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Comprensione dei documenti

I database di documenti vengono utilizzati per archiviare dati semistrutturati come documento, anziché normalizzare i dati su più tabelle, ognuna con una struttura unica e fissa, come in un database relazionale. I documenti archiviati in un database di documenti utilizzano coppie chiave-valore nidificate per fornire la struttura o lo schema del documento. Tuttavia, nello stesso database di documenti possono essere archiviati diversi tipi di documenti, rispettando così il requisito che prevede l'elaborazione di dati simili in formati diversi. Ad esempio, poiché ogni documento è autodescrittivo, i documenti JSON codificati per un negozio online descritti nell'argomento possono essere archiviati nello stesso database di documenti. Documenti di esempio in un database di documenti

SQLvs. terminologia non relazionale

La tabella seguente confronta la terminologia utilizzata dai database di documenti (MongoDB) con la terminologia utilizzata dai database. SQL

Documenti semplici

Tutti i documenti in un database di documenti sono autodescrittivi. Questa documentazione utilizza documenti in formato JSON simile a quello utilizzato, sebbene sia possibile utilizzare altri metodi di codifica.

Un documento semplice ha uno o più campi, tutti allo stesso livello all'interno del documento. In questo esempio i campi SSN, LName, FName, DOB, Street, City, State-Province, PostalCode e Country sono tutti di pari livello all'interno del documento.

{
   "SSN": "123-45-6789",
   "LName": "Rivera",
   "FName": "Martha",
   "DOB": "1992-11-16",
   "Street": "125 Main St.",
   "City": "Anytown",
   "State-Province": "WA",
   "PostalCode": "98117",
   "Country": "USA"
}

Quando le informazioni vengono organizzate in un documento semplice, ogni campo viene gestito individualmente. Per recuperare l'indirizzo di una persona, devi recuperare Street, City, State-Province, PostalCode e Country come singoli elementi dati.

Documenti incorporati

Un documento complesso organizza i propri dati creando documenti incorporati nel documento stesso. I documenti incorporati consentono di gestire i dati in gruppi e come singoli elementi, in base alla soluzione più efficace in un determinato caso. Utilizzando l'esempio precedente, puoi incorporare un documento Address nel documento principale. In questo modo si otterrà la struttura del documento seguente:

{
   "SSN": "123-45-6789",
   "LName": "Rivera",
   "FName": "Martha",
   "DOB": "1992-11-16",
   "Address": 
   {
       "Street": "125 Main St.",
       "City": "Anytown",
       "State-Province": "WA",
       "PostalCode": "98117",
       "Country": "USA" 
   }
}

È ora possibile accedere ai dati del documento come campi singoli ("SSN":), come documento incorporato ("Address":) o come membro di un documento incorporato ("Address":{"Street":}).

Documenti di esempio in un database di documenti

Come indicato in precedenza, ogni documento in un database di documenti è autodescrittivo, quindi la struttura dei documenti all'interno di un database di documenti può essere diversa. I due documenti seguenti, uno relativo a un manuale e l'altro a un periodico, sono strutturalmente differenti. Tuttavia, entrambi possono essere inclusi nello stesso database di documenti.

Di seguito è riportato un documento di esempio per un libro:

{
    "_id" : "9876543210123",
    "Type": "book",
    "ISBN": "987-6-543-21012-3",
    "Author": 
    {
        "LName":"Roe",
        "MI": "T",
        "FName": "Richard" 
    },
    "Title": "Understanding Document Databases"
}

Di seguito è riportato un documento di esempio per un periodico con due articoli:

{
    "_id" : "0123456789012",
    "Publication": "Programming Today",
    "Issue": 
    {
        "Volume": "14",
        "Number": "09"
    },
    "Articles" : [ 
        {
            "Title": "Is a Document Database Your Best Solution?",
            "Author": 
            {
                "LName": "Major",
                "FName": "Mary" 
            }
        },
        {
            "Title": "Databases for Online Solutions",
            "Author": 
            {
                "LName": "Stiles",
                "FName": "John" 
            }
        }
    ],
    "Type": "periodical"
}

Confronta la struttura di questi due documenti. Con un database relazionale, devi avere tabelle separate per "periodico" e "libri" oppure una singola tabella con campi inutilizzati, ad esempio "Pubblicazione", "Numero", "Articoli" e "MI", come valori null. Poiché i database di documenti sono semistrutturati e ogni documento definisce autonomamente la propria struttura, questi due documenti possono coesistere nello stesso database di documenti senza alcun campo null. I database di documenti sono uno strumento efficace per gestire i dati di tipo sparse.

L'utilizzo di un database di documenti consente uno sviluppo rapido e iterativo. Il motivo è che puoi modificare la struttura dei dati di un documento in modo dinamico, senza dover modificare lo schema per l'intera raccolta. I database di documenti sono particolarmente adatti per lo sviluppo agile e gli ambienti che evolvono dinamicamente.

Comprendere la normalizzazione in un database di documenti

I database di documenti non sono normalizzati. I dati nel documento possono essere ripetuti in un altro documento. Inoltre, possono esistere delle discrepanze nei dati dei documenti. Ad esempio, considera uno scenario in cui puoi effettuare acquisti in uno store online e tutti i dettagli dei tuoi acquisti vengono archiviati in un singolo documento. Il documento potrebbe assomigliare al seguente JSON documento:

{
    "DateTime": "2018-08-15T12:13:10Z",
    "LName" : "Santos",
    "FName" : "Paul",
    "Cart" : [ 
        {
            "ItemId" : "9876543210123",
            "Description" : "Understanding Document Databases",
            "Price" : "29.95"
        },
        {
            "ItemId" : "0123456789012",
            "Description" : "Programming Today",
            "Issue": {
                "Volume": "14",
                "Number": "09"
            },
            "Price" : "8.95"
        },
        {
            "ItemId": "234567890-K",
            "Description": "Gel Pen (black)",
            "Price": "2.49" 
        }
    ],
    "PaymentMethod" : 
    {
        "Issuer" : "MasterCard",
        "Number" : "1234-5678-9012-3456" 
    },
    "ShopperId" : "1234567890" 
}

Tutte le informazioni vengono archiviate sotto forma di documento in una raccolta di transazioni. Successivamente, ti accorgi di aver dimenticato di acquistare un articolo. Accedi di nuovo allo stesso store ed effettui un altro acquisto, che a sua volta viene archiviato come documento nella raccolta di transazioni.

{
    "DateTime": "2018-08-15T14:49:00Z",
    "LName" : "Santos",
    "FName" : "Paul",
    "Cart" : [ 
        {
            "ItemId" : "2109876543210",
            "Description" : "Document Databases for Fun and Profit",
            "Price" : "45.95"
        } 
    ],
    "PaymentMethod" : 
    {
        "Issuer" : "Visa",
        "Number" : "0987-6543-2109-8765" 
    },
    "ShopperId" : "1234567890" 
}

Nota la ridondanza tra questi due documenti: il tuo nome e l'ID acquirente (e, se hai usato la stessa carta di credito, i dati della carta di credito). Tuttavia, la procedura non presenta problemi perché lo storage è economico e ogni documento registra completamente una singola transazione che può essere recuperata rapidamente con una semplice query chiave-valore che non richiede join.

C'è anche un'apparente discrepanza tra i due documenti: i dati della tua carta di credito. Si tratta di una discrepanza solo apparente perché è probabile che hai semplicemente utilizzato due carte diverse per gli acquisti. Ogni documento contiene tutti i dati corretti per la transazione documentata.