Bases de datos documentales | Qué son, marcas y usos

Las bases de datos documentales son una de las más importantes dentro de los modelos no relacionales o NoSQL.

Durante mucho tiempo las bases de datos relacionales marcaron la pauta dentro de la era digital. Esta etapa no ha quedado por completo en el pasado. Pero el mundo tecnológico es sorprendente. Se reinventa en cuestión de segundos. Así ha pasado con las bases de datos y la irrupción de las NoSQL.

En nuestra vida diaria, las bases de datos tienen una incidencia importante. Sin importar su configuración, diseño y funcionamiento, están dentro de los procesos que realizamos a diario. Ocupan parte fundamental de nuestra vida y es importante conocerlo.

Las BBDD están presentes en nuestras aplicaciones móviles y softwares de ordenadores. En especial las Bases de datos documentales. Mientras más pasa el tiempo, más nos conectamos a estas herramientas de trabajo. Esto también significa algo importante: cada vez generamos y manejamos más datos.

Bases de datos en la vida diaria

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En los tiempos del Big Data, es decir, nuestro día común y corriente, el volumen de datos que generamos no deja de crecer. Esto significa que los datos que debemos gestionar y considerar también es cada vez mayor. Nuestros sistemas demandan grandes capacidades de almacenamiento y análisis a alta velocidad.

Su uso nos ayuda a no tener cabos sueltos. Un solo fallo en la gestión de datos puede ser toda una catástrofe. Puede llegar a significar una pérdida gigantesca de tiempo e incluso podemos tirar a la basura millones de euros en cuestión de segundos.

Por esta y muchas razones más, miles de empresas recurren a la implementación y uso diario de bases de datos documentales. Estas se han convertido en un elemento indispensable para gestionar información. Las bases de datos orientadas a documentos poseen un amplio número de características y beneficios que incrementarán la eficiencia en el trabajo.

A continuación vamos a adentrarnos en este interesante mundo de las bases de datos documentales. Revisaremos a profundidad sus principales prestaciones funcionales y los beneficios directos que obtenemos al utilizarlas.

Descubriremos también cuales son las principales marcas reconocidas de bases de datos y que elementos propios tienen y podremos observar algunos ejemplos sencillos para entender su funcionamiento.

¿Qué son las bases de datos documentales?

Una base de datos documental, también denominada base de datos orientada a documentos, es un subconjunto de un tipo de base de datos construida bajo NoSQL. Las BBDD documentales son aliados fundamentales en los que podemos confiar para el manejo de voluminosas cantidades de información.

Estas se componen de conjuntos de información estructurada en registros y almacenadas en un soporte electrónico desde un ordenador o servidor. Cada uno de los registros es una unidad autónoma que contiene información. Estos registros a su vez pueden contener diferentes tipos de datos.

Una base de datos de estas características se apoya en la utilización de documentos para la estructuración del almacenamiento y las consultas. Estos documentos son compuestos por todos y cada uno de los registros y datos asociados.

Los documentos que contienen estas bases de datos pueden referirse a documentos de texto, archivos XML o JSON.

La conformación de estas bases de datos en lugar de estar integrada por columnas con nombres y tipos de datos, como sucede en las BBDD relacionales, tiene datos semiestructurados en forma de documentos y valores que pueden ser consultados por los usuarios con las diferentes herramientas de consulta y análisis pertenecientes a estos modelos no relacionales. 

El esquema o arquitectura de estas BBDD NoSQL puede variar tanto que nos puede sorprender. Estos modelos de bases de datos proporcionan una flexibilidad increíble que facilita el modelado de datos.

Versatilidad

La dinámica que ofrecen estos modelos de bases de datos permite que su modificación sea más sencilla que la de los modelos relacionales.

A la hora de modificar e incluir nuevos tipos de datos, no tenemos la necesidad de reinventar por completo la estructura de la base de datos. Los procesos de modificación y ampliación estructural son simples y basta con solo agregar los objetos a la base de datos.

Los documentos se agrupan en “colecciones” que tienen un propósito parecido al de una tabla relacional pero mucho más cómoda. Las bases de datos de documentos adicionalmente proporcionan mecanismos de consulta para las colecciones de documentos permitiéndole estudiar de forma individual o conjunta los atributos particulares o especiales que pueda tener.

¿Qué beneficios nos brindan?

Como hemos dicho, su funcionamiento es diferente a los modelos relacionales o SQL. Ahora bien, las bases de datos documentales tienen características que las hacen únicas. Podemos sacarle mucho provecho para nuestras organizaciones y para los proyectos que deseemos desarrollar con ellas. A continuación detallaremos cuáles son sus principales atributos para decidirnos a utilizarlas:

  • Modelado flexible: Los datos que utilizan nuestras aplicaciones web, móviles o sociales se ven constantemente sujetas a cambios. Todos los días necesitamos incluir o eliminar algún dato ya que estos se corresponden con las necesidades o realidades en las que debemos desempeñarnos. Las Bases de Datos Documentales disminuyen la necesidad de utilizar modelos relacionales. Estas nos abren las posibilidades de incorporar de manera flexible y dinámica modelos nuevos de análisis de datos para lo que necesitemos en nuestro día a día.
  • Escritura rápida: una de sus principales ventajas respecto a las bases de datos relacionales a las que estuvimos acostumbrados por años, es que estas bases de datos documentales establecen un orden de priorización de la disponibilidad de escritura por encima de la estricta consistencia de los datos. Esto permite asegurar que las escrituras de datos siempre serán rápidas sin importar la existencia de una falla de hardware o de la red. Con otros modelos de bases de datos estos problemas, que acá son cosas de otro plano, afectarían el resultado del trabajo que realicemos implicando un retraso de la replicación de datos y alterando la coherencia.
  • Rendimiento: la velocidad es uno de los factores más importantes a la hora de trabajar. Necesitamos consultas de alta velocidad con potentes motores de búsqueda con propiedades de indexación. Muchas de estas bases de datos documentales cuentan con esto y más, garantizando de esta forma que las consultas a realizar sean veloces, cortas de tiempo pero de gran eficiencia.

 Top de Bases de datos documentales.

En esta vida casi todo es cuestión de gustos y preferencias. El terreno tecnológico no se escapa a esta realidad. Es por esto que hemos seleccionado algunas de los nombres, esquemas y editores más famosos de estas bases de datos no relacionales.

MongoDB

MongoDB es un gestor de datos estructurado bajo NoSQL que cuenta con un formato de almacenamiento de documentos en un formato similar al JSON (JavaScript Object Notation). Está escrita en lenguaje C++, es multiplataforma en código abierto y completamente gratuito.MongoDB

Sus orígenes se remontan a finales del año 2007 cuando era un proyecto interno de una empresa de nombre 10Gen.

Su diseño fue desarrollado para ser implementado en una aplicación de internet que la empresa desarrollaba y no fue hasta el año 2009 que deciden liberarlo en formato OpenSource.

MongoDB cuenta con un almacenamiento flexible basado en JSON. Además tiene soporte para la creación de índices desde cualquier atributo. No requiere la definición de procesos.

También es importante destacar que tiene un alto rendimiento para consultas y actualizaciones. Es increíblemente flexible y potente su capacidad de crecimiento, replicación y escalabilidad.

MongoDB es increíble para crear aplicaciones online que requieran el registro de diversos datos. O para la creación y diseño de softwares que sean flexibles en cuanto a manejo de altos volúmenes de información.

Las Bases construidas bajo este diseño pueden recibir cientos de miles de lecturas por segundo sin que su rendimiento se vea afectado o disminuido.

Cada vez en más común ver gestores de contenidos, aplicaciones de análisis de datos, sitios de juegos masivos en línea y redes sociales utilizando este formato flexible de alto rendimiento.

DynamoDB

De la tienda más grande del mundo (Amazon) nace DynamoDB. Es una base de datos de claves-valor  y documentos que ofrece un gran rendimiento a cualquier escala.

Se trata de una base de datos multimaestro y multiregión completamente administrada que cuenta con esquemas integrados de seguridad, copias de seguridad, almacenamiento en de cache en memoria para apps de internet y restauración.

Suena a ciencia ficción pero es real, DynamoDB puede gestionar más de 10 billones de solicitudes por día. Puede gestionar en un segundo 20 millones de solicitudes.

Esta potente base de datos NoSQL de Amazon Web Service admite modelos de datos basados en clave-valor y documentos que son perfectas para los desarrolladores de aplicaciones modernas que no poseen servidor propio. Esto ayuda a que progresivamente puedan proceder a su escalabilidad global.

Entre los principales atributos novedosos que ofrece DynamoDB se encuentra su modo operativo de capacidad bajo demanda, su compatibilidad integrada con transacciones ACID, copias de seguridad bajo demanda, modo de recuperación inmediata y el cifrado de datos en reposo.

Couchbase

CouchDB es una base de datos NoSQL de código abierto pensada para facilitar la accesibilidad y compatibilidad web con diversos dispositivos. El proyecto Couch nace en el año 2005 de la mano de un ex desarrollador de Lotus Notes en IBM.

Sus objetivos eran que la base de datos fuese transformándose en la base de datos más usada en internet. Se diseñó desde el principio para prestar sus servicios en internet. En 2008 paso a ser un proyecto de Apache Incubator adoptando una ApacheLicense.

Su primera versión estable llegó a nosotros en el año 2010.

En esta BBDD los datos se almacenan en formato JSON y están organizados en pares de valor clave. La clave es un identificador único de datos, y el valor es el propio dato o un apuntador de la ubicación de los datos. Las funciones estándar de la base son realizadas por JavaScript.

CouchDB posee la capacidad de hacer replicación fácil entre servidores.

Además cuenta con soporte para la resolución de conflictos y configuración del master. Tiene entre sus principales características las actualizaciones de alimentación de datos por suscripción.

Cuenta con indexación, búsqueda y recuperación rápida de datos. También es importante señalar que los documentos de estas bases de datos son accesibles a través de navegadores y sus índices pueden ser consultados a través de HTTP.

Azure Cosmos

No podíamos dejar de mencionar a Azure Cosmos DB del gigante Microsoft. Este servicio de bases de datos funciona bajo la modalidad de ser totalmente administrado, multimaestro y es ampliamente transparente. Posee una capacidad de escalabilidad ilimitada que permite desarrollar proyectos de gran alcance.

La versatilidad de Azure Cosmos DB permite que se puedan agregar o eliminar regiones de la base de datos en cualquier momento. Esto no afecta la lectura o escritura de datos.

Adicionalmente posee un módulo de consultas muy amplio que permite ejecutar el API de nuestra preferencia. También permite migrar datos sin mayores contratiempos a MongoDB, ApacheSpark o Cassandra.

Este modelo de BBDD permite ejecutar módulos de inteligencia artificial para realizar análisis operativos en tiempo real. Ofrece amplia eficiencia en cargas de trabajo que requieren esquemas de seguridad complejos.

Es un modelo bastante interesante de base de datos no SQL, que cuenta con clientes de talla mundial como Bentley y el gigante de los hidrocarburos Exxon Mobil

RavenDB

Esta base de datos documental trabaja de forma transaccional. RavenDB es una BBDD escrita en NET bajo licencia open source muy práctica y flexible. Almacena los datos en documentos JSON y ofrece la posibilidad de ser modificada mediante colas linq o utilizando herramientas API.

RavenDB ofrece una arquitectura multiplataforma y multimodelo que permite a desarrolladores y programadores disfrutar de su alto rendimiento, gran capacidad de escalabilidad de una forma bastante simple.

Ejemplos

Ya hemos visto a detalle cómo funcionan, cuáles son sus principales características y ventajas. También hemos podido conocer cuáles son las principales marcas o desarrolladores y sus características específicas. A continuación veremos un pequeño ejemplo en formato JSON de cómo construir una librería de música muy sencilla:

Ejemplo en JSON:

{
  '_id' : 1,
  'artistName' : { 'Oasis' },
    'albums' : [
{
'albumname' : 'What´s the story morning glory',
'datereleased' : 1996,
'genre' : 'BritPop' 
}, {
    'albumname' : 'Definately Maybe',
    'datereleased' : 1992,
    'genre' : 'Rock'
}, {
    'albumname' : 'Be Here now',
    'datereleased' : 1999,
    'genre' : BritPop
 }, { 
 }
]
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