Datalogi · Gymnasiet 2 · Databaser och informationshantering · 4.º Período

NoSQL och alternativa databaser

En översikt av icke-relationella databaser och när de är lämpliga att använda. Eleverna jämför dokumentdatabaser med traditionella SQL-databaser.

Kort sammanfattning:I en värld av Big Data och realtidsapplikationer räcker inte alltid traditionella relationsdatabaser till. NoSQL (Not Only SQL) erbjuder alternativ som dokumentdatabaser, grafdatabaser och nyckel-värde-lager. Här utforskar vi när dessa är mer lämpliga, till exempel vid hantering av ostrukturerad data eller när extrem skalbarhet krävs.

• Skolverket Kursplaner
• DAODAT0 - 7. Databashantering
• DAODAT0 - 8. Systemarkitektur

Om detta ämne

I en värld av Big Data och realtidsapplikationer räcker inte alltid traditionella relationsdatabaser till. NoSQL (Not Only SQL) erbjuder alternativ som dokumentdatabaser, grafdatabaser och nyckel-värde-lager. Här utforskar vi när dessa är mer lämpliga, till exempel vid hantering av ostrukturerad data eller när extrem skalbarhet krävs.

Eleverna får lära sig om skillnaden mellan strikta scheman och schemalösa databaser. Vi diskuterar begrepp som horisontell skalbarhet och varför stora företag som Google och Amazon använder NoSQL för sina mest krävande tjänster. Det ger en modern utblick på systemarkitektur som kompletterar den klassiska databasteorin.

Genom att jämföra olika databastyper i praktiska scenarier utvecklar eleverna en kritisk förmåga att välja rätt verktyg för rätt uppgift, vilket är en viktig del av kursens mål om systemarkitektur.

Nyckelfrågor

1. Vad skiljer NoSQL från SQL?
2. När bör man välja en dokumentdatabas?
3. Hur hanteras skalbarhet i NoSQL?

Se upp för dessa missuppfattningar

Vanlig missuppfattning

Att NoSQL kommer att ersätta SQL helt.

Vad man ska lära ut istället

Förklara att de tjänar olika syften. SQL är oslagbart för komplexa frågor och dataintegritet, medan NoSQL glänser vid stora volymer och flexibla dataformat. Diskussioner om 'rätt verktyg för jobbet' är centrala.

Vanlig missuppfattning

Att NoSQL betyder att man inte behöver strukturera sin data alls.

Vad man ska lära ut istället

Även om databasen är 'schemalös' måste applikationen veta vad den förväntar sig. Genom att titta på JSON-strukturer ser eleverna att ordning fortfarande krävs för att koden ska fungera.

Idéer för aktivt lärande

Formell debatt

SQL mot NoSQL

Klassen delas i två lag som representerar varsin teknik. De får olika scenarier (t.ex. ett bank-system vs en social media-feed) och ska argumentera för varför deras teknik är bäst lämpad för just det fallet.

30 min·Hela klassen

Utforskande cirkel

JSON-pusslet

Eleverna får i uppgift att modellera en produktkatalog för en e-handel med mycket varierande produkter (t.ex. kläder och elektronik). De ska jämföra hur det ser ut i en SQL-tabell kontra ett JSON-dokument i en NoSQL-databas.

35 min·Smågrupper

EPA (Enskilt-Par-Alla)

Skalbarhets-utmaningen

Eleverna diskuterar vad som händer när en app går från 100 till 100 miljoner användare över en natt. De brainstormar i par hur man kan fördela data över många servrar och varför NoSQL ofta underlättar detta.

20 min·Par

Vanliga frågor

När ska man välja en dokumentdatabas som MongoDB?

Dokumentdatabaser är utmärkta när datan har en naturlig hierarki och varierar mycket i struktur, eller när man behöver utveckla snabbt utan att låsa sig vid ett fast schema. De är populära för webbapplikationer och innehållshanteringssystem.

Hur kan aktiva lärandestrategier hjälpa elever att förstå NoSQL?

Eftersom NoSQL ofta handlar om arkitektoniska val är diskussionsbaserade övningar som 'Structured Debates' mycket effektiva. Genom att tvingas försvara en teknik mot en annan lär sig eleverna att se för- och nackdelar ur ett ingenjörsperspektiv, snarare än att bara lära sig fakta utantill.

Vad betyder 'horisontell skalbarhet'?

Det innebär att man kan öka systemets kapacitet genom att lägga till fler vanliga servrar istället för att köpa en enda jättestor och dyr server. NoSQL-databaser är ofta designade från grunden för att sprida ut data på detta sätt.

Är NoSQL svårare att lära sig än SQL?

Tröskeln för att komma igång är ofta lägre eftersom man kan spara data som ser ut precis som objekten i koden. Utmaningen ligger istället i att designa datan så att den går att söka i effektivt utan de kraftfulla JOIN-operationer som finns i SQL.