NoSQL je typ systému správy databází (DBMS), který je navržen tak, aby zpracovával a ukládal velké objemy nestrukturovaných a polostrukturovaných dat. Na rozdíl od tradičních relačních databází, které k ukládání dat používají tabulky s předdefinovanými schématy, databáze NoSQL využívají flexibilní datové modely, které se dokážou přizpůsobit změnám v datových strukturách a jsou schopny horizontálního škálování, aby zvládly rostoucí objemy dat.

Termín NoSQL původně označoval non-SQL nebo nerelační databáze, ale tento termín se od té doby vyvinul tak, aby neznamenal pouze SQL, protože databáze NoSQL se rozšířily o širokou škálu různých databázových architektur a datových modelů.

NoSQL databáze se obecně dělí do čtyř hlavních kategorií:

1. Databáze dokumentů: Tyto databáze ukládají data jako polostrukturované dokumenty, jako je JSON nebo XML, a lze je dotazovat pomocí dotazovacích jazyků orientovaných na dokumenty.
2. Obchody s párem klíč–hodnota: Tyto databáze ukládají data jako páry klíč-hodnota a jsou optimalizovány pro jednoduché a rychlé operace čtení/zápisu.
3. Sloupcové rodinné obchody: Tyto databáze ukládají data jako rodiny sloupců, což jsou sady sloupců, se kterými se zachází jako s jednou entitou. Jsou optimalizovány pro rychlé a efektivní dotazování na velké množství dat.
4. Databáze grafů: Tyto databáze ukládají data jako uzly a hrany a jsou navrženy tak, aby zvládaly složité vztahy mezi daty.

Databáze NoSQL se často používají v aplikacích, kde je velký objem dat, která je třeba zpracovávat a analyzovat v reálném čase, jako je analýza sociálních médií, elektronický obchod a hraní her. Lze je také použít pro další aplikace, jako jsou systémy pro správu obsahu, správa dokumentů a řízení vztahů se zákazníky.

Databáze NoSQL však nemusí být vhodné pro všechny aplikace, protože nemusí poskytovat stejnou úroveň konzistence dat a transakční záruky jako tradiční relační databáze. Při výběru systému pro správu databází je důležité pečlivě zhodnotit specifické potřeby aplikace.

NoSQL původně odkazující na ne SQL nebo nerelační je databáze, která poskytuje mechanismus pro ukládání a získávání dat. Tato data jsou modelována jinými prostředky, než jsou tabulkové vztahy používané v relačních databázích. Takové databáze vznikly koncem 60. let 20. století , ale nezískal přezdívku NoSQL až do nárůstu popularity na počátku dvacátého prvního století. NoSQL databáze se používají ve webových aplikacích v reálném čase a velkých datech a jejich využití se postupem času zvyšuje.

• Systémy NoSQL se také někdy nazývají nejen SQL, aby se zdůraznila skutečnost, že mohou podporovat dotazovací jazyky podobné SQL. NoSQL databáze zahrnuje jednoduchost návrhu, jednodušší horizontální škálování na clustery strojů, má a lepší kontrolu nad dostupností. Datové struktury používané databázemi NoSQL se liší od struktur používaných ve výchozím nastavení v relačních databázích, což zrychluje některé operace v NoSQL. Vhodnost dané NoSQL databáze závisí na problému, který by měla řešit.
• NoSQL databáze, známé také jako nejen SQL databáze, jsou novým typem systému správy databází, který má , získal v posledních letech na popularitě. Na rozdíl od tradičních relačních databází jsou databáze NoSQL navrženy tak, aby zpracovávaly velké množství nestrukturovaných nebo polostrukturovaných dat a dokáží se přizpůsobit dynamickým změnám datového modelu. Díky tomu jsou databáze NoSQL vhodné pro moderní webové aplikace, analýzy v reálném čase a zpracování velkých dat.
• Datové struktury používané databázemi NoSQL jsou někdy také považovány za flexibilnější než tabulky relačních databází. Mnoho obchodů NoSQL kompromituje konzistenci ve prospěch dostupnosti, rychlosti, , a toleranci rozdělení. Překážky bránící většímu přijetí obchodů NoSQL zahrnují používání nízkoúrovňových dotazovacích jazyků, nedostatek standardizovaných rozhraní a obrovské předchozí investice do stávajících relačních databází.
• Většina obchodů NoSQL postrádá skutečné transakce ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability), ale několik databází, jako je MarkLogic, Aerospike, FairCom c-treeACE, Google Spanner (ačkoli technicky databáze NewSQL), Symas LMDB a OrientDB je vytvořilo. ústřední pro jejich návrhy.
• Většina databází NoSQL nabízí koncept konečné konzistence, ve které se změny databáze šíří do všech uzlů, takže dotazy na data nemusí okamžitě vrátit aktualizovaná data nebo mohou vést ke čtení dat, která nejsou přesná, což je problém známý jako zastaralé čtení. Taky, má některé systémy NoSQL mohou vykazovat ztracené zápisy a jiné formy ztráty dat. Některé systémy NoSQL poskytují koncepty, jako je protokolování napřed, aby se zabránilo ztrátě dat.
• Jednoduchým příkladem databáze NoSQL je databáze dokumentů. V databázi dokumentů jsou data uložena spíše v dokumentech než v tabulkách. Každý dokument může obsahovat jinou sadu polí, což usnadňuje přizpůsobení měnícím se požadavkům na data
• Vezměme si například databázi, která uchovává data o zaměstnancích. V relační databázi mohou být tyto informace uloženy v tabulkách, s jednou tabulkou pro informace o zaměstnancích a další tabulkou pro informace oddělení. V databázi dokumentů by byl každý zaměstnanec uložen jako samostatný dokument se všemi jeho informacemi obsaženými v dokumentu.
• NoSQL databáze jsou relativně novým typem systému správy databází, který má A si v posledních letech získaly oblibu díky své škálovatelnosti a flexibilitě. Jsou navrženy tak, aby zpracovávaly velké množství nestrukturovaných nebo polostrukturovaných dat a dokážou zvládnout dynamické změny datového modelu. Díky tomu jsou databáze NoSQL vhodné pro moderní webové aplikace, analýzy v reálném čase a zpracování velkých dat.

Klíčové vlastnosti NoSQL:

1. Dynamické schéma: Databáze NoSQL nemají pevné schéma a mohou se přizpůsobit měnícím se datovým strukturám bez nutnosti migrace nebo změn schématu.
2. Horizontální škálovatelnost: Databáze NoSQL jsou navrženy tak, aby se škálovaly přidáním více uzlů do databázového clusteru, takže jsou vhodné pro zpracování velkého množství dat a vysoké úrovně provozu.
3. Na základě dokumentu: Některé databáze NoSQL, jako je MongoDB, používají datový model založený na dokumentech, kde jsou data uložena v polostrukturovaném formátu bez schématu, jako je JSON nebo BSON.
4. Na základě párů klíč–hodnota: Jiné databáze NoSQL, jako je Redis, používají datový model klíč-hodnota, kde jsou data uložena jako kolekce párů klíč-hodnota.
5. Na základě sloupců: Některé databáze NoSQL, jako je Cassandra, používají datový model založený na sloupcích, kde jsou data organizována do sloupců namísto řádků.
6. Distribuované a vysoká dostupnost: Databáze NoSQL jsou často navrženy tak, aby byly vysoce dostupné a aby automaticky řešily selhání uzlů a replikaci dat napříč více uzly v databázovém clusteru.
7. Flexibilita: Databáze NoSQL umožňují vývojářům ukládat a získávat data flexibilním a dynamickým způsobem s podporou více typů dat a změnou datových struktur.
8. Výkon: Databáze NoSQL jsou optimalizovány pro vysoký výkon a zvládnou velký objem čtení a zápisů, díky čemuž jsou vhodné pro velká data a aplikace v reálném čase.

Výhody NoSQL: Práce s databázemi NoSQL, jako jsou MongoDB a Cassandra, má mnoho výhod. Hlavními výhodami jsou vysoká škálovatelnost a vysoká dostupnost.

1. Vysoká škálovatelnost: Databáze NoSQL používají sharding pro horizontální škálování. Rozdělení dat a jejich umístění na více počítačů tak, aby bylo zachováno pořadí dat, je sharding. Vertikální škálování znamená přidání více zdrojů do stávajícího stroje, zatímco horizontální škálování znamená přidání více strojů pro zpracování dat. Vertikální škálování není tak snadné implementovat, ale horizontální škálování je snadné implementovat. Příklady horizontálně škálovatelných databází jsou MongoDB, Cassandra atd. NoSQL dokáže zpracovat obrovské množství dat díky škálovatelnosti, protože data rostou, škálování NoSQL Auto aby s těmito údaji nakládala efektivně.
2. Flexibilita: Databáze NoSQL jsou navrženy tak, aby zpracovávaly nestrukturovaná nebo polostrukturovaná data, což znamená, že se mohou přizpůsobit dynamickým změnám datového modelu. Díky tomu jsou databáze NoSQL vhodné pro aplikace, které potřebují zvládnout měnící se požadavky na data.
3. Vysoká dostupnost: Auto , funkce replikace v NoSQL databázích ji činí vysoce dostupnou, protože v případě jakéhokoli selhání se data replikují do předchozího konzistentního stavu.
4. Škálovatelnost: Databáze NoSQL jsou vysoce škálovatelné, což znamená, že mohou snadno zpracovat velké množství dat a provozu. Díky tomu jsou vhodné pro aplikace, které potřebují zpracovávat velké množství dat nebo provozu
5. Výkon: Databáze NoSQL jsou navrženy pro zpracování velkého množství dat a provozu, což znamená, že mohou nabídnout lepší výkon ve srovnání s tradičními relačními databázemi.
6. Efektivita nákladů: Databáze NoSQL jsou často nákladově efektivnější než tradiční relační databáze, protože jsou obvykle méně složité a nevyžadují drahý hardware ani software.
7. Hbitost: Ideální pro agilní vývoj.

Nevýhody NoSQL: NoSQL má následující nevýhody.

1. Nedostatek standardizace: Existuje mnoho různých typů databází NoSQL, z nichž každá má své vlastní jedinečné silné a slabé stránky. Tento nedostatek standardizace může ztížit výběr správné databáze pro konkrétní aplikaci
2. Nedostatek souladu s ACID: Databáze NoSQL nejsou plně kompatibilní s ACID, což znamená, že nezaručují konzistenci, integritu a trvanlivost dat. To může být nevýhodou pro aplikace, které vyžadují silné záruky konzistence dat.
3. Úzké zaměření: Databáze NoSQL mají velmi úzké zaměření, protože jsou určeny hlavně pro ukládání, ale poskytují velmi málo funkcí. Relační databáze jsou v oblasti Transaction Managementu lepší volbou než NoSQL.
4. Open-source: NoSQL je databáze open-source databáze. Pro NoSQL zatím neexistuje žádný spolehlivý standard. Jinými slovy, dva databázové systémy budou pravděpodobně nerovné.
5. Nedostatek podpory pro složité dotazy: Databáze NoSQL nejsou navrženy pro zpracování složitých dotazů, což znamená, že nejsou vhodné pro aplikace, které vyžadují komplexní analýzu dat nebo vytváření sestav.
6. Nedostatek zralosti: NoSQL databáze jsou relativně nové a postrádají vyspělost tradičních relačních databází. To je může učinit méně spolehlivými a méně bezpečnými než tradiční databáze.
7. Manažerská výzva: Smyslem nástrojů pro velká data je co nejvíce zjednodušit správu velkého množství dat. Ale není to tak snadné. Správa dat v NoSQL je mnohem složitější než v relační databázi. Zejména NoSQL má pověst náročné instalace a ještě hektičtější každodenní správy.
8. GUI není k dispozici: Nástroje režimu GUI pro přístup k databázi nejsou na trhu flexibilně dostupné.
9. Záloha: Zálohování je velkým slabým místem pro některé databáze NoSQL, jako je MongoDB. MongoDB nemá žádný přístup k zálohování dat konzistentním způsobem.
10. Velký formát dokumentu: Některé databázové systémy jako MongoDB a CouchDB ukládají data ve formátu JSON. To znamená, že dokumenty jsou poměrně velké (BigData, šířka pásma sítě, rychlost) a mít popisné názvy klíčů ve skutečnosti bolí, protože zvětšují velikost dokumentu.

Typy NoSQL databáze: Typy NoSQL databází a název databázového systému, který spadá do této kategorie, jsou:

1. Databáze grafů : Příklady – Amazon Neptune, Neo4j
2. Úložiště klíčových hodnot: Příklady – Memcached, Redis, Coherence
3. Sloupec: Příklady – Hbase, Big Table, Accumulo
4. Na základě dokumentu: Příklady – MongoDB, CouchDB, Cloudant

Kdy je vhodné použít NoSQL:

1. Když je potřeba uložit a načíst obrovské množství dat.
2. Vztah mezi daty, která ukládáte, není tak důležitý
3. Data se v průběhu času mění a nejsou strukturovaná.
4. Podpora omezení a spojení není vyžadována na úrovni databáze
5. Data neustále rostou a vy musíte databázi pravidelně škálovat, abyste s nimi mohli pracovat.

Závěrem lze říci, že databáze NoSQL nabízejí oproti tradičním relačním databázím několik výhod, jako je škálovatelnost, flexibilita a nákladová efektivita. Mají však také několik nevýhod, jako je nedostatek standardizace, nedostatečná shoda s ACID a nedostatek podpory pro složité dotazy. Při výběru databáze pro konkrétní aplikaci je důležité pečlivě zvážit výhody a nevýhody, abyste určili nejvhodnější.