NoSQL è un tipo di sistema di gestione di database (DBMS) progettato per gestire e archiviare grandi volumi di dati non strutturati e semistrutturati. A differenza dei database relazionali tradizionali che utilizzano tabelle con schemi predefiniti per archiviare i dati, i database NoSQL utilizzano modelli di dati flessibili che possono adattarsi ai cambiamenti nelle strutture dei dati e sono in grado di scalare orizzontalmente per gestire quantità crescenti di dati.

Il termine NoSQL originariamente si riferiva a database non SQL o non relazionali, ma da allora il termine si è evoluto per indicare non solo SQL, poiché i database NoSQL si sono espansi per includere un'ampia gamma di diverse architetture di database e modelli di dati.

I database NoSQL sono generalmente classificati in quattro categorie principali:

1. Banche dati di documenti: Questi database archiviano i dati come documenti semistrutturati, come JSON o XML, e possono essere interrogati utilizzando linguaggi di query orientati ai documenti.
2. Negozi di valori-chiave: Questi database archiviano i dati come coppie chiave-valore e sono ottimizzati per operazioni di lettura/scrittura semplici e veloci.
3. Negozi della famiglia di colonne: Questi database archiviano i dati come famiglie di colonne, ovvero insiemi di colonne trattate come una singola entità. Sono ottimizzati per l'interrogazione rapida ed efficiente di grandi quantità di dati.
4. Database grafici: Questi database archiviano i dati come nodi e bordi e sono progettati per gestire relazioni complesse tra i dati.

I database NoSQL vengono spesso utilizzati in applicazioni in cui è presente un volume elevato di dati che devono essere elaborati e analizzati in tempo reale, come l'analisi dei social media, l'e-commerce e i giochi. Possono essere utilizzati anche per altre applicazioni, come sistemi di gestione dei contenuti, gestione dei documenti e gestione delle relazioni con i clienti.

Tuttavia, i database NoSQL potrebbero non essere adatti a tutte le applicazioni, poiché potrebbero non fornire lo stesso livello di coerenza dei dati e garanzie transazionali dei database relazionali tradizionali. È importante valutare attentamente le esigenze specifiche di un'applicazione quando si sceglie un sistema di gestione di database.

NoSQL originariamente riferito a non SQL o non relazionale è un database che fornisce un meccanismo per l'archiviazione e il recupero dei dati. Questi dati sono modellati con mezzi diversi dalle relazioni tabulari utilizzate nei database relazionali. Tali database sono nati alla fine degli anni '60 , ma non ottenne il soprannome di NoSQL fino all'ondata di popolarità all'inizio del ventunesimo secolo. I database NoSQL vengono utilizzati nelle applicazioni Web in tempo reale e nei big data e il loro utilizzo è in aumento nel tempo.

• I sistemi NoSQL sono talvolta chiamati anche Non solo SQL per sottolineare il fatto che possono supportare linguaggi di query simili a SQL. Un database NoSQL include semplicità di progettazione, scalabilità orizzontale più semplice su cluster di macchine, ha e un controllo più preciso sulla disponibilità. Le strutture dati utilizzate dai database NoSQL sono diverse da quelle utilizzate per impostazione predefinita nei database relazionali, il che rende alcune operazioni più veloci in NoSQL. L'idoneità di un determinato database NoSQL dipende dal problema che deve risolvere.
• I database NoSQL, noti anche come database non solo SQL, sono un nuovo tipo di sistema di gestione di database dotato di , guadagnato popolarità negli ultimi anni. A differenza dei database relazionali tradizionali, i database NoSQL sono progettati per gestire grandi quantità di dati non strutturati o semistrutturati e possono accogliere modifiche dinamiche al modello di dati. Ciò rende i database NoSQL ideali per le moderne applicazioni Web, l'analisi in tempo reale e l'elaborazione di big data.
• Le strutture dati utilizzate dai database NoSQL sono talvolta viste anche come più flessibili rispetto alle tabelle dei database relazionali. Molti archivi NoSQL compromettono la coerenza a favore di disponibilità, velocità, , e tolleranza alla partizione. Gli ostacoli a una maggiore adozione degli archivi NoSQL includono l’uso di linguaggi di query di basso livello, la mancanza di interfacce standardizzate e ingenti investimenti precedenti nei database relazionali esistenti.
• La maggior parte degli archivi NoSQL non dispone di vere transazioni ACID (Atomicità, Coerenza, Isolamento, Durabilità), ma alcuni database, come MarkLogic, Aerospike, FairCom c-treeACE, Google Spanner (anche se tecnicamente un database NewSQL), Symas LMDB e OrientDB le hanno rese centrale nei loro progetti.
• La maggior parte dei database NoSQL offre un concetto di coerenza finale in cui le modifiche del database vengono propagate a tutti i nodi, pertanto le query per i dati potrebbero non restituire dati aggiornati immediatamente o potrebbero comportare la lettura di dati non accurati, un problema noto come letture obsolete. Anche, ha alcuni sistemi NoSQL potrebbero presentare scritture perse e altre forme di perdita di dati. Alcuni sistemi NoSQL forniscono concetti come la registrazione write-ahead per evitare la perdita di dati.
• Un semplice esempio di database NoSQL è un database di documenti. In un database di documenti, i dati vengono archiviati in documenti anziché in tabelle. Ogni documento può contenere un diverso insieme di campi, facilitando la gestione dei cambiamenti dei requisiti relativi ai dati
• Prendiamo ad esempio un database che contiene dati relativi ai dipendenti. In un database relazionale, queste informazioni potrebbero essere archiviate in tabelle, con una tabella per le informazioni sui dipendenti e un'altra tabella per le informazioni sul dipartimento. In un database di documenti, ogni dipendente verrebbe archiviato come un documento separato, con tutte le informazioni contenute nel documento.
• I database NoSQL sono un tipo relativamente nuovo di sistema di gestione di database dotato di UN hanno guadagnato popolarità negli ultimi anni grazie alla loro scalabilità e flessibilità. Sono progettati per gestire grandi quantità di dati non strutturati o semistrutturati e possono gestire modifiche dinamiche al modello di dati. Ciò rende i database NoSQL ideali per le moderne applicazioni Web, l'analisi in tempo reale e l'elaborazione di big data.

Caratteristiche principali di NoSQL:

1. Schema dinamico: I database NoSQL non hanno uno schema fisso e possono adattarsi a strutture di dati mutevoli senza la necessità di migrazioni o alterazioni dello schema.
2. Scalabilità orizzontale: I database NoSQL sono progettati per essere scalabili aggiungendo più nodi a un cluster di database, rendendoli adatti alla gestione di grandi quantità di dati e livelli elevati di traffico.
3. Basato su documenti: Alcuni database NoSQL, come MongoDB, utilizzano un modello di dati basato su documenti, in cui i dati vengono archiviati in un formato semistrutturato senza schema, come JSON o BSON.
4. Basato su valore-chiave: Altri database NoSQL, come Redis, utilizzano un modello di dati chiave-valore, in cui i dati vengono archiviati come una raccolta di coppie chiave-valore.
5. Basato su colonne: Alcuni database NoSQL, come Cassandra, utilizzano un modello di dati basato su colonne, in cui i dati sono organizzati in colonne anziché in righe.
6. Distribuito e alta disponibilità: I database NoSQL sono spesso progettati per essere altamente disponibili e per gestire automaticamente gli errori dei nodi e la replica dei dati su più nodi in un cluster di database.
7. Flessibilità: I database NoSQL consentono agli sviluppatori di archiviare e recuperare dati in modo flessibile e dinamico, con supporto per più tipi di dati e strutture di dati mutevoli.
8. Prestazione: I database NoSQL sono ottimizzati per prestazioni elevate e possono gestire un volume elevato di letture e scritture, rendendoli adatti per big data e applicazioni in tempo reale.

Vantaggi di NoSQL: Ci sono molti vantaggi nel lavorare con database NoSQL come MongoDB e Cassandra. I principali vantaggi sono l’elevata scalabilità e l’elevata disponibilità.

1. Elevata scalabilità: I database NoSQL utilizzano lo sharding per il ridimensionamento orizzontale. Il partizionamento dei dati e il loro posizionamento su più macchine in modo tale da preservarne l'ordine è detto sharding. Il ridimensionamento verticale significa aggiungere più risorse alla macchina esistente mentre il ridimensionamento orizzontale significa aggiungere più macchine per gestire i dati. Il ridimensionamento verticale non è così facile da implementare, ma il ridimensionamento orizzontale è facile da implementare. Esempi di database con scalabilità orizzontale sono MongoDB, Cassandra, ecc. NoSQL può gestire un'enorme quantità di dati grazie alla scalabilità, man mano che i dati crescono. L'auto stessa per gestire tali dati in modo efficiente.
2. Flessibilità: I database NoSQL sono progettati per gestire dati non strutturati o semistrutturati, il che significa che possono accogliere modifiche dinamiche al modello di dati. Ciò rende i database NoSQL ideali per le applicazioni che devono gestire i mutevoli requisiti dei dati.
3. Alta disponibilità: L'auto , la funzionalità di replica nei database NoSQL lo rende altamente disponibile perché in caso di errore i dati si replicano allo stato coerente precedente.
4. Scalabilità: I database NoSQL sono altamente scalabili, il che significa che possono gestire facilmente grandi quantità di dati e traffico. Ciò li rende ideali per le applicazioni che devono gestire grandi quantità di dati o traffico
5. Prestazione: I database NoSQL sono progettati per gestire grandi quantità di dati e traffico, il che significa che possono offrire prestazioni migliori rispetto ai database relazionali tradizionali.
6. Efficacia dei costi: I database NoSQL sono spesso più convenienti rispetto ai database relazionali tradizionali, poiché in genere sono meno complessi e non richiedono hardware o software costosi.
7. Agilità: Ideale per lo sviluppo agile.

Svantaggi di NoSQL: NoSQL presenta i seguenti svantaggi.

1. Mancanza di standardizzazione: Esistono molti tipi diversi di database NoSQL, ciascuno con i propri punti di forza e di debolezza. Questa mancanza di standardizzazione può rendere difficile la scelta del database giusto per un'applicazione specifica
2. Mancanza di conformità ACID: I database NoSQL non sono completamente conformi ad ACID, il che significa che non garantiscono la coerenza, l'integrità e la durabilità dei dati. Questo può rappresentare uno svantaggio per le applicazioni che richiedono forti garanzie di coerenza dei dati.
3. Focus ristretto: I database NoSQL hanno un focus molto ristretto poiché sono progettati principalmente per l'archiviazione ma forniscono pochissime funzionalità. I database relazionali sono una scelta migliore nel campo della gestione delle transazioni rispetto a NoSQL.
4. Open source: NoSQL è un Banca dati banca dati open source. Non esiste ancora uno standard affidabile per NoSQL. In altre parole, è probabile che due sistemi di database non siano uguali.
5. Mancanza di supporto per query complesse: I database NoSQL non sono progettati per gestire query complesse, il che significa che non sono adatti per applicazioni che richiedono analisi o reporting di dati complessi.
6. Mancanza di maturità: I database NoSQL sono relativamente nuovi e non hanno la maturità dei database relazionali tradizionali. Ciò può renderli meno affidabili e meno sicuri rispetto ai database tradizionali.
7. Sfida gestionale: Lo scopo degli strumenti Big Data è rendere la gestione di una grande quantità di dati il ​​più semplice possibile. Ma non è così facile. La gestione dei dati in NoSQL è molto più complessa rispetto a un database relazionale. NoSQL, in particolare, ha la reputazione di essere difficile da installare e ancora più frenetico da gestire su base quotidiana.
8. La GUI non è disponibile: Gli strumenti in modalità GUI per accedere al database non sono disponibili in modo flessibile sul mercato.
9. Backup: Il backup è un grande punto debole per alcuni database NoSQL come MongoDB. MongoDB non ha un approccio per il backup dei dati in modo coerente.
10. Documento di grandi dimensioni: Alcuni sistemi di database come MongoDB e CouchDB archiviano i dati in formato JSON. Ciò significa che i documenti sono piuttosto grandi (BigData, larghezza di banda della rete, velocità) e avere nomi di chiavi descrittivi in ​​realtà fa male poiché aumentano le dimensioni del documento.

Tipi di database NoSQL: I tipi di database NoSQL e il nome del sistema di database che rientra in tale categoria sono:

1. Database grafici : Esempi – Amazon Nettuno, Neo4j
2. Negozio di valori-chiave: Esempi: Memcached, Redis, Coherence
3. Colonna: Esempi: Hbase, Big Table, Accumulo
4. Basato su documenti: Esempi: MongoDB, CouchDB, Cloudant

Quando dovrebbe essere utilizzato NoSQL:

1. Quando è necessario archiviare e recuperare un'enorme quantità di dati.
2. La relazione tra i dati archiviati non è così importante
3. I dati cambiano nel tempo e non sono strutturati.
4. Il supporto di vincoli e join non è richiesto a livello di database
5. I dati crescono continuamente ed è necessario ridimensionare regolarmente il database per gestirli.

In conclusione, i database NoSQL offrono numerosi vantaggi rispetto ai database relazionali tradizionali, come scalabilità, flessibilità ed efficacia in termini di costi. Tuttavia, presentano anche diversi inconvenienti, come la mancanza di standardizzazione, la mancanza di conformità ACID e la mancanza di supporto per query complesse. Quando si sceglie un database per un'applicazione specifica, è importante valutare attentamente i vantaggi e gli svantaggi per determinare la soluzione migliore.