NoSQLとは何ですか?従来のデータベースと比較した利点は何ですか?

最新のアプリケーション開発に対する要件は、過去 15 年間で劇的に変化しました。 ますます多くのデータをより速く保存、処理、更新する必要があります。 大量のデータを管理する場合、非リレーショナル データベース (NoSQL データベースとも呼ばれます) が長い間人気のある選択肢となってきました。 しかし、NoSQL とは一体何なのでしょうか? この最新のデータ保存方法の利点は何ですか?

デジタル時代では、データの規模と複雑さが増大し続けており、従来のリレーショナル データベースではビッグ データ、リアルタイム データ、半構造化データに対応できなくなっています。このとき、NoSQL (Not Only SQL) データベースが誕生しました。革新的なデータ管理ソリューションとして、従来のリレーショナル データベースの機能を備えているだけでなく、多くの独自の利点ももたらします。 NoSQL データベースの機能と利点について説明し、読者がこの高度なテクノロジーをよりよく理解して活用できるようにします。

NoSQLの特徴と利点は何ですか？

NoSQLとは何ですか?

NoSQL は「Not Only SQL」の略で、この名前はデータベース モデルを要約したものです。 これはスタンドアロンの代替品ではなく、従来のリレーショナル SQL データベースを拡張し、便利に補完するものです。 NoSQL データベースは、代替データベース モデルを使用することでリレーショナル システムの制限を克服します。 しかし、これは必ずしも NoSQL データベースが SQL システムを一切使用しないことを意味するわけではありません。 両方のソリューションを使用しながらも、NoSQL の範疇に含まれるハイブリッド バリエーションも多数存在します。

2000 年代後半まで、SQL データベースはアプリケーション開発のすべてでした。 オブジェクト指向データベースなどの他のアプローチは、処理と実装が複雑であるため、それほど人気を得ることはありませんでした。 NoSQL データベースは、現代のアプリケーション開発の要件を満たせないことが多いリレーショナル データベースの制限と問題に対処するために、SQL の実行可能な代替手段として開発されました。 NoSQL データベースは、クラウド サーバーなどの革新的な技術を使用して、さまざまな種類のデータを保存および処理できる代​​替データ モデルを提供します。 結果として得られるデータ構造は強力かつ柔軟であり、変化する要件に迅速に対応できます。

NoSQL データベースは、NoSQL とリレーショナル SQL データベースの主な違いを強調するために、構造化データ ストアと呼ばれることがよくあります。 NoSQL データベースでは厳密なテーブル スキーマが使用されない為、データを保存する前に定義する必要があります。 より柔軟なアプローチを採用しており、アプリケーション内で新しいデータセットを簡単に追加し、継続的に更新することができます。 NoSQL ソリューションは、リレーショナル データベースでは不可能な、構造化されていないデータや不明なデータの処理にも役立ちます。

NoSQL データベースはどのように機能しますか?

SQL ベースのリレーショナル データベースとは異なり、NoSQL データベースでは、データの保存に行と列を持つ従来のテーブルを使用しません。 代わりに、ドキュメント、グラフ、値のペア、列などの柔軟な手法を使用して、大量のデータを整理します。 このため、NoSQL データベースは、大量のデータを処理する必要があり、柔軟な構造を必要とするアプリケーションに最適です。 NoSQL データベースは、均等に分散された容量を持つハードウェア クラスターとクラウド サーバーを使用するため、大量のデータがあってもデータベースをスムーズに実行できます。 データ量が増えるとパフォーマンスが急速に低下するリレーショナル データベースと比較すると、NoSQL データベースは、大量のデータを処理する場合でも強力で柔軟性があり、スケーラブルなソリューションです。

水平拡張は、NoSQL データベースのもう 1 つの機能です。 垂直方向に拡張可能で、単一のサーバー上で実行されるリレーショナル SQL データベース。 容量を増やすには、より強力なサーバーに投資する必要があります。 これは長期的にはコストがかかり、アプリケーション開発の可能性を制限します。 NoSQL ソリューションは通常、複数のサーバーにデータを分散します。 データ量が増えた場合は、新しいサーバーを追加するだけです。 これにより、NoSQL データベースは大量のデータを簡単に保存および処理できるようになり、ビッグデータ アプリケーションに最適です。

NoSQL データベースの最も重要な 4 つのタイプは何ですか?

リレーショナル データベースとは異なり、構造化データ ストアは固定スキーマを使用しないため、ビッグ データ アプリケーションに最適です。 世界中でさまざまな NoSQL データベースが使用されていますが、そのほとんどはオープンソースであり、プロバイダーや要件に応じて構造が異なります。 システムは多岐にわたりますが、さまざまな NoSQL アプローチは 4 つの主要なカテゴリに分けられます。

ドキュメント指向データベース

ドキュメント指向の NoSQL データベースでは、データはさまざまな長さのドキュメントに直接保存されます。 データは構造化されている必要はありません。 データには、ドキュメント コンテンツの検索に使用できるさまざまな属性またはタグが割り当てられます。 ドキュメント指向の NoSQL データベースは、コンテンツ管理システムやブログに特に役立ちます。 最も一般的に使用されるデータ形式は JSON (JavaScript Object Notation) であり、これによりアプリケーション間での高速なデータ交換が可能になります。

グラフデータベース

グラフ データベースは、ノードとエッジを使用してデータ間の関係を表します。 データ間の関係のネットワークは、ノードとそれらの相互接続を使用して構成されます。 情報が高度に相互接続されたデータセットの場合、NoSQL グラフ データベースはリレーショナル SQL データベースよりも優れたパフォーマンスを提供します。 これらは主にソーシャル メディア アプリケーションで使用され、たとえば Twitter や Instagram のフォロワー間の関係を表すために使用されます。

キーバリューデータベース

SQL データベースは厳密なスキーマとテーブルを使用しますが、キー値データベースはキーと値のペアの形式でデータを格納します。 各値は特定のキーに関連付けられており、データセット自体がキーとして機能し、値を表します。 キーは、データベースの検索に使用できるインデックスも形成します。 NoSQL キー値データベースのキーは、リレーショナル データベースの主キーと同様に、常に一意です。

列指向データベース

リレーショナル データベース モデルとは異なり、列指向データベースでは、データが行ではなく列に格納されます。 これにより、データの読み取りプロセスが高速化され、パフォーマンスが向上します。 この NoSQL モデルは、主にデータ マイニングや分析アプリケーションで使用されます。

SQL と比較した NoSQL の利点は何ですか?

アプリケーションによっては、NoSQL は従来のリレーショナル データベースに比べて特定の利点を持つ場合があります。 SQL システムは容量に応じて迅速に拡張できます (たとえば、ビッグ データを処理する場合)。一方、NoSQL データベースは、大量のデータを高速で読み取って処理できる高性能でスケーラブルなモデルを備えています。

NoSQL データベースは、SQL システムの厳格なスキーマを回避し、大量のデータの処理に適した、より柔軟なモデルを使用します。 NoSQL データベースは分散ハードウェア クラスターにデータを保存するため、停止の影響を受けにくくなります。 また、リソースが枯渇して交換が必要になることが多い単一の高性能サーバーをインストールするよりもはるかに安価です。

5つの人気のNoSQLソリューションの概要

ほとんどの NoSQL データベースは、インターネット ユーザーが誰でもダウンロードできるオープン ソース ソフトウェアを使用します。 これにより、使い始めるのがはるかに簡単になります。 さまざまな無料の NoSQL アプリケーションをダウンロードし、その動作を学習して、既存の SQL データベースを強化するために使用を開始できます。 次の NoSQL データベースはすでに成熟しています。

カサンドラ

Cassandra は、大規模なデータセットの保存と処理に最適化された列指向の NoSQL データベースです。

カウチDB

ドキュメント指向データベースである CouchDB は、直感的な HTTP/JSON API を使用し、ビッグデータからモバイル、Web まで、あらゆるアプリケーション領域に適用できます。

ネオ4j

Neo4j を使用すると、データをクラウドベースの NoSQL グラフ データベースに統合できます。 最も重要なのは、さまざまなデータ セット間の関係をグラフィカルに表現し、パターンを識別できることです。

レディス

キーバリューデータベース Redis は、メモリ内データベースです。 パフォーマンスを向上させるためにデータを直接キャッシュに保存します。

モンゴDB

MongoDB は長年にわたり最も人気のある NoSQL データベースの 1 つです。 データベースは C++ プログラミング言語で記述されており、ドキュメント指向で動作し、情報を BSON 形式 (バイナリ JSON) で保存します。