دیتابیس‌ سند محور Document-based چیست؟ (راهنمای کامل)

دیتابیس‌های سندمحور (Document-based)، نوعی پایگاه داده NoSQL هستند که داده‌ها را به‌جای جدول، در قالب سندهایی شبیه به JSON ذخیره می‌کنند. این ساختار باعث می‌شود داده‌ها انعطاف‌پذیرتر، خواناتر و به‌راحتی قابل توسعه باشند؛ مخصوصاً وقتی داده‌ها تو در تو یا متغیر باشند. برخلاف دیتابیس‌های رابطه‌ای، خبری از schema سخت‌گیر یا نیاز به join نیست.

با پیشرفت اپلیکیشن‌ها، نوع داده‌هایی که تولید می‌شوند بسیار متنوع‌تر و پیچیده‌تر شده‌اند؛ از پروفایل‌های کاربری تا رفتارهای آن‌ها در لحظه، همگی در قالب داده‌هایی ذخیره می‌شوند که به‌راحتی در چارچوب‌های سنتی جا نمی‌گیرند. حالا تصور کنید این حجم متنوع از داده‌ها در یک ساختار و دیتابیس سنتی قرار بگیرد. چنین وضعیتی شبیه آن است که بخواهید وسایل گوناگون یک خانه را در کشوهای یک فایل اداری طبقه‌بندی کنید، نه کاربردی است نه انعطاف‌پذیر. در این شرایط، دیتابیس‌های سندمحور (Document-based) وارد عمل می‌شوند و رویکردی متفاوت ارائه می‌دهند. این نوع دیتابیس‌ها نه تنها سازگاری بیشتری با داده‌های پیچیده و ناهمگون دارند، بلکه دقیقا برای پاسخ‌گویی به نیازهای متغیر دنیای نرم‌افزار توسعه داده شده‌اند. در این مقاله از لیارا، قصد داریم شما را با مزیت‌‌ها و انواع دیتابیس‌های سند محور آشنا کنیم.

آنچه در این مقاله می‌خوانید:

• تاریخچه مختصر پایگاه‌داده
• تفاوت پایگاه‌ داده ساخت‌یافته و بدون ساختار
• پایگاه‌ داده سند محور document-based چیست؟
• پایگاه‌ داده سند محور چگونه کار می‌کند؟
• مزایای پایگاه داده document-based
• معرفی سه نمونه دیتابیس document-based
• تفاوت پایگاه داده‌های رابطه‌ای و غیررابطه‌ای
• موارد استفاده از پایگاه داده سند محور
• جمع‌بندی
• سوالات متداول

تاریخچه مختصر پایگاه‌داده

پایگاه‌های داده‌ی رابطه‌ای (Relational Databases) که از سال ۱۹۷۰ ستون فقرات ذخیره‌سازی داده‌ها بودند، بر اساس ساختارهای منظم و از پیش‌تعریف‌شده طراحی شدند. این نوع دیتابیس‌ها با استفاده از جدول، سطر و ستون، امکان ذخیره‌سازی و تحلیل داده‌های ساخت‌یافته را به شکلی کارآمد فراهم می‌کردند. اما با گذشت زمان و ورود داده‌های متنوع‌تری مثل تصاویر، ویدیوها، و داده‌های سنسورهای IoT، نیازها نیز تغییر کردند؛ دیگر تنها ساختار ساده‌ی جدول‌ها جوابگو نبود.

اوایل دهه ۲۰۰۰، ظهور دیتابیس‌های NoSQL، این امکان را فراهم کرد که با معماری‌های انعطاف‌پذیر، بتوانیم حجم زیادی از داده‌های بدون ساختار را ذخیره و مدیریت کنیم.

از میان انواع مختلف NoSQL، دیتابیس‌های سندمحور (Document-based) به‌مرور جایگاه خاصی بین استفاده کنندگان پیدا کردند. زیرا هم توانایی مدیریت حجم بالای داده‌ها را داشتند؛ هم به‌خوبی با تنوع و پیچیدگی داده‌ها سازگار بودند.

برای تجربه‌ای سریع، مقیاس‌پذیر و امن در پایگاه داده‌های MongoDB، هاست ابری MongoDB لیارا را امتحان کنید.
✅ عملکرد پایدار ✅ شبکه خصوصی ✅منابع اختصاصی
خرید هاست ابری MongoDB

تفاوت پایگاه‌ داده ساخت‌یافته و بدون ساختار

همه دیتاهایی که با آن‌ها سروکار داریم، لزوما در جدول‌ و فرمت‌های منظم جا نمی‌گیرند؛ برخی از آن‌ها مرتب و قابل پیش‌بینی و بعضی دیگر کاملا بهم ریخته و نابسامان هستند. مفهوم داده‌های ساخت یافته و بدون ساختار در اینجا مطرح می‌شود.

داده‌های ساخت‌یافته

همان‌طور که از نامش پیداست این نوع داده‌ها، قالب مشخص و از پیش‌تعریف شده‌ای دارند. مثلا اطلاعاتی که در فایل‌های اکسل ذخیره می‌شوند، مانند نام، شماره تماس، تاریخ و… همگی در یک ردیف و ستون‌های مشخص جای می‌گیرند و به راحتی قابل جستجو و تحلیل هستند.

داده‌های بدون ساختار

در مقابل داده‌های بدون ساختار، هیچ قالب خاص یا ثابتی ندارند. نمونه‌هایش می‌تواند شامل تصاویر، فایل‌های صوتی، ویدئویی، پست‌های شبکه‌های اجتماعی، ایمیل‌ها و… باشد. این نوع دیتاها معمولا برای دیتابیس‌های سنتی یک چالش بزرگ محسوب می‌شود. زیرا ساختار آنها قابل پیش‌بینی نیست و به سادگی در یک جدول نمی‌گنجند.

پایگاه‌ داده سند محور document-based چیست؟

پایگاه داده سند محور یکی از انواع دیتابیس‌های جدید NoSQL محسوب می‌شود که دیتاها را در قالب سندهایی شبیه به فایل ذخیره می‌کنند. این سندها معمولا با فرمت‌های JSON یا BSON نوشته می‌شوند.

هر سند نماینده‌ی یک رکورد از داده‌ها می‌باشد، و درون خود مجموعه‌ای از داده‌ها را به‌صورت کلید مقدار (Key-Value) نگه می‌دارد. حتی این سندها می‌توانند شامل آرایه‌ها و آبجکت‌های تودرتو نیز باشند.

جذابیت اصلی این نوع دیتابیس‌ها، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده بالای آن‌هاست. برخلاف دیتابیس‌های رابطه‌ای که باید از نوع داده‌ها باخبر باشید و همه چیز با یک اسکیمای مشخص مطابقت داشته باشد، اینجا می‌توانید داده‌ها را همان‌طور که هستند ذخیره کنید. این ویژگی باعث شده است دیتابیس‌های سندمحور برای مدیریت داده‌های بدون ساختار یا نیمه‌ساخت‌یافته بسیار مناسب باشند.

پایگاه‌ داده سند محور چگونه کار می‌کند؟

در دیتابیس‌های سندمحور، هر سند به‌تنهایی کامل و مستقل است؛ به این معنا که ساختار یک سند می‌تواند کاملاً با سند دیگر فرق داشته باشد. این انعطاف در ساختار، یکی از نقاط قوت اصلی این نوع پایگاه‌های داده به‌شمار می‌رود. زیرا امکان تغییر و افزودن فیلدها به‌صورت پویا و در لحظه وجود دارد؛ بدون آن‌که نیاز به تعریف یا ویرایش یک اسکیمای کلی یا انجام مهاجرت‌های پیچیده‌ی ساختاری باشد.

ساختار انعطاف‌پذیر

در هر زمان می‌توانید، فیلد جدیدی به یک سند اضافه کنید، بدون اینکه نیاز باشد کل دیتابیس را بازطراحی کنید. با این کار، سرعت توسعه برنامه‌ها افزایش پیدا می‌کند و کاهش بار عملیات فنی و نگهداری را در پی خواهد داشت.

پشتیبانی از انواع فرمت‌ها

داخل یک (Collection) می‌توان داده‌هایی با ساختارهای مختلف ذخیره کرد. به‌عنوان مثال یک سند شامل اطلاعات محصول باشد و سند دیگر حاوی اطلاعات کاربر باشد. این نوع معماری دیتابیس‌های سندمحور را هم مقیاس‌پذیر می‌کند و هم اینکه نگهداری آن‌ها راحت‌تر خواهد بود.

آموزش کامل استفاده از Fast API با دیتابیس رابطه ای در سرور مجازی اوبونتو Ubuntu را در مقاله زیر بخوانید.
استفاده از Fast API با دیتابیس رابطه ای

مزایای پایگاه داده document-based

دیتابیس سند محور به‌‌دلیل قابلیت ذخیره داده‌های بدون ساختاریافته یا نیمه‌ساختاریافته ممکن است برای برخی از سازمان‌ها مفید نباشد؛ اما مزایای مهمی دارد. از جمله:

کاهش بار عملیاتی

در پایگاه‌های داده‌ی سنتی (رابطه‌ای)، معمولاً باید داده‌ها را به فرمت‌های خاص و ساختارهای از پیش‌تعریف‌شده تبدیل کرد، که این فرایند هم زمان‌بر است و هم نیاز به نیروی انسانی متخصص دارد. اما در دیتابیس‌های سندمحور، این پیچیدگی تا حد زیادی حذف می‌شود. چرا؟ چون داده‌ها می‌توانند در قالب اولیه و بدون نیاز به تغییرات عمده ذخیره شوند. همین موضوع باعث کاهش قابل توجه در حجم کارهای تکراری، صرفه‌جویی در زمان، و آزادسازی منابع برای تمرکز روی کارهای مهم‌تر می‌شود.

افزایش چابکی

به لطف طراحی بدون اسکیمای سخت‌گیرانه، تیم‌های فنی می‌توانند خیلی سریع‌تر تغییرات دلخواه را در ساختار داده‌ها ایجاد کنند؛ بدون آن‌که نیاز به بازطراحی یا مهاجرت‌های پیچیده‌ی اسکیمایی داشته باشند. این ویژگی به تیم‌ها امکان می‌دهد ویژگی‌های جدید را سریع‌تر پیاده‌سازی کنند، مدل داده‌ها را هم‌زمان با تغییر نیازهای کسب‌وکار به‌روزرسانی کنند و در کل، توسعه‌ی محصول را چابک‌تر و انعطاف‌پذیرتر پیش ببرند.

عملکرد بهتر در داده‌های سلسله مراتبی

یکی از نقاط قوت دیتابیس‌های سندمحور، مدیریت مؤثر داده‌های سلسله‌مراتبی یا تودرتو است. در این مدل، تمام اطلاعات مرتبط درون یک سند واحد ذخیره می‌شود. این یعنی عملیات خواندن و نوشتن بسیار سریع‌تر انجام می‌شود، چون برخلاف دیتابیس‌های رابطه‌ای، نیازی به استفاده از JOINهای پیچیده برای جمع‌آوری داده‌های مرتبط نیست.

این تفاوت در معماری باعث می‌شود عملکرد دیتابیس‌های سندمحور پایدارتر، سریع‌تر و واکنش‌گرا‌تر باشد؛ ویژگی‌ای که آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای اپلیکیشن‌هایی با داده‌های پیچیده و وابستگی‌های داخلی بالا تبدیل می‌کند.

با پایگاه داده PostgreSQL لیارا، در کمترین زمان، یک دیتابیس قدرتمند، پرسرعت و امن راه‌اندازی کنید.
✅ پشتیبان‌گیری خودکار ✅ امنیت بالا ✅ عملکرد بهینه
خرید هاست ابری PostgreSQL لیارا

معرفی سه نمونه دیتابیس document-based

پایگاه داده MongoDB

یکی از محبوب‌ترین دیتابیس‌های سندمحور می‌باشد که داده‌ها را در قالب JSON-like ذخیره می‌کند. برای اپلیکیشن‌هایی با داده‌های پویا و نیاز به مقیاس‌پذیری بالا مناسب است.

پایگاه داده Couchbase

این دیتابیس ترکیبی از قابلیت‌های key-value و document store را ارائه می‌دهد و از JSON برای ساختاردهی داده استفاده می‌کند. در اپ‌هایی با نیازمندی‌های real-time بسیار عالی عمل می‌کند.

پایگاه داده Firebase Firestore

یک دیتابیس ابری توسعه داده شده توسط گوگل که مخصوص اپلیکیشن‌های موبایل و وب طراحی شده است. ساختار آن بر پایه اسناد و کالکشن‌هاست و به‌صورت real-time سینک می‌شود.

آموزش بکاپ‌گیری از دیتابیس MySQL در سرور مجازی اوبونتو 24.04 را در مقاله زیر مطالعه کنید.
بکاپ‌گیری از دیتابیس MySQL

تفاوت پایگاه داده‌های رابطه‌ای و غیررابطه‌ای

در انتخاب یک پایگاه داده مناسب، آنچه بیش از هر چیز اهمیت دارد، شناخت دقیق نیازهای پروژه یا اپلیکیشن است. در مواردی که انسجام داده‌ها، دقت، و قابلیت اطمینان از اولویت بالایی برخوردارند، و همچنین کوئری‌گیری پیچیده، گزارش‌گیری و کنترل دقیق ساختار داده ضروری است، پایگاه داده‌های رابطه‌ای (Relational) انتخابی منطقی و کارآمد به‌شمار می‌آیند.

پشتیبانی قوی این سیستم‌ها از تراکنش‌ها، قیود (Constraints)، و روابط بین جداول (Joins) سبب می‌شود داده‌ها در شرایطی پایدار و قابل اطمینان نگهداری شوند. بنابراین، برای سامانه‌هایی که ملزم به رعایت الزامات قانونی و سازگاری با مقررات هستند؛ مانند سیستم‌های مالی، بانکی یا منابع انسانی؛ دیتابیس‌های رابطه‌ای همچنان بهترین انتخاب هستند.

برای آموزش کامل نحوه import و export کردن پایگاه داده MongoDB در اوبونتو 24.04، مقاله زیر را بخوانید.
import و export کردن در MongoDB

از سوی دیگر، در پروژه‌هایی که داده‌ها نیمه‌ساخت‌یافته یا بدون ساختار هستند و نیاز به تغییرات مکرر، توسعه سریع و مقیاس‌پذیری بالا وجود دارد، استفاده از پایگاه داده‌های غیررابطه‌ای به‌ویژه نوع سندمحور (Document-based) توصیه می‌شود.

این نوع پایگاه داده‌ها با ساختار منعطف خود، امکان ذخیره‌سازی انواع متنوع داده؛ از متن و فایل‌های رسانه‌ای گرفته تا ساختارهای تو در توی JSON؛ را فراهم می‌کنند. در نتیجه، در پروژه‌هایی مانند تحلیل داده‌های کلان (Big Data)، پردازش بلادرنگ (Real-time Analytics)، یا پلتفرم‌های محتوامحور، عملکرد سریع‌تری ارائه داده و توسعه نرم‌افزار را آسان می‌کنند.

دیتابیس سندمحور؛ مناسب دنیای داده‌محور امروز

در دنیای داده‌محور امروز، استفاده از سیستمی که قادر به ذخیره‌سازی داده‌های متغیر و غیرساخت‌یافته بدون نیاز به تغییر قالب یا اسکیمای پیچیده باشد، یک مزیت رقابتی مهم محسوب می‌شود.

پایگاه‌های داده سندمحور این مزایا را ارائه می‌دهند:

• حذف نیاز به فرمت‌بندی مجدد داده‌ها
• کاهش بار عملیاتی برای تیم‌های فنی
• افزایش انعطاف‌پذیری در طراحی و توسعه نرم‌افزار

چنانچه سازمان شما با چالش‌هایی مانند رشد سریع حجم داده‌ها، پیچیدگی ساختار اطلاعات، یا نیاز به توسعه سریع دارد، استفاده از یک دیتابیس سندمحور می‌تواند راه‌حلی مؤثر باشد.

موارد استفاده از پایگاه داده سند محور

دیتابیس‌های سندمحور زمانی بیشترین کارایی را دارند که با داده‌هایی نامنظم، پویا یا بدون ساختار ثابت مواجه هستیم. در ادامه چند مورد رایج را مرور می‌کنیم که در آن‌ها استفاده از این نوع پایگاه داده انتخابی هوشمندانه‌ محسوب می‌شود:

اینترنت اشیاء (IoT)

دستگاه‌های IoT به‌صورت مداوم داده‌هایی با ساختارهای متنوع و اغلب پیش‌بینی‌ناپذیر تولید می‌کنند. Document Database این امکان را فراهم می‌کند که داده‌ها در همان قالب اصلی ذخیره شوند، بدون نیاز به فرایندهای زمان‌بر استانداردسازی، و همین ویژگی تحلیل بلادرنگ را ساده‌تر می‌کند.

سیستم‌های مدیریت محتوا (CMS)

در سیستم‌های مدیریت محتوا، داده‌ها معمولاً نیمه‌ساخت‌یافته هستند و در طول زمان تغییر می‌کنند. پایگاه داده سندمحور این امکان را می‌دهد که محتوا، متادیتا و اطلاعات مرتبط را به‌صورت متمرکز در یک سند نگهداری کنید. این ساختار توسعه‌پذیر و منعطف، کار مدیریت و توسعه محتوای پیچیده را ساده‌تر و سریع‌تر می‌کند.

کاتالوگ محصولات در فروشگاه‌های آنلاین

داده‌های مربوط به محصول، معمولاً ترکیبی از توضیحات، قیمت، موجودی، مشخصات فنی و نظرات کاربران هستند. ذخیره این اطلاعات به‌صورت یکپارچه در یک سند، باعث می‌شود خواندن و به‌روزرسانی داده‌ها سریع‌تر انجام شود و وابستگی به joinهای متعدد در پایگاه‌های رابطه‌ای از بین برود. این مزیت، به‌ویژه برای فروشگاه‌هایی با محصولات متنوع و کاتالوگ‌های گسترده بسیار کاربردی است.

اپلیکیشن‌های موبایل و وب

توسعه اپلیکیشن‌های مدرن معمولاً با تغییرات مداوم در مدل داده، اضافه شدن قابلیت‌های جدید و نیاز به مقیاس‌پذیری سریع همراه است. دیتابیس‌های سندمحور با ساختار منعطفی که دارند، این امکان را فراهم می‌کنند که بدون نیاز به مهاجرت‌های پیچیده‌ی اسکیمایی، مدل داده‌ها را در لحظه تغییر دهید. این ویژگی، آن‌ها را به انتخاب مناسبی برای تیم‌های توسعه‌ی سریع و محیط‌های چابک تبدیل می‌کند.

اگر می‌خواهید اطلاعات کاملی از دیتابیس MongoDB داشته باشید، مقاله زیر را بخوانید.
MongoDB چیست؟

جمع‌بندی

انتخاب پایگاه داده مناسب، بخش کلیدی در طراحی هر نرم‌افزاری است و باید متناسب با نوع داده و نیاز پروژه انجام شود. یکی از گزینه‌های محبوب در پروژه‌های مدرن، پایگاه داده سندگرا (Document-Oriented) است که در دسته دیتابیس‌های NoSQL قرار می‌گیرد و به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و ساختار ساده‌، برای داده‌های بدون ساختار یا نیمه‌ساخت‌یافته انتخاب مناسبی محسوب می‌شود.

سوالات متداول

پایگاه‌داده Document Database چیست؟

پایگاه‌داده Document Database نوعی دیتابیس NoSQL است که داده‌ها را در قالب اسناد (معمولاً با فرمت JSON یا BSON) ذخیره می‌کند و برای مدیریت داده‌های بدون ساختار یا نیمه‌ساخت‌یافته طراحی شده است.

چه زمانی استفاده از Document Database پیشنهاد نمی‌شود؟

اگر پروژه شما نیازمند ارتباط‌های پیچیده بین جداول، گزارش‌گیری‌های سنگین با joinهای چندسطحی یا انطباق با استانداردهای سختگیرانه‌ی داده‌ای باشد.

آیا دیتابیس‌های سندمحور جایگزین کاملی برای دیتابیس‌های رابطه‌ای هستند؟

نه الزاما، دیتابیس‌های سندمحور برای داده‌های منعطف، بدون ساختار یا در حال تغییر عالی‌ مناسبند، اما در پروژه‌هایی که نیاز به تراکنش‌های پیچیده، روابط بین چند جدول یا ساختار داده‌ای بسیار منظم دارند، دیتابیس‌های رابطه‌ای همچنان انتخاب بهتری محسوب می‌شوند.