# SQL v.s. NoSQL 資料庫是什麼?
## 📌Introduction
在資料庫的世界裡，有兩大主要的類別：**SQL和NoSQL**亦或者是**關聯式資料庫(relational databases)和非關聯式資料庫(non-relational databases)。**
> 這兩者之間最主要的差別在於：建立方式的不同、資料類型的不同、儲存方式的不同。
關聯式資料庫是結構化(structured)的，就像是電話簿只儲存電話號碼和對應的姓名。非關聯式資料庫則是檔案導向(document-oriented and distributed)的，就像是一個資料夾，裡面可能裝你的身分證號碼、生日、學生證號碼、購物偏好等等。
## 📌SQL
### What is SQL & SQL databases?
SQL是Structured Query Language的縮寫。而SQL資料庫顧名思義就是用其較為僵硬(rigid)和結構化(structured)的方式去儲存資料。
在1970年代由IBM開發的，每個列(row)代表一個起點(entry)，各個行(column)代表不同的資訊，例如：名字、電話號碼、地址...。表(table)和欄位(field)的關係叫做綱要(schema)。在關聯式資料庫裡，任何資料進入之前，綱要都需要被明確定義。
SQL是資料庫架構師(database architects)設計關聯式資料庫時所用的程式語言，像是在MySQL, Oracle等等資料庫中可以執行查詢(queries)，也可以獲得、編輯和刪除資料。其中簡單卻強大的JOIN函式，讓開發者可以從多個表合併取得相關資料，非常方便。
### What is an ER Diagram?
ER實體關係圖是Entity-Relationship Diagram的縮寫。在設計資料庫的架構時，ER實體關係圖扮演了非常重要的角色。
> 它是用來描述「實體」與「實體」之間關係的工具。
ER實體關係圖的組成元素有**實體(Entity)、屬性(Attribute)、鍵值(Key)、關係(Relationship)。**
一個「實體」在關聯式資料庫中視為一個「資料表」，對於一個實體而言，它可以含有多個「屬性」(Attribute)用以描述該實體，在關聯式資料庫中，則以資料表的「欄位」來表示。
### Popular SQL Databases and RDBMS's [^first]
1. MySQL: 最受歡迎的開源資料庫，適合CMS(Content Management System(CMS))和部落格(blogs)。
2. Oracle: 用C++開發的物件關聯式(object-relational)的DBMS。如果企業有預算，此資料庫擁有良好的售後服務。Oracle也有推出NoSQL的資料庫。
3. IBM DM2: 是IBM資料庫伺服器 (database server)家族成員之一，主要用來處理更進階的大數據分析。
4. Sybase: 一個關聯式資料庫用於使用Unix OS的企業，也是第一個為了Linux開發的企業入門DBMS。
5. MS SQL Server: Microsoft開發的RDBMS。同時支援SQL和NoSQL。
6. Microsoft Azure: 一個雲端計算平台(cloud computing platform)可以支援各種作業系統，讓使用者在同一個空間儲存(store)、計算(compute)和規模化(scale)。
7. MariaDB:一個強化版(enhanced)的MySQL。
8. PostgreSQL: 物件關聯式的DBMS。不只使用原生SQL，也使用Perl或Python等程序式(procedural)語言。
[^first]: RDBMS是Relational database management system的縮寫。
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## 📌【NoSQL】
### What is NoSQL?
> NoSQL 原本是指 Non-SQL 但後來衍生出 Not only SQL的意思(各自解讀)，與傳統的關聯式資料庫相比，涵蓋的範圍更廣。
如果你面對的是**巨量(massive)且非結構化(unstructured)的資料**，建構一個關聯式資料庫便是一個不切實際的選擇。相較於傳統的關聯式資料庫系統，NoSQL的系統更加靈活(flexible)。舉例來說，一個WordPress部落格，NoSQL或許是一個更好的選擇，每個資料夾可以存放：照片、文字、讚、連結、圖表等等不同格式的資料，在管理上會更加方便。
相較於關聯式資料庫用表(table)，NoSQL是檔案導向(document-oriented)的。好處是像文章、照片、社交帳號資料、影片等等都可以被包在同一個資料夾中。雖然此種方式較為直覺(intuitive)，但是在存取上更加費力(extra processing effort)。因此像Hadoop這種開源的雲端計算和巨量資料分析平台就很適合與NoSQL連結。
另外一個優點是，傳統的關聯式資料庫不適合物件導向程式語言(object-oriented programming e.g. Java, PHP. Python)，然而NoSQL資料庫可以透過APIs去避免這個問題，讓開發者不需要完整了解SQL和底層的資料庫系統。
### Common types of NoSQL databases
1. 鍵-值模型(Key-value model):最為簡單的NoSQL，以鍵(key)和值(value)做儲存。e.g. Cassandra, Azure, LevelDB, Riak.
2. 行存放(Column store):存取資料以行(column)為主，更像是一個倒過來的(inverted)表格，具有高擴展性(Scalability)和高效能(performance)等特點。e.g. HBase, BigTable, HyperTable.
3. 檔案資料庫(Document database):繼承鍵值的觀念，每個檔案有其獨立的資料和鍵，是一個很好獲取和管理資料的方法，只不過某些程度上也是結構化的。e.g. MongoDB, CouchDB.
4. 圖數據庫(Graph database): 資料間是有圖形連結的(interconnected)。e.g. Polyglot, Neo4J.
### Popular NoSQL databases [^second][^third]
1. MongoDB: 在新創公司中，最為熱門的NoSQL系統。檔案導向的資料庫和json-like檔案。另外是開源資料庫，因此是免費的。
2. Apache's CouchDB: 運用JSON資料交換的格式去儲存檔案，JavaScript用來索引(indexing)、合併(combining)和轉換(transforming)檔案；HTTP作為API。
3. Redis: 一個熱門的鍵-值資料庫。
4. Riak: 由Erlang寫成的開源鍵-值資料庫，它內建容錯複製(fault-tolerance replication)和自動資料分配(automatic data distribution)，使其擁有良好的效能。
3. HBase: 為一個Apache project，為Hadoop的一部分。
4. Oracle NoSQL: Oracle加入NoSQL的領域。
5. Apache's Cassandra DB: 由Facebook創建，Cassandra是一個分散式的資料庫，易於處理大量的結構化(structured)資料 (e.g. Instagram, Comcast...)
[^second]:Apache軟體基金會（Apache Software Foundation(ASF)），是專門為支援開源軟體專案而辦的一個非營利性組織。
[^third]:Erlang是一種通用的平行導向程式語言，目的是創造一種可以應付大規模並發活動的程式語言和執行環境。
## 📌SQL v.s. NoSQL Databases
## 📌What database solution is right for you?
### When to use SQL?
1. 需要確保ACID（原子性Atomicity, 一致性Consistency, 獨立性Isolation, 持久性Durability）四要素時。通常情況下，NoSQL為了追求靈活度(flexibility)和處理速度(processing speed)，常常會犧牲掉此四要素。
2. 原本的資料就是結構化(structured)且不會變動(unchanging)的。
### When to use NoSQL?
1. 需要儲存大量的資料且這些資料幾乎是沒有結構的。
2. 需要極大化使用雲端計算和雲端儲存(Cloud computing and storage)時。
3. 需要快速開發某些功能且會高頻率更動資料結構時。
## 📌Conclusion
總結來說，這兩種資料庫並沒有高低優劣之分，端看你要處理的資料和當下的應用情境再做決定即可。
## 📌Comments
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## 📌References
1. SQL vs. NoSQL Databases: What’s the Difference? https://reurl.cc/eEoKk7
2. FileMaker認識 database, table, field, layout 基本名詞: https://reurl.cc/yEbE88
3. The Types of Modern Databases: https://reurl.cc/eEbm5j
4. Example Entity Relationship Diagram: https://reurl.cc/EnNZKv
5. ER Model 實體關係圖: https://reurl.cc/6a4Edb
6. 鍵-值資料庫Wiki: https://reurl.cc/VEZjZA
7. Apache Wiki: https://reurl.cc/LbxQLa
8. Erlang Wiki: https://reurl.cc/3aAbEX
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