیشن
• بهترین انتخاب برای شرکت‌هایی که رشدی سریع پشت سر می‌گذارند و انبوهی داده غیرساختارمند دارند.
• از جایگزین‌های کمتر شناخته‌شده MongoDB می‌شود به Apache Cassandra و Google Cloud BigTable و Apache HBase اشاره کرد.

Cassandra

• سازگاری با حجم کلانی از داده‌های ذخیره‌شده در سرورهای گوناگون
• معماری همتا به همتا (Peer-to-Peer)
• مقیاس‌پذیر
• متن‌باز

منبع: Integrate