nichtrelationalen

Nichtrelationale Datenbanken, oft NoSQL-Datenbanken genannt, bezeichnet eine Klasse von Datenbankmanagementsystemen, die nicht auf dem relationalen Modell mit Tabellen, Spalten und festen Schemata basieren. Sie ermöglichen flexible Datenschemata, horizontale Skalierbarkeit und oft hohe Leistungsfähigkeit bei großen Mengen unstrukturierter oder semi-strukturierter Daten.

Hintergrund: Der Begriff NoSQL entstand im späten 2000er-Jahr, als Webanwendungen wachsende Anforderungen an Skalierbarkeit und Verfügbarkeit stellten. Entwickler suchten Alternativen zu herkömmlichen relationalen Datenbanken; so entstanden verschiedene Ansätze und Technologien, die sich in Typen unterteilen.

Typen: Key-Value-Stores speichern Daten als einfache Schlüssel-Wert-Paare; Dokumentendatenbanken speichern Daten in Dokumenten (häufig JSON- oder BSON-ähnlich); Spaltenfamilien-Datenbanken organisieren Daten in Spaltenfamilien statt Tabellen; Graphdatenbanken speichern Beziehungsdaten explizit als Graphen.

Eigenschaften: Viele nichtrelationale Systeme verwenden schemalose oder flexible Schemata, unterstützen horizontale Skalierung durch Sharding, und bieten unterschiedliche Konsistenzmodelle (von stark bis eventual). Sie legen oft Wert auf Verfügbarkeit und Partitionstoleranz, gemäß dem CAP-Theorem.

Anwendungsgebiete: Big-Data-Analysen, Echtzeit-Webanwendungen, Content-Management-Systeme, IoT sowie Anwendungsfälle mit unstrukturierten oder semi-strukturierten Daten, bei denen relationale Modelle zu starr oder zu schwer zu skalieren wären.

Relationen zu relationalen Datenbanken: Relationale Systeme bieten starke Konsistenz und komplexe Abfragen über Joins; Nichtrelationale Systeme verzichten oft auf komplexe Transaktionen oder setzen auf alternative Abfragesprachen. In einigen Fällen werden relationale und nichtrelationale Systeme kombiniert (Polyglot Persistence).

Bekannte Beispiele sind MongoDB (Dokumente), Cassandra und HBase (Spaltenfamilien), Redis (Key-Value), Neo4j und ArangoDB (Graphdatenbanken).