20210414 - NoSql - Revisão AV1

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Prof. Giuliano Nascimento Ribeiro
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NoSql
NOSQL
NoSQL é um termo guarda-chuva, que engloba uma série de tecnologias diferentes que não são necessariamente semelhantes, mas que possuem uma característica de não ser tabular.
Dados são armazenados de forma diferente da relação linha/coluna
Tecnologias de natureza NÃO relacional.
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NOSQL
As bases de dados SQL respeitam o modelo relacional, pois baseiam-se no fato de todos os dados serem guardados em tabelas.
Temos como principais exemplos de bases de dados SQL:
SQL Server, MySQL, Firebird, Sybase, Oracle ou IBM DB2.
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NOSQL
Pelo SQL ser uma base de dados relacional temos sempre as propriedades ACID (Atomicidade, Consistência, Isolamento e Durabilidade).
Estas quatro propriedades descrevem as principais características de uma transação em SQL.
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NOSQL
Atomicidade
Uma transação deve ter todas as suas operações executadas com sucesso. 
Em caso de falha de alguma operação, é necessário proceder ao rollback.
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NOSQL
Consistência
Uma transação deve respeitar a integridade dos dados.
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NOSQL
Isolamento
Uma transação em andamento mas ainda não validada deve permanecer isolada de qualquer outra operação, ou seja, garantimos que a transação não será interferida por nenhuma outra transação concorrente.
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NOSQL
Durabilidade
Garante que o que foi salva não será perdido.
As transações com sucesso devem persistir na base de dados mesmo que haja alguma anomalia externa à mesma, ou seja, devemos sempre registar as mesmas em memória não-volátil.
Dados validados são registados pelo sistema de tal forma que mesmo no caso de uma falha e/ou reinício do sistema, os dados deve estar disponíveis em seu correto estado.
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NOSQL
NoSQL (Not Only SQL) é um termo genérico que representa os bancos de dados não relacionais.
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NOSQL
Os bancos NoSQL, diferente dos bancos tradicionais, como: Oracle, MySQL, SQL Server e outros, não são necessariamente do mesmo tipo.
Cada um adota um ou mais modelos de dados. 
Documento.
Chave e valor.
Coluna.
Grafo.
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NOSQL
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Tipos de NOSQL
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NOSQL – Tipos de Dados
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Tipos de Banco de Dados
Coluna: Accumulo, Cassandra, Druid, HBase, Vertica
Documento: Apache CouchDB, Elasticsearch, ArangoDB, BaseX, Clusterpoint, Couchbase, Cosmos DB, IBM Dominio, MarkLogic, MongoDB, OrientDB, Qizx, RethinkDB
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Tipos de Banco de Dados
Chave-valor: Aerospike, Apache Ignite, ArangoDB, Couchbase, Dynamo, FairCom c-treeACE, FoundationDB, InfinityDB, MemcacheDB, MUMPS, Oracle NoSQL Database, OrientDB, Redis, Riak, Berkeley DB, SDBM/Flat File dbm, ZooKeeper
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Tipos de Banco de Dados
Grafo: AllegroGraph, ArangoDB, InfiniteGraph, Apache Giraph, MarkLogic, Neo4J, OrientDB, Virtuoso
Multi-modelo: Apache Ignite, ArangoDB, Couchbase, FoundationDB, InfinityDB, MarkLogic, OrientDB
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Diferenças
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Diferenças
SQL
São estruturadas em linguagem de consulta(SQL) para definição e manipulação de dados.
Representado o meio mais utilizado, sendo uma escolha segura e especialmente ótima para consultas complexas.
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Diferenças
SQL – Outro Lado
Exige que você use esquemas pré-definidos para determinara estrutura de dados antes de trabalhar com eles.
Todos os seus dados devem seguir a mesma estrutura.
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SQL – Modelo Relacional
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SQL – Modelo de Classes
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Diferenças
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Diferenças
NoSQL
Uma base de dados NoSQL tem um esquema dinâmico para dados não estruturados, e o dado é armazenado em várias formas:
Orientado a coluna;
Orientado a documento;
Baseado em grafos;
Organizado como chave-valor;
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Diferenças
NoSQL
A flexibilidade permite que:
Seja criado documentos sem ter que definir sua estrutura primeiro;
Cada documentos tenha sua própria estrutura única;
A sintaxe varie de base de dados para base de dados;
Seja adicionado campos sempre que precisar.
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Diferenças
NoSQL - Particionamento horizontal é um princípio de projeto de banco de dados pelo qual as linhas de um banco de dados são armazenadas separadamente, em vez de serem quebradas em colunas (que é o que a normalização e o particionamento vertical fazem, para diferenciar extensões). 
Cada partição forma parte de um shard, que pode, por sua vez, ser instalada em um servidor de banco de dados ou localização física separados. 
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Diferenças
Um shard de banco de dados (Fragmento de banco de dados)
Representa uma partição horizontal de dados em um banco de dados ou mecanismo de busca. 
Cada partição individual é referenciada como um shard ou shard de banco de dados. 
Cada shard é armazenado em uma instância de servidor de banco de dados separada, para distribuir a carga.
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Exemplo Shard
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Teorema CAP
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Após a atualização de um dado, todos os usuários que
tem acesso a esse dado, devem acessá-lo em
tempo real.
Refere-se a capacidade de um sistema continuar operando mesmo depois uma falha na rede.
Refere-se a concepção e implementação de um sistema de modo que seja assegurado que esse permanece ativo durante um determinado período de tempo.
Empresas que utilizam
Google - Bigtable.
Amazon - Dynamo.
Yahoo - Hadoop.
Facebook - Cassandra.
Digg - Cassandra.
Twitter - Cassandra.
IBM - Cassandra.
Netflix - Cassandra.
LinkedIn - Voldemort.
BNE (Banco Nacional de Empregos)- MongoDB
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Escalabilidade
SQL – são verticalmente escaláveis, podemos aumentar o carregamento em um servidor melhorando coisas como CPU, RAM OU SSD.
NoSQL – são horizontalmente escaláveis, oferecem suporte a sharding (particionamento de dados).
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Escala
Vertical – Seria como adicionar mais andares no mesmo prédio.
Horizontal – Seria adicionar mais prédios a vizinhança.
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Escalonamento
Banco de dados NoSQL tem facilidade em realizar o escalonamento horizontal, isso quer dizer, adiciona novos servidores em Cluster.
Banco de dados relacionais tem facilidade em realizar o escalonamento vertical, isso quer dizer, adiciona recursos a uma máquina como memória e CPU.
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Documento
Os dados são armazenados como documentos.
Os documentos podem ser descritos como dados no formato de chave-valor, como por exemplo, o padrão JSON (JavaScriptObjectNotation). 
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Documento
Exemplo (MongoDB)
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Documento
Trabalhando com NoSQL
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Documento
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Documento
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Exemplos
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Formato JSON de um documento a ser gravado no MongoDB
{
 "_id" : 8,
 "nome" : “Douglas Rocha Mendes",
 “idade" : 44,
 "info" : {
 “Cidade" : “Curitiba",
 “cargo" : “Desenvolvedor"
 },
 "preferences" : [
 “Cerveja Artesanal",
 “Futebol",
 “Trilhas 4x4"
 ]
 }
Onde:
_id – Chave (PK)
No mongoDB a chave é precedida por _
BD Relacional 		MongoDB
Banco de Dados		Banco de dados
Tabela 			Coleção
LinhaDocumento
Exemplos
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"info" : {
 “Cidade" : “Curitiba",
 “cargo" : “Desenvolvedor"
},
Onde:
info – documento interno/embedded document.
Composto por novas chaves.
Utiliza o caracter {
Exemplos
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"preferences" : [
 “Cerveja Artesanal",
 “Futebol",
 “Trilhas 4x4"
 ]
 
Onde:
Preferences - Arrays
Armazena valores sobre as preferências do usuário.
Utiliza o caractere [
Exemplos
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Neste novo documento a chave preferences não foi necessária. Em BD relacional teríamos as colunas sem conteúdo. Em milhares de registros apesar de pouco espaço necessário a soma representa um grande espaço desperdiçado.
Mongo
Abrir o Mongo no Shell
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Mongo
Comandos
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Mongo
Comandos
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Mongo
Comandos
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Mongo
Comandos
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Mongo
Comandos
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Mongo
Comandos
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Mongo
Comandos
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Mongo
Comandos
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Comandos
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Comandos
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Comandos
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Comandos
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Mongo
Comandos
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Comandos
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Comandos
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Comandos
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Comandos
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Comandos
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