Base de datos no relacional. ¿Qué es? Características y ejemplos

Una base de datos no relacional es un sistema de almacenamiento de datos que cuenta con particularidades que las diferencian del otro gran grupo de bases de datos, esto es, las relacionales. En este artículo vemos en qué consiste una base de datos relacional y cuáles son sus principales características y ventajas.

¿Qué es una base de datos no relacional? ¿Definición?

Las bases de datos no relacionales son un sistema de almacenamiento de información que se caracteriza por no usar el lenguaje SQL para las consultas. Esto no significa que no puedan usar el lenguaje SQL, pero no lo hacen como herramienta de consulta, sino como apoyo. Por ello también se les suele llamar NoSQL o «no solo SQL».

Otra de sus principales características es que no trabajan con estructuras definidas. Es decir, los datos no se almacenan en tablas, y la información tampoco se organiza en registros o campos.

Tienen una gran escalabilidad y están pensadas para la gestión de grandes volúmenes de datos. Por otro lado, a diferencia de las bases de datos relacionales no cumple con el estándar ACID de atomicidad, consistencia, aislamiento y durabilidad.

Las bases de datos no relacionales son más actuales que las relacionales, y su desarrollo se ha basado en la necesidad de crear sistemas de gestión capaces de trabajar con datos no estructurados o semi-estructurados.

Características y funciones a tener en cuenta

Las principales características de una base de datos no relacional son las siguientes:

• La información no se almacena en tablas sino a través de documentos.
• Son bases de datos muy útiles para organizar y gestionar información no estructurada, o cuando no se tiene una noción clara de los datos a almacenar.
• Son bases de datos con alto grado de escalabilidad y están diseñadas para soportar grandes volúmenes de datos.
• No utilizan el lenguaje SQL para consultas, aunque sí lo pueden usar como herramienta de apoyo.
• Es un sistema de almacenamiento de datos relativamente nuevo, y como tal, todavía no posee un sistema estandarizado.
• A diferencia de las no relacionales, no garantizan el cumplimiento de las cualidades ACID, esto es, atomicidad, consistencia, integridad y durabilidad.

Ventajas y desventajas

Una base de datos relacional tiene ciertas particularidades que las distinguen del resto, lo cual se traduce en una serie de ventajas y desventajas.

Ventajas

Estas son las principales ventajas de una base de datos no relacional:

• Son mucho más flexibles a la hora de crear esquemas de información, lo que las convierte en una solución ideal para el almacenamiento y gestión de datos no estructurados o semiestructurados.
• Ofrecen una mayor escalabilidad. Pueden soportar mayores volúmenes de datos y añadir mayor capacidad añadiendo nuevos módulos de software, sin necesidad de añadir nuevos servidores.
• Garantizan un alto rendimiento, ya que están diseñadas para trabajar con modelos de datos concretos y patrones de acceso específicos.
• Son muy funcionales, ya que cuentan con API exclusivas y proporcionan modelos de datos para trabajar con cada tipo de datos presentes en la base.

Desventajas

Por su parte, las principales desventajas de una base de datos no relacional son las siguientes:

• No cumplen igual que las relacionales con las propiedades de atomicidad, consistencia, integridad y durabilidad.
• No son compatibles con determinadas consultas en lenguaje SQL.
• Carecen de un sistema estandarizado ya que todavía son bases de datos relativamente nuevas.
• Muchos sistemas de gestión de bases de datos relacionales son de código abierto y tienen una gran comunidad detrás programando soluciones y nuevas funcionalidades. En el caso de las bases de datos no relacionales este soporte es mucho más limitado.

Tipos

Existen diferentes tipos de bases de datos no relacionales, en función del método que emplean para almacenar la información. Veamos algunos de ellos.

Clave-valor

Se trata de bases de datos no relacionales que almacenan la información en base a pares de clave valor. Es decir, cada clave sirve como un identificador único, y a cada una de ellas se le aplica un valor. Son especialmente usadas a la hora de almacenar datos de juegos, aplicaciones o aparatos que funcionan mediante el internet de las cosas (IoT).

¿Cómo funcionan y para qué sirven?

¿Para qué sirve una base de datos no relacional? Principalmente, las bases de datos no relacionales se emplean para almacenar datos no estructurados, o de los que no se tienen ningún esquema o información predefinida. Sin embargo, también pueden ser empleados para el almacenamiento y gestión de datos estructurados. Veamos un ejemplo de cómo funcionaría el almacenamiento de datos en una base de datos no relacional y en una base de datos relacional.

Tomemos como ejemplo una base de datos en la que se van a almacenar DVDs de películas. Estos podrían almacenarse según el título de la película, fecha de estreno, género, director, etc.

• En una base de datos relacional, cada película sería un registro y ocuparía una de las filas de la tabla. Por su parte, los diferentes datos almacenados sobre cada película (título, fecha de estreno, género o director) se organizarían en campos, que corresponderían a las columnas de la tabla.
• Sin embargo, en una base de datos NoSQL o no relacional cada registro de una película se almacena como un único documento ISON. Todos los atributos o características de cada película (título, fecha de estreno, género y director) se almacenan en un solo documento, Es decir, este almacenamiento de datos está preparado para ofrecer una mayor escalabilidad horizontal y un desarrollo más intuitivo.

Por tanto, el funcionamiento de una base de datos no relacional deja de lado el uso de tablas, de forma que cada elemento se guarda en documentos que ya incluyen todos sus atributos.

Estructura

Como ya hemos señalado a lo largo del artículo, una base de datos no relacional no requiere de tablas para el almacenamiento de la información.

Normalmente la estructura de una base de datos relacional se basa la organización de la información a través de documentos. Este tipo de databases están pensadas para ofrecer mayor escalabilidad horizontal y no tienen identificadores que permitan establecer relaciones entre diferentes conjuntos de datos.

Cada uno de los documentos almacenados en la base de datos incluye todos los atributos del elemento, por lo que resultan muy útiles a la hora de guardar información poco estructurada o de la que no se tiene un esquema claro de inicio.

Base de datos no relacional vs relacional

Las principales diferencias entre las bases de datos relacionales y no relacionales son las siguientes:

• En las bases de datos relacionales la información se organiza de forma estructurada en tablas; en las no relacionales no es así.
• Una base de datos no relacional no usa el lenguaje SQL como lenguaje principal para sus consultas.
• Las bases de datos no relacionales se emplean sobre todo para almacenar datos no estructurados o semiestructurados.
• Una base de datos relacional no cumple con las propiedades ACID con la misma eficacia que una base de datos relacional
• La escalabilidad es mayor en una base de datos no relacional, y también están preparadas para soportar mayor volumen de datos.
• Las bases de datos no relacionales o NoSQL también ofrecen una mayor flexibilidad y escalabilidad horizontal.
• A diferencia de las relacionales, las bases de datos no relacionales todavía no disponen de un lebguaje estandarizado (SQL).
• El soporte de la comunidad es mejor en el caso de las bases no relacionales.

Ejemplo

Imagina que se han enviado varios robots a la luna con el objetivo de encontrar nuevos materiales o para elaborar informes de sus descubrimientos durante su misión espacial. Evidentemente, no se tiene ninguna certeza sobre lo que se puedan encontrar. Cada uno de estos robots tiene incorporados unos sensores para reconocer aquello que se van encontrando, y envían informes cada 24 horas indicando qué han encontrado, además de la fecha o localización del descubrimiento.

Entonces, uno de estos robots podría almacenar la información en una base de datos, la cual se podría organziar de la siguiente maners,

{
«robot_id»:1, (la máquina o robot que ha hecho el descubrimiento)
«timestamp»:149992693000, (la fecha y hora en la que ocurrió determinado evento)
«coordenadas»:»75988823.567, 55375867.098, 12676444.311″, (los lugares donde se realizaron las búsquedas)
«encontrado»:[
«mineral»,
«mineral»,
«agua»,
], (los elementos u objetos encontrados por el robot)
«temperatura»:{
«min»:-50,
«max»:-49
}, (temperatura recogida por los sensores)
«ruido»:{
«min»:72,
«max»:4549
} (ruido recogido por los sensores)
}

Para terminar, cabe decir que las bases de datos no estructurales son cada vez más utilizadas ya que permiten almacenar datos de los cuáles no se tiene una estructura clara y que serían casi imposibles de organizar en una base relacional.

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