Datenbanken für Ihre Anwendung: Analyse der besten modernen Lösungen

Die Methoden der Datenverwaltung sind ein wichtiger Faktor, der vom Grad der Interaktion des Benutzers mit der Anwendung abhängt. Die Geschwindigkeit des Empfangs, der Verarbeitung und der Übermittlung von Daten sowie die Zuverlässigkeit ihres Schutzes sind der Schlüssel für den Betrieb eines Produkts. Daher bestimmt die richtige Wahl der Datenbank die Sicherheit der Informationen und den Komfort bei der Nutzung der Anwendung.

Faktoren für die Wahl der Datenbank

Die Datenbank speichert und organisiert alle Daten, die von einem Programm erfasst werden. Die bequeme Verwaltung erfolgt mit DBMS, einer speziellen Software. Bei über 350 Datenbanken auf dem Markt ist die Wahl des richtigen Tools keine leichte Aufgabe. Damit die Datenbank nützlich und in der Lage ist, die Aufgaben zu lösen, sollten Sie die folgenden Faktoren als eine Art Leitfaden betrachten:

• Anzahl der Benutzer, die gleichzeitig auf das Programm zugreifen dürfen;
• Was ist wichtiger - Datensicherheit oder Programmleistung;
• Ob Skalierbarkeit für die Zukunft in Betracht gezogen wird;
• Aussichten auf den Einsatz innovativer Technologien in der Anwendung, wie maschinelles Lernen oder künstliche Intelligenz;
• die Notwendigkeit, andere Lösungen zu integrieren - Business Intelligence Tools;
• Sonstige Anforderungen an die Datenbank usw.

Merkmale von mehr als 360 Datenbanken im Detail finden Sie hier: Die Bewertung umfasst relationale DBMS, Key-Value-Stores, Dokumentenspeicher, DBMS-Zeitreihen, Suchmaschinen, objektorientiert, usw.

Typen von Datenbanken

Alle Datenbanken lassen sich in zwei große Gruppen einteilen: SQL-basiert und NoSQL-basiert, d.h. relational und nicht-relational. Der Unterschied liegt in der Designstruktur, den unterstützten Datentypen und der Speichermethode. Weitere Einzelheiten dazu finden Sie unten.

SQL-Datenbanken

Eine relationale Datenbank ist ein Satz von Tabellen mit vordefinierten Beziehungen. Dieser Datenbanktyp wird am häufigsten verwendet: zur Unterstützung und für Abfragen wird die strukturierte Abfragesprache SQL verwendet. Was sind die Vorteile dieser Kategorie von DBMS?

1. Die beste Option für die Speicherung strukturierter Daten. Postleitzahlen, Kreditkartennummern, Daten, Identifikationsnummern und andere Datentypen sind mit SQL DB leicht zugänglich. Ein hohes Maß an Dokumentation, Unterstützung und Kompatibilität mit den meisten modernen Frameworks und Bibliotheken ist gewährleistet.
2. Sicherheit. Die Unterstützung der Zugriffsrechte relationaler Datenbanken mit der Möglichkeit, Daten zu lesen und zu bearbeiten, und die Kontrollierbarkeit der privilegierten Rechte schützen die Informationen vor dem Risiko des Datendiebstahls durch Dritte.

Die wichtigste Eigenschaft von SQL-Datenbanken ist die Einhaltung des ACID-Konzepts, das die Parameter Atomarität, Konsistenz, Isolation und Dauerhaftigkeit umfasst. Die Hauptsache ist, dass ACID die Möglichkeit ausschließt, dass sich zwei Transaktionen überschneiden, nämlich:

• Atomizität erlaubt es, jede Transaktion als eine Einheit zu betrachten. Wenn der Satz von Operationen nicht erfolgreich ist, wird kein Geld abgehoben;
• Konsistenz bedeutet, dass Daten in die Datenbank eingegeben werden, die allen Regeln entsprechen. Wenn die Daten nicht als echt erkannt werden, kommt es zu einer Rückgabe. Ein Schaden durch eine illegale Transaktion ist somit ausgeschlossen;
• Isolation, wenn eine Transaktion die sichere Verarbeitung von Daten gewährleistet;
• Zuverlässigkeit bedeutet vertrauliche Informationsspeicherung, auch wenn die Transaktion nicht erfolgreich war oder es einen Systemausfall gab.

Wenn die Datenbank all diese Anforderungen erfüllt, ist sie für die Speicherung von finanziellen, medizinischen und persönlichen Daten geeignet. Solche Datenbanken eignen sich z.B. für medizinische Informationssysteme.

Es gibt jedoch auch einige Nachteile von SQL-Datenbanken:

• Mangel an Flexibilität. Es ist schwieriger, mit halbstrukturierten oder unstrukturierten Daten zu arbeiten. Daher sind hohe Lasten und der Umfang der Internet-of-Things-Analysen Kontraindikationen für die Installation von SQL-basierten;
• Die Kompliziertheit der Struktur wirkt sich negativ auf den Datenaustausch zwischen großen Softwarelösungen aus. In dieser Hinsicht greifen sie oft auf die Verwendung autonomer relationaler Datenbanken zurück, wenn es um mehrere Abteilungen eines großen Projekts geht;
• Der Betrieb auf einem Server zwingt den Nutzer zum Kauf teurer Server-Hardware.

Eine der besten SQL-Datenbanken ist die PostgreSQL-Datenbank, die sich durch ihre Stabilität und Sicherheit auszeichnet. PostgreSQL ist ACID-konform. Das SDH-Team verwendet diese Datenbank häufig für die Entwicklung von Web und Mobilanwendungen.

NoSQL-basierte Datenbanken

NoSQL-basierte Datenbanken sind nicht-relationale oder verteilte Datenbanken. Dieser Datenbanktyp wurde als Alternative zu relationalen Datenbanken mit ihren Unzulänglichkeiten geschaffen. Die flexibleren und skalierbaren Programme eignen sich für die Speicherung und Verarbeitung unstrukturierter Daten (Informationen aus sozialen Netzwerken, Fotos, MP3-Dateien), die ohne Beeinträchtigung bestehender Informationen geändert werden können. Solche Datenbanken können auf mehreren Servern laufen, was die Skalierung vereinfacht und die Kosten im Vergleich zu SQL reduziert.

Was an NoSQL-basierten Datenbanken so attraktiv ist, ist ihre Fehlertoleranz. Das Hosting auf mehreren Servern bedeutet, dass der Ausfall einer Komponente nicht das gesamte System zum Absturz bringt. Gleichzeitig ist die Technologie weniger ausgereift als SQL und weniger konsistent mit dem ACID-Prinzip.

Konventionell werden alle nicht-relationalen Datenbanken in 4 Gruppen eingeteilt:

• Schlüsselwertspeicher sind der einfachste Datenbanktyp mit der Möglichkeit, Schlüsselwerte zu speichern und Standardfunktionen, um das Ergebnis zu erhalten. Dazu gehört die Redis-Datenbank. Die einfache Struktur bietet Skalierbarkeit, vor allem horizontal, wenn die Anzahl der Rechenanlagen für die Erweiterung steigt. Die Datenbank wird für das Key-Caching von Daten, die Speicherung von Kommentaren, Bewertungen, Benutzerprofilen usw. verwendet. Die Einfachheit der Datenbank kann sich jedoch auch als Nachteil erweisen: Hier ist es nicht möglich, Operationen durchzuführen, die in anderen Datenbanken möglich sind. Deshalb wird der Key-Value-Store oft in Kombination mit anderen Datenbanktypen verwendet."
• Dokumentenspeicher. Dokumentationsorientierte Datenbanken speichern Daten in einer einzigen BSON-, JSON- oder XML-Datei. Dokumente desselben Typs werden in Sammlungen und Listen gruppiert. Das Modell einer solchen Datenbank ähnelt visuell einem Baum oder Wald, in dem das Wurzelelement mit einem oder mehreren Blattelementen verbunden ist. Dokumentenspeicher sind in Sammlungen von Dokumenten organisiert, obwohl die Verwaltung großer Systeme noch komplexer werden kann. Ein wichtiger Vorteil von Dokumentenspeichern ist ihre Flexibilität, die es Ihnen ermöglicht, Inhalte zu verwalten, schnell Prototypen zu erstellen und Daten zu analysieren. Ein gutes Beispiel ist MongoDB, das auch häufig von SDH verwendet wird;
• Spaltenspeicher. Jede Spalte fungiert als logisches Datenbankarray in einer Datenbank, so dass das System leicht skalierbar und duplizierbar ist. Der Spaltenspeicher eignet sich für die Arbeit mit strukturierten und unstrukturierten Spalten, was die Analyse erleichtert. Die Verarbeitung von analytischen Operationen ist hier erfolgreich, während Transaktionen schlechter verarbeitet werden;
• Graphenspeicher. In einem Graphenspeicher ist jedes isolierte Datendokument ein Knoten. In den meisten Datenbanken ist es möglich, Funktionen zur Knotensuche durchzuführen. Die Systeme sind für Projekte mit Graphdatenstrukturen wie soziale Netzwerke optimiert.

Bei der Auswahl einer Datenbank ist es wichtig, dem Auftragnehmer zu vertrauen, der unter Berücksichtigung der spezifischen Merkmale des Produkts die beste Option vorschlagen wird.

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