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De acordo com o ranking DB-Engines, quatro dos mais populares sistemas de gerenciamento de bancos de dados são do tipo relacional. Eles ocupam a maior parte do mercado - por isso, muitas vezes eles são também os únicos que um iniciante conhece. Por outro lado, existem diversos tipos de bancos de dados, cada um representando uma maneira diferente de tratar o armazenamento de dados.
Compreender suas diferenças e pontos de venda únicos é crucial para fazer a escolha certa. Preparamos um guia detalhado sobre tipos de bancos de dados para ajudá-lo a conhecer suas opções como a palma de sua mão.
Tabela de Conteúdo
- 1. O que veio antes do Banco de Dados moderno
- 2. Banco de dados relacional vs. Banco de dados não-relacional
- 2.1. Bancos de dados orientados a documentos
- 2.2. Bancos de dados de chave-valor
- 2.3. Bancos de dados em grafos
- 2.4. Bancos de dados orientado a colunas
- 3. Tipos de Bancos de Dados: O que vem a seguir?
O que veio antes do Banco de Dados moderno
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Os primeiros tipos de bancos de dados tinham recursos bastante limitados. No início, os entusiastas de computadores usavam o que eles chamavam de bancos de dados planos, que eram basicamente arquivos de texto simples. Isto significa que os dados têm que ser de um formato textual e ter um tamanho modesto. Para marcar o início de cada novo campo, o programador tinha que digitar um delimitador - um caractere especial, escolhido para definir a borda (por exemplo, uma vírgula ou dois pontos). Como não há relações entre os campos, um banco de dados plano é difícil de pesquisar e navegar. No entanto, ele funciona para uma pequena quantidade de dados que só precisa ser lida e não manipulada. Para ver exemplos básicos de bancos de dados deste tipo, consulte os arquivos CSV (Comma Separated Values).
Nos anos 60, a IBM introduziu os bancos de dados hierárquicos. Como o próprio nome sugere, os registros são conectados por uma estrutura ramificada, baseada nas relações pai-filho. Um item só pode ter um dos pais, enquanto um dos pais pode ter vários filhos. Este foi o primeiro passo em direção aos bancos de dados relacionais. Contudo, a implicação da relação hierárquica não funciona bem para todos os tipos de registros, tornando difícil a organização dos dados em alguns casos. Para resolver isto, uma década depois, Charles William Bachman III apresentou um modelo mais flexível chamado bancos de dados em rede. Eles ainda tinham uma estrutura em árvore, mas agora os filhos também poderiam ter vários pais. Porém, agora os bancos de dados em rede estão praticamente extintas: a maioria das empresas que as utilizavam saltou para o comboio dos bancos de dados relacionais assim que ele chegou.
Banco de dados relacional vs. Banco de dados não-relacional
Quando olhamos para os tipos modernos de bancos de dados, os relacionais são claramente os mais proeminentes. Edgar F. Codd cunhou o termo em 1962, enquanto trabalhava na IBM. MySQL, PostgreSQL, ou SQL Server são todos grandes exemplos de bancos de dados relacionais. Seus nomes também contêm uma dica: para acessar e manipular os dados, você precisa conhecer SQL (Structured Query Language ou, em português, Linguagem de Consulta Estruturada). A SQL tem padrões bem estabelecidos e permite que seus dados sejam facilmente portáveis.
Ao utilizar bancos de dados relacionais, você pode armazenar os dados em tabelas que consistem de colunas e linhas. Cada linha representa um registro individual, e uma coluna representa um campo com um tipo de dado atribuído a ele. As tabelas que contêm informações relacionadas podem ser ligadas com chaves primárias e externas.
Agora, nos últimos anos, os bancos de dados não-relacionais também têm experimentado um aumento impressionante. A principal razão para isso é a crescente necessidade de armazenamento de dados não estruturados. Na era dos grandes dados, muitas vezes precisamos lidar com a diversidade de informações. Os dados agora também podem ser imagens, vídeos e até mesmo postagens em redes de mídia social. Para trabalhar com dados não tabulares, você precisa de um banco de dados não-relacional. Os desenvolvedores às vezes se referem a eles como bancos de dados NoSQL: ao contrário dos relacionais, eles não suportam consultas SQL.
Existem quatro tipos de bancos de dados que não utilizam o modelo relacional. Com base na sua escolha, você pode armazenar seus dados como documentos, pares de valores-chave, gráficos ou famílias de colunas.
Bancos de dados orientados a documentos
Em bancos de dados orientados a documentos (que muitas vezes são simplesmente chamados de armazenamento por documentos), os dados são mantidos em coleções de documentos, geralmente usando os formatos JSON, XML ou BSON. Um registro pode conter tantos dados quanto você precisar, em qualquer tipo de dados (ou tipos) que você preferir - não existem restrições. Existe uma determinada estrutura interna dentro de um único documento; porém, ela pode diferir de um documento para o outro. Você também pode fazer nesting.
De todos os tipos não-relacionais de bancos de dados, o armazenamento por documentos é o mais popular. O melhor exemplo poderia ser o MongoDB, que atualmente tem mais de 400 milhões de downloads em todo o mundo. Inicialmente lançado em 2008, ele é agora utilizado por gigantes da indústria como Barclays e Bosch. Os desenvolvedores gostam de sua curva de aprendizado suave e agilidade superior. Você pode usar uma versão comunitária gratuita e uma versão Enterprise paga - ambas rodam em Windows, Linux e MacOS.
Bancos de dados de chave-valor
Como o próprio nome sugere, cada registro neste tipo de banco de dados não-relacional tem uma chave e um valor. De forma semelhante a um dicionário, a chave pode ser usada para identificar o valor. É realmente simples assim. Os desenvolvedores usam principalmente bancos de dados de chave-valor quando os dados com os quais estão lidando não são muito complexos e a velocidade é uma prioridade. Por exemplo, é uma ótima escolha para armazenar dados de configuração.
Os dados armazenados não recebem nenhum schema e o próprio banco de dados é muito mais leve quando comparado a um banco de dados relacional. Isto também o torna um dos melhores tipos de bancos de dados para incorporação. No ano de 2023, o banco de dados de chave-valor mais popular é o Redis. Também foi eleito o banco de dados mais amado na pesquisa anual StackOverflow por três anos consecutivos (2017, 2018, e 2023).
Bancos de dados em grafos
Usando bancos de dados em grafo, você tem dois tipos de dados para tratar. Os nós representam os itens do banco de dados e os edges definem suas relações, também chamados de grafos. À primeira vista, os bancos de dados em grafos parecem semelhantes aos antigos bancos de dados em rede e, mesmo assim, ainda existe uma diferença. Os bancos de dados em rede deixaram a desejar em termos de abstração, que é modelada muito mais profissionalmente em bancos de dados em grafos como o Neo4J ou o Dgraph.
De todos os tipos de bancos de dados, esta é a melhor opção nos casos em que as relações e suas análises são prioritárias. Entretanto, os bancos de dados em grafos têm uma clara desvantagem: mesmo que você precise de uma linguagem de consulta para acessar os dados, você não pode usar nem SQL nem qualquer outra abordagem universalmente adotada. A falta de padronização significa que a maioria das linguagens de consulta só pode ser usada em um ou alguns tipos de bancos de dados em grafos.
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Bancos de dados orientado a colunas
O último dos tipos de bancos de dados não-relacionais é chamado de banco de dados orientado a colunas, um banco de dados de família de colunas ou um amplo armazenamento de colunas. O que os torna uma boa opção para o manuseio de grandes dados é o desempenho rápido, a compressão eficiente dos dados e a grande escalabilidade.
Ao invés de um schema encontrado em bancos de dados relacionais, os bancos de dados orientados a colunas utilizam o keyspace para armazenar as famílias de colunas. Similar a uma tabela, uma família de colunas contém colunas e linhas. Ainda assim, há uma clara diferença: neste caso, uma coluna não se estende através de todas as linhas. Em vez disso, ela está contida em uma linha, o que também significa que linhas diferentes podem ter colunas diferentes. Além das colunas, cada linha também tem um identificador, chamado de chave e cada coluna contém um nome, um valor e um carimbo de data e hora. Alguns bons exemplos de bancos de dados usando o modelo de família de colunas são Cassandra, Vertica, e Druid.
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Tipos de Bancos de Dados: O que vem a seguir?
Em 2011, Matthew Aslett foi o primeiro a usar o termo NewSQL. O que ele quer dizer é a mais nova geração de soluções de armazenamento de dados: aquelas que combinam a escalabilidade do NoSQL com a conformidade ACID de bancos de dados relacionais. ACID significa Atomicidade, Consistência, Isolamento e Durabilidade - os princípios mais cruciais para o armazenamento de dados. Uma maneira de conseguir o melhor dos dois mundos é se livrar do ideal de propósito geral e tentar lidar perfeitamente com uma tarefa - por exemplo, o MemSQL lida especificamente com análise em cluster.
De acordo com o The Economist, os dados são o novo petróleo - portanto, é natural que as opções de tipos de bancos de dados continuem crescendo constantemente. Embora os bancos de dados relacionais ainda sejam os mais populares, casos diferentes requerem ferramentas diferentes. Esperamos que nosso guia detalhado tenha esclarecido este assunto - afinal, a compreensão de vários tipos de bancos de dados torna mais fácil fazer uma escolha melhor.
Referências Científicas
Sobre os Especialistas e Analistas do Artigo
