En 1966, se entregó una computadora DEC PDP-7 al Hospital General de Massachusetts sin ningún tipo de programación. El hospital había invertido en una computadora pero no tenía forma de ejecutarla. En ese momento, había muy pocas opciones de software, sistemas operativos o soporte de bases de datos. Sin embargo, el hospital tenía acceso al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que estaba situado al otro lado del río. El equipo del MIT empezó desde cero y pasó a diseñar “PAPERAS”(Massachusetts Utility Multi-Programming System) como un sistema operativo multiusuario, una base de datos y un lenguaje, todo en uno. MUMPS utilizó un almacén de valores clave y varias otras características que luego se incorporaron a los almacenes de datos NoSQL. El uso y el enfoque de las estructuras clave-valor evolucionaron gradualmente hasta convertirse en bases de datos clave-valor NoSQL simples.

Este tipo de base de datos guarda datos como un grupo de pares clave-valor, que se componen de dos elementos de datos que están vinculados. El vínculo entre los elementos es una "clave" (como "nombre de archivo"), que actúa como identificador de un elemento dentro de los datos, y el "valor" que son los datos (o contenido) que se han identificado.

Las bases de datos de valores clave a menudo se consideran las más simples de las Bases de datos NoSQL. Esta simplicidad hace que las bases de datos y los almacenes de valores clave sean rápidos, fáciles de usar, portátiles, escalables y flexibles. Sin embargo, los sistemas de valores clave originales no fueron diseñados para permitir a los investigadores filtrar o controlar los datos que devuelven una solicitud; no incluían un motor de búsqueda. Eso está cambiando a medida que las personas modifican sus bases de datos clave-valor.

Redis presentó su base de datos clave-valor en 2009:

“La intención original de Redis (o cualquier almacén clave-valor) era tener una clave o identificador particular para cada dato individual. Redis rápidamente amplió este concepto con tipos de datos, donde una sola clave podría referirse a múltiples (incluso millones) de datos. A medida que los módulos llegaron al ecosistema, la idea de una clave se extendió aún más porque un solo dato ahora podía abarcar varias claves (para un índice RediSearch, por ejemplo). Entonces, cuando se nos pregunta si Redis es un almacén de valores-clave, generalmente respondemos con "desciende de la línea de bases de datos-valor-clave", pero tenga en cuenta que, en este punto, es difícil justificar a Redis solo como un almacén de valores-clave. "

Aunque muchas bases de datos NoSQL siguen incluyendo almacenes clave-valor, las claves también se pueden utilizar en bases de datos relacionales. La clave principal utilizada para las tablas relacionales identifica de forma única cada registro dentro de la tabla. Algunas claves se pueden utilizar para conectar (o unir) datos almacenados en una tabla con los datos de otras tablas. Almacenar una clave principal para una fila en otra tabla se conoce como clave externa. Hay clave primaria y clave externa. errores que se deben evitar. 

Cómo funcionan las bases de datos de valores clave

Las bases de datos clave-valor no establecen un esquema específico. Las bases de datos relacionales tradicionales predefinen sus estructuras dentro de la base de datos, utilizando tablas que contienen campos con tipos de datos bien definidos. Los sistemas clave-valor, por otro lado, tratan los datos como una colección única en la que la clave representa una cadena arbitraria (por ejemplo, un nombre de archivo, un hash o un identificador uniforme de recursos (URI). Los almacenes de valores clave generalmente utilizan mucha menos memoria al guardar y almacenar la misma cantidad de datos, lo que a su vez aumenta el rendimiento para ciertos tipos de cargas de trabajo.

Las bases de datos de valores-clave "puras" no utilizan un lenguaje de consulta, pero ofrecen una forma de recuperar, guardar y eliminar datos mediante comandos muy simples. conseguir, poner, y Eliminar. (Las bases de datos de valores clave modificadas pueden incluir búsquedas de texto completo). La recuperación de datos requiere un método de solicitud directa para comunicarse con el archivo de datos. No hay búsqueda, ni hay buscador. Si no se conoce la clave, no hay forma de encontrarla.

Usos de las bases de datos de valores clave

Aunque la bases de datos relacionales manejan bastante bien las transacciones de pago, tienen dificultades para manejar grandes volúmenes de transacciones simultáneas. Sin embargo, las bases de datos de valores clave NoSQL pueden escalar según sea necesario y manejar volúmenes extremadamente altos de tráfico por segundo, brindando servicio a miles de usuarios simultáneos.

Las bases de datos NoSQL de valor clave vienen con redundancia incorporada, lo que les permite manejar nodos de almacenamiento perdidos sin problemas. (Ocasionalmente, por ejemplo, un “carrito de compras” perderá artículos). Los almacenes clave-valor procesan grandes cantidades de datos y un flujo constante de operaciones de lectura/escritura para:

• Gestión de sesiones: Ofreciendo a los usuarios la opción de guardar y restaurar sesiones.
• Preferencias de usuario y tiendas de perfiles: Datos personales de usuarios específicos.
• Recomendaciones de productos: Artículos personalizados que podrían interesarle a un cliente.
• Cupones, anuncios personalizados: Adaptado y visto por los clientes en tiempo real.
• Actuando como caché para datos vistos regularmente que rara vez se actualizan.

Las bases de datos de valores clave se utilizan a menudo para la gestión de sesiones en aplicaciones web. Les va bien en la gestión de la información de la sesión para todas las aplicaciones de nuevos usuarios en teléfonos inteligentes y otros dispositivos.

Las bases de datos de valores clave también se pueden utilizar para juegos masivos en línea de varios jugadores, gestionando la sesión de cada jugador.

Se
son muy buenos administrando carritos de compras para compradores en línea, hasta el momento del pago.
Las transacciones de pago y cualquier contabilización de ingresos funcionan mejor con una relación
base de datos.

Como una de las bases de datos NoSQL más simples, las bases de datos clave-valor se pueden escalar fácilmente para fines de investigación de big data, al mismo tiempo que atienden a múltiples usuarios simultáneamente.

Las empresas que venden productos a través de Internet a menudo luchan con los diferentes volúmenes de compras de la temporada previa a Navidad en comparación con el resto del año. La cuestión es pagar por una infraestructura adaptada al pico de compras navideñas (y pagar por esa infraestructura durante el resto del año) o correr el riesgo de no poder soportar las prisas navideñas (y colapsar durante varias horas). Suponiendo que una base de datos relacional maneja servicios normales durante todo el año, alquilar una servicio de almacenamiento en la nube con una base de datos de valores clave para las prisas navideñas proporciona una solución eficiente y relativamente económica.

Elegir la base de datos adecuada para su organización

Diferentes bases de datos de valores clave utilizan diferentes técnicas para mejorar el modelo básico de valores clave. Algunos almacenan todos sus datos en RAM, mientras que otros trabajan con una combinación de SSD (unidades de estado sólido) y RAM. Otros combinan soporte para discos giratorios y RAM.

Estas bases de datos fueron diseñadas para responder a las nuevas aplicaciones que están disponibles para teléfonos inteligentes y otros dispositivos. Las organizaciones deben evitar que todas sus bases de datos relacionales sean reemplazadas por NoSQL, especialmente para aplicaciones financieras. Algunas bases de datos de valores clave populares se enumeran a continuación:

• aerospike: Una base de datos NoSQL de código abierto que utiliza una memoria en memoria optimizada para flash.
• Apache Cassandra: Un sistema de gestión de bases de datos NoSQL distribuido, gratuito, de código abierto y de almacén de columnas amplias.
• Base de datos de Amazon Dynamo: Un servicio de base de datos NoSQL propietario y totalmente administrado que ofrece Amazon.
• Base de datos de Berkeley: Una biblioteca de almacenamiento de bases de datos básica, de alto rendimiento, integrada y de código abierto.
• Base de sofá: Diseñado para aplicaciones críticas para el negocio, proporciona búsquedas de texto completo, consultas basadas en SQL y análisis.
• Memcached: Acelera los sitios web al almacenar en caché datos y objetos en la RAM para reducir la cantidad de veces que se debe leer una fuente de datos externa. Gratis y de código abierto.
• Riak: Rápido, flexible y escalable, es bueno para desarrollar aplicaciones y trabajar con otras bases de datos y aplicaciones.
• Redis: una base de datos, un intermediario de mensajes y una memoria caché. Admite hashes, cadenas, listas, mapas de bits e HyperLogLog.

En términos generales, el secreto
a las bases de datos de valores clave radica en su simplicidad y la velocidad resultante que
se vuelve disponible. La recuperación de datos requiere una solicitud directa (clave) para el
objeto en la memoria (valor) y no hay lenguaje de consulta. Los datos pueden ser
almacenado en sistemas distribuidos sin preocuparse sobre dónde se encuentran los índices,
el volumen de datos o ralentizaciones de la red. Algunas bases de datos de valores clave utilizan flash
almacenamiento e índices secundarios en un esfuerzo por superar los límites de la tecnología de valor clave.

Una base de datos clave-valor es a la vez
fácil de construir y escalar. Normalmente ofrece un rendimiento excelente y puede
optimizarse para adaptarse a las necesidades de una organización. Cuando una base de datos clave-valor es
modificado con nuevas aplicaciones, existe una mayor probabilidad de que el sistema
operar más lentamente.

Imagen utilizada bajo licencia de Shutterstock.com

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• Fuente: https://www.dataversity.net/understanding-key-value-databases/