O que é uma base de dados não relacional?
No complexo domínio do armazenamento de dados, as bases de dados desempenham um papel crucial na gestão e no acesso à informação. Tradicionalmente, predominaram as bases de dados relacionais baseadas em linguagem SQL. No entanto, o surgimento de grandes quantidades de dados popularizou as bases de dados não relacionais, ou NoSQL.
Estes sistemas oferecem maior flexibilidade e escalabilidade, abrindo caminho para novos casos de uso e para um melhor desempenho. Este artigo explora as bases de dados não relacionais, as suas diferenças face às bases de dados relacionais, e apresenta algumas das principais soluções disponíveis hoje em dia.
O que é uma base de dados não relacional?
As bases de dados não relacionais (frequentemente chamadas bases de dados NoSQL) diferem das bases de dados relacionais tradicionais no sentido em que armazenam os seus dados sob uma forma não tabular. As bases de dados não relacionais podem ser baseadas em estruturas de dados, tais como documentos.
Um documento pode ser bastante detalhado e conter tipos de dados diferentes em formatos diferentes. Esta capacidade de assimilar e organizar diferentes tipos de dados lado a lado torna as bases de dados não relacionais muito mais flexíveis do que as bases de dados relacionais.
As bases de dados não relacionais costumam ser utilizadas para organizar grandes quantidades de dados complexos e diversificados. Por exemplo, uma grande loja pode dispor de uma base de dados na qual cada cliente tem o seu próprio documento com tudo, desde nome e endereço até ao histórico de encomendas e informações relativas a cartões de crédito. Apesar dos seus formatos diferentes, todas estas informações podem ser armazenadas no mesmo documento.
As bases de dados não relacionais tendem a ser mais rápidas, pois as consultas não precisam de apresentar várias tabelas para obter uma resposta, como é frequentemente o caso com os conjuntos de dados relacionais.
As bases de dados não relacionais são, portanto, ideais para o armazenamento de dados suscetíveis de serem modificados com frequência ou para aplicações que tratam inúmeros tipos de dados diferentes. São compatíveis com aplicações em rápido desenvolvimento que requerem uma base de dados dinâmica, capaz de mudar velozmente e receber grandes quantidades de dados complexos e não estruturados.
No início de um projeto, convém compreender as diferenças entre as bases de dados relacionais e as não relacionais, a fim de decidir qual é a melhor solução. Também se pode examinar diferentes exemplos de como usar esses dois tipos de bases de dados e determinar quando escolher um ou outro.
O que é uma base de dados cloud?
Uma base de dados cloud é um sistema de gestão de dados alojado numa infraestrutura de cloud computing. Ao contrário das bases de dados on-premises, são acessíveis através da Internet e a sua infraestrutura é gerida por um fornecedor de serviços.
As bases de dados cloud oferecem uma grande flexibilidade em termos de capacidade de armazenamento e de potência de cálculo, o que permite às empresas adaptarem-se rapidamente às flutuações da procura. Também eliminam a necessidade de as empresas manterem a sua própria infraestrutura de hardware, reduzindo os custos operacionais e simplificando a gestão dos recursos informáticos.
Histórico das bases de dados não relacionais
As bases de dados relacionais foram as primeiras a surgir e fornecem uma comparação útil para compreender as bases de dados não relacionais. Inventada por Edgar F. Codd em 1970, a base de dados relacional organiza os dados em linhas e colunas, associando uma chave específica a cada linha.
Quase todos os sistemas de bases de dados relacionais utilizam a linguagem SQL e são notavelmente complexos. Em geral, são mais rígidos ou controlados. A sua capacidade de traduzir dados complexos é, no entanto, bastante limitada.
Dito isto, os sistemas SQL ainda são amplamente utilizados e revelam-se bastante úteis para manter registos transacionais precisos, fontes de dados herdadas e muitos outros casos de uso em empresas de todas as dimensões.
Em meados dos anos 90, com a crescente popularidade da Internet, as bases de dados relacionais deixaram de ser capazes de responder às necessidades dos utilizadores em matéria de tratamento de dados e à maior variedade de tipos de dados resultante desta evolução.
Tal facto levou ao desenvolvimento das bases de dados não relacionais. As bases de dados NoSQL podem traduzir rapidamente dados pouco habituais e evitar a rigidez do SQL, substituindo o armazenamento «organizado» por uma abordagem mais flexível.
A evolução do NoSQL
O acrónimo «NoSQL» foi usado pela primeira vez em 1998 por Carlo Strozzi, para designar a sua base de dados «relacional» que não utilizava SQL. O nome reapareceu em 2009, quando Eric Evans e Johan Oskarsson o usaram para descrever bases de dados não relacionais. As bases de dados relacionais são frequentemente chamadas «sistemas SQL».
A tradução comummente aceite para o termo «NoSQL» é «Não só SQL» e sublinha o facto de que alguns sistemas podem suportar linguagens de consulta diferentes, embora semelhantes ao SQL.
O NoSQL foi desenvolvido, pelo menos inicialmente, em resposta à necessidade de tratar dados não estruturados e à exigência de um processamento mais rápido. O modelo NoSQL utiliza um sistema de base de dados distribuída, ou seja, um sistema composto por vários computadores.
O sistema não relacional é mais rápido, utiliza uma abordagem ad hoc à organização dos dados, e gere grandes quantidades de dados de diferentes tipos. Para a investigação geral, as bases de dados NoSQL constituem uma melhor escolha do que as bases de dados relacionais para grandes conjuntos de dados não estruturados, devido à sua rapidez e flexibilidade.
Os sistemas NoSQL permitiram não só gerir dados estruturados, mas também tratar rapidamente dados não estruturados (atualmente conhecidos como Big Data). Isto levou a que empresas como o Facebook e o Twitter adotassem sistemas NoSQL.
Estas empresas processam uma grande quantidade de dados não estruturados, que são coordenados para encontrar modelos e obter informações comerciais. O termo «Big Data» tornou-se oficial em 2005.
Porquê usar uma base de dados NoSQL?
As aplicações modernas recolhem e armazenam quantidades cada vez maiores e mais complexas de dados sobre os seus utilizadores. As vantagens destes dados para as empresas residem evidentemente no seu potencial analítico. Uma base de dados não relacional permite identificar modelos e valores em volumes de dados variados.
A utilização de bases de dados não relacionais apresenta várias vantagens, nomeadamente:
Organização de conjuntos gigantescos de dados
Na era do Big Data, as bases de dados não relacionais possibilitam não só armazenar quantidades maciças de dados, mas também consultar estes conjuntos de dados com grande facilidade. A capacidade e a velocidade de processamento são, aqui, vantagens de monta.
Extensão flexível das bases de dados
Os dados não são estáticos. Uma base de dados não relacional é capaz de absorver os novos dados recolhidos e de enriquecer a base de dados existente com novos valores, mesmo que estes não correspondam aos tipos de dados existentes.
Estruturas de dados múltiplas
Os dados recolhidos junto dos utilizadores assumem hoje uma variedade de formas: números, cadeias de caracteres, fotos, vídeos, históricos de mensagens, etc. Uma base de dados deve ser capaz de armazenar esses diferentes formatos de informação, compreender as relações entre eles e efetuar consultas detalhadas.
Uma combinação perfeita com a cloud
As bases de dados não relacionais podem ser enormes. E como, em certos casos, podem crescer de forma exponencial, precisam de um ambiente de alojamento capaz de fazer face a tal crescimento. A escalabilidade inerente à cloud torna-a o ambiente ideal para as bases de dados não relacionais.
Diferenças entre SQL e NoSQL
As bases de dados NoSQL e SQL apresentam numerosas semelhanças. Além de permitirem o armazenamento dos dados e as consultas, ambas possibilitam extrair, atualizar e eliminar os dados armazenados.
Não deixam, no entanto, de existir diferenças significativas que afetam o desempenho, a escalabilidade e a flexibilidade das bases de dados NoSQL relativamente às bases de dados SQL. Eis algumas das principais diferenças entre estas bases de dados:
Estrutura diferente
As bases de dados SQL são baseadas em tabelas, ao passo que as bases de dados NoSQL podem ser orientadas para documentos, pares chave-valor ou estruturas gráficas. Numa base de dados NoSQL, um documento pode conter pares chave-valor, passíveis de serem ordenados e ligados.
Escalabilidade diferente
As bases de dados SQL são escalonadas verticalmente, geralmente num único servidor, o que obriga os utilizadores a atualizar o hardware físico para aumentar a capacidade de armazenamento. As bases de dados SQL costumam ter um custo proibitivo para as empresas quando processam grandes quantidades de Big Data.
As bases de dados NoSQL oferecem uma escalabilidade horizontal, o que significa que basta adicionar servidores para aumentar a carga de dados. Isto significa que as bases de dados NoSQL se adaptam melhor às infraestruturas modernas.
Uma linguagem diferente
As bases de dados NoSQL utilizam JSON (JavaScript Object Notation), XML, YAML ou um esquema binário, facilitando os dados não estruturados. As bases de dados SQL têm um esquema fixo, ao passo que as bases de dados NoSQL são mais flexíveis.
Diferenças em matéria de assistência
O SQL é uma linguagem-padrão popular que é bem suportada por muitos sistemas de bases de dados, enquanto o NoSQL é mais ou menos bem suportado.
No que diz respeito a uma potencial assistência, encontra-se geralmente mais ajuda para as bases de dados SQL do que para as bases de dados NoSQL. Isto explica-se pelo facto de o SQL ser uma tecnologia mais estabelecida e, por isso, contar com muito mais utilizadores e programadores que podem ajudar a resolver problemas.
Por outro lado, o NoSQL é ainda relativamente novo, e a ajuda disponível nos fóruns ou através da comunidade é menor. As opções de assistência podem ser limitadas se se encontrarem dificuldades durante a utilização.
As diferentes bases de dados não relacionais
MongoDB
O MongoDB é uma das bases de dados não relacionais mais populares e utilizadas. Pertence à categoria das bases de dados orientadas para documentos. O MongoDB é particularmente apreciado pela sua capacidade de gerir cargas de trabalho intensivas em dados, pela sua escalabilidade horizontal e pela sua facilidade de utilização. É frequentemente utilizado em domínios como o e-commerce ou os videojogos.
Redis
O Redis é uma base de dados NoSQL em memória, o que significa que armazena os dados principalmente na memória RAM para um acesso ultrarrápido. Costuma ser usado para o armazenamento em cache, o correio eletrónico em tempo real e outros casos de uso que requerem uma latência extremamente baixa.
O Redis é compatível com diferentes tipos de estruturas de dados, como cadeias, listas, conjuntos e hashes, tornando-se uma escolha versátil para muitos cenários. A sua simplicidade, o seu excelente desempenho e a sua escalabilidade fazem dele uma ferramenta popular para aplicações que exijam uma resposta rápida e em tempo real.
Cassandra
O Cassandra é uma base de dados distribuída concebida para gerir grandes quantidades de dados em vários datacenters. Ao contrário de outras bases de dados NoSQL, o Cassandra adapta-se particularmente bem a aplicações que requerem uma alta disponibilidade e uma boa tolerância a falhas, pois utiliza um modelo de dados distribuídos com replicação automática.
É amplamente utilizado para aplicações que necessitam de escalabilidade transparente, de baixa latência e de alta disponibilidade, como as redes sociais e a análise em tempo real.
OpenSearch
O OpenSearch, anteriormente conhecido como Elasticsearch, é uma base de dados de pesquisa distribuída originalmente desenvolvida para a pesquisa em texto completo. Foi concebido para indexar grandes volumes de dados e permitir pesquisas complexas em tempo real.
O poder de pesquisa do OpenSearch significa que pode ser usado para muitas aplicações, incluindo a pesquisa de logs, a pesquisa de produtos, a análise de dados e o monitoramento.
O OpenSearch oferece igualmente uma série de funcionalidades, como a gestão de clusters, a segurança dos dados e a visualização.
A OVHcloud e as bases de dados não relacionais
MongoDB
Acelere o seu time-to-market confiando-nos a gestão das suas bases de dados NoSQL preferidas. Permita que as suas equipas se concentrem na sua atividade e no desenvolvimento de serviços. A OVHcloud trata da configuração, da manutenção, do backup, da segurança e da monitorização dos seus sistemas de gestão de bases de dados MongoDB.
Redis
Implemente e execute o motor de base de dados Redis num serviço gerido pelas nossas equipas. A OVHcloud trata da implementação, da manutenção, da segurança, do backup e da escalabilidade da sua solução. Simplifique o quotidiano dos seus programadores permitindo-lhes que se concentrem na criação de aplicações.
Cassandra
Acelere a sua atividade implementando um cluster gerido Cassandra em apenas alguns cliques. Este motor de bases de dados NoSQL open source e orientado para o desempenho é ideal para o tratamento de tarefas mais pesadas, sem comprometer a disponibilidade. Desta forma, poderá concentrar-se no desenvolvimento das suas funcionalidades aplicativas e a OVHcloud encarrega-se da gestão do serviço: configuração, manutenção, backups, alta disponibilidade e atualizações.
Bases de dados
Explore todo o potencial dos seus dados enquanto mantém o controlo sobre os seus recursos. No âmbito dos nossos serviços de bases de dados geridas, a OVHcloud trata da infraestrutura e da administração da sua base de dados. Referimo-nos à configuração, ao backup, à escalabilidade e à segurança. Isto permite-lhe poupar tempo e dinheiro. Assim, pode concentrar-se na criação e na implementação de aplicações baseadas na cloud. Escolha entre uma vasta gama de motores populares e implemente já a sua base de dados no Public Cloud.
Perguntas frequentes
O que é uma base de dados NoSQL?
O NoSQL é uma abordagem da gestão de bases de dados que pode adaptar-se a uma grande variedade de modelos de dados, incluindo pares chave-valor, documentos, colunas e diagramas.
O que significa «NoSQL»?
Alguns dizem que o termo «NoSQL» significa «No SQ» (Não SQL), enquanto outros dizem que significa «Not only SQL» (Não só SQL). Seja como for, a maioria concorda que as bases de dados NoSQL são bases de dados que armazenam os dados num formato diferente das tabelas relacionais.
Porquê usar uma base de dados NoSQL?
Comparadas com as relacionais, as bases de dados NoSQL costumam ser mais evolutivas e oferecem desempenhos superiores. Acrescente-se que a flexibilidade e a facilidade de utilização dos seus modelos de dados podem acelerar o desenvolvimento face ao modelo relacional, em especial no ambiente do cloud computing.