Una base de datos es una de las secciones más cruciales de una aplicación. Las bases de datos pueden almacenar información y mejorar el rendimiento general del software. Es por eso que elegir una base de datos adecuada para su proyecto es fundamental.
Hoy en día, la popularidad de las bases de datos de gráficos se está disparando significativamente. Se estima que el tamaño del mercado de la base de datos de gráficos aumentará de 821,8 millones de dólares en 2018 a 2500 millones de dólares en 2023 . Cada vez más empresas han entendido que el poder real no está en los datos en sí, sino en cómo se conectan los datos.
Muchas aplicaciones funcionan con bases de datos relacionales como MySQL y PostgreSQL. A pesar de sus beneficios, las bases de datos relacionales difícilmente pueden manejar innumerables cantidades de datos conectados. Es por eso que las bases de datos no relacionales como Neo4j están optimizadas para ayudarlo a crear aplicaciones escalables y de alto rendimiento que usan fácilmente innumerables cantidades de datos conectados. No muchos desarrolladores conocen las capacidades de las bases de datos de gráficos y Neo4j. En este artículo, vamos a explicar todo sobre Neo4j y sus capacidades.
Conceptos y principios de las bases de datos Neo4j
Antes de discutir a fondo el papel de la base de datos Neo4j en proyectos reales, debe saber cómo funciona esta tecnología, los fines comerciales para los que puede usarla y las diferencias entre Neo4j y otras bases de datos.
Bases de datos de gráficos: la mejor solución para manejar datos conectados
Todo en el mundo está conectado. Tome nuestro círculo interno de amigos y familiares, por ejemplo. Todo el mundo se relaciona con los demás de diferentes maneras. Imagine que todos los datos que explican las relaciones entre los miembros del círculo se almacenan en un solo lugar. Luego, puede tomar cualquier dato sin preocuparse por otras conexiones.
Así es como funciona una base de datos de gráficos como Neo4j. Las bases de datos de gráficos son bases de datos NoSQL que pueden almacenar, mapear y consultar relaciones entre datos. Los elementos de una base de datos de gráficos pueden conectarse entre sí de cualquier forma posible.
Una base de datos de gráficos como Neo4j es la mejor solución para manejar grandes cantidades de datos conectados. Estas bases de datos se centran profundamente en las relaciones y almacenan datos ya conectados, a diferencia de cualquier otra tecnología de gestión y almacenamiento de datos disponible. Es por eso que las bases de datos de gráficos son la tecnología más efectiva para manejar rápidamente innumerables datos conectados.
Bases de datos relacionales y bases de datos no relacionales
Los desarrolladores que solo han trabajado con bases de datos relacionales a lo largo de su carrera seguramente tendrán esta pregunta en mente, "¿cuál es exactamente el punto de usar modelos no relacionales como Neo4j?"
Cuando se utilizan bases de datos relacionales, todo parece fluido y claro. A pesar de eso, existen algunos inconvenientes significativos en el uso de estas bases de datos que debe tener en cuenta:
- Volumen limitado : las bases de datos relacionales no están bien optimizadas para procesar grandes cantidades de datos.
- Velocidad : las tiendas relacionales no son rápidas cuando necesitan procesar una gran cantidad de operaciones de lectura y escritura.
- Falta de relaciones : los almacenes de datos relacionales se limitan a describir solo las relaciones estándar, incluidas las relaciones uno a uno, uno a muchos y muchos a muchos.
- Variedad : las bases de datos relacionales son apenas flexibles cuando procesan los tipos de datos que no se pueden describir utilizando el esquema del modelo. Además de eso, estas bases de datos son ineficientes cuando se trata de grandes datos binarios y semiestructurados (JSON y XML).
- Escalabilidad : la escala horizontal no es efectiva para las bases de datos relacionales.
Para abordar todos estos problemas y limitaciones, se han desarrollado diferentes bases de datos no relacionales como Neo4j. Sin embargo, la mayoría de ellos carecen de relaciones que se deben a la asociación de datos entre sí a través de referencias (similar a las claves foráneas en el modelo relacional). Las referencias dificultan el proceso de consulta de datos, especialmente los datos conectados, ya que se esfuerzan por describir las relaciones entre entidades.
Base de datos de gráficos Neo4j
Las bases de datos de grafos como Neo4j se basan principalmente en la teoría de grafos, que es una teoría matemática. Los grafos son estructuras que constan de dos parámetros principales: vértices y aristas.
Los vértices representan entidades como personas o cosas en una gran base de datos. Los bordes también muestran las conexiones entre los vértices. Los bordes pueden tener valores numéricos que se denominan "peso".
Los desarrolladores pueden hacer uso de estas estructuras para modelar escenarios definidos por relaciones. Como ejemplo, una base de datos de gráficos simple permite a los desarrolladores modelar una red social que consta de usuarios como nodos y relaciones que son las conexiones entre los usuarios. Otro ejemplo puede ser una red de carreteras donde las ciudades, pueblos o aldeas son vértices y, por otro lado, las carreteras son aristas que conectan los vértices con pesos que indican distancias.
Neo4j tiende a mostrar los conceptos de teoría de grafos a su manera. Para averiguarlo exactamente, debemos echar un vistazo al modelo de gráfico de propiedades etiquetadas en la base de datos de Neo4j a continuación.
Componentes principales de la base de datos Neo4j
El modelo Neo4j consta principalmente de estos componentes principales:
- Nodos (equivalentes a los vértices en la teoría de grafos): elementos de datos principales (p. ej., Jack u otros miembros de un círculo de amistad) que están conectados por relaciones. Los nodos pueden tener etiquetas y propiedades (explicadas a continuación).
- Relaciones (equivalente a aristas en la teoría de grafos): Describe las conexiones entre los nodos y los conecta (p. ej., Jack está "casado con" Jane). Las relaciones pueden tener una o más propiedades.
- Etiquetas: representan la función de los nodos (p. ej., Jane es una "persona"). Las etiquetas se utilizan para agrupar nodos. Cada nodo puede tener varias etiquetas. Las etiquetas también se indexan para acelerar el proceso de búsqueda de nodos en un gráfico.
- Propiedades: Atributos de nodos y relaciones que involucran pares de nombre o valor.
La base de datos Neo4j permite almacenar datos como pares clave-valor, lo que significa que las propiedades pueden tener cualquier tipo de valor (cadena, número o booleano). La estructura de datos del gráfico puede parecer inicialmente un poco complicada, pero es simple y natural. Eche un vistazo a la imagen a continuación como un ejemplo del modelo de datos de gráficos en Neo4j para obtener más aclaraciones:
En este modelo simple, dos nodos principales son Alice y Bob. Están conectados entre sí a través de relaciones. Ambos nodos tienen una etiqueta similar, que es "Persona". En este modelo, solo al nodo de Bob se le han dado algunas propiedades; sin embargo, en el modelo gráfico de Neo4j, cada nodo y relación puede contener propiedades.
Es fácil para las personas interpretar un modelo Neo4j ya que es intuitivo y comprensible. Lo cierto es que el cerebro humano apenas piensa en base a tablas y filas y tiende a pensar en objetos abstractos y conexiones. En otras palabras, cualquier cosa que pueda dibujar en una hoja de papel puede representarse con gráficos y convertirse en un modelo Neo4j.
Neo4j frente a bases de datos relacionales y otras NoSQL
Ahora que conocemos los conceptos básicos sobre la base de datos Neo4j y el modelo de datos de gráficos, es posible que se pregunte cuál es la diferencia entre la base de datos Neo4j y los almacenes de datos relacionales. Aunque Neo4j está en la lista de herramientas NoSQL, sigue siendo diferente de otras bases de datos NoSQL. Para ello, es fundamental conocer las diferencias entre la base de datos Neo4j y otras bases de datos relacionales y no relacionales a continuación.
Almacenamiento de datos
En el caso del almacenamiento de datos, la base de datos Neo4j utiliza una estructura de almacenamiento de gráficos. Las bases de datos relacionales utilizan tablas fijas y predefinidas que constan de filas y columnas. Además, las bases de datos NoSQL usan almacenamiento de datos conectados que no es compatible a nivel de base de datos.
Modelado de datos
Las bases de datos Neo4j utilizan un modelo de datos flexible, mientras que el modelo de las bases de datos relacionales debe desarrollarse a partir de un modelo lógico. Además, las bases de datos NoSQL no son adecuadas para arquitecturas empresariales.
Rendimiento de consultas
El modelo Neo4j ofrece un gran rendimiento independientemente del número y la profundidad de las conexiones. Por otro lado, la velocidad de procesamiento de las bases de datos relacionales disminuye a medida que crece el número de entradas de datos. Además, las relaciones deben crearse a nivel de aplicación en bases de datos NoSQL.
Lenguaje de consulta
El lenguaje de cifrado se usa en el modelo Neo4j, que es el lenguaje de consulta gráfico nativo. El lenguaje SQL se utiliza en bases de datos relacionales, lo que aumenta la complejidad a medida que crece el número de uniones. En el caso de los modelos NoSQL se utilizan diferentes lenguajes, pero ninguno de ellos está bien desarrollado para expresar relaciones.
Soporte de transacciones
Las transacciones ACID se admiten tanto en Neo4j como en los modelos relacionales. Hablando de bases de datos NoSQL, las transacciones BASE resultan poco confiables para las relaciones de datos.
Procesamiento a escala
La base de datos Neo4j es inherentemente escalable para consultas basadas en patrones. Las bases de datos relacionales escalan a través de la replicación pero no son rentables. Las bases de datos NoSQL también son escalables, pero la integridad de los datos no es confiable en ellas.
Beneficios de la base de datos Neo4j
Los modelos Neo4j están diseñados específicamente para manejar cantidades significativas de datos conectados. Estos modelos le brindan algunas ventajas principales, incluidas las siguientes:
- Rendimiento rápido
Esta es una de las mayores ventajas de los modelos gráficos. El rendimiento de las bases de datos relacionales no es suficiente a medida que aumenta el número y la profundidad de las relaciones. Por otro lado, el rendimiento de las bases de datos de gráficos como las bases de datos Neo4j sigue siendo alto incluso si la cantidad de datos aumenta notablemente.
El equipo detrás del modelo Neo4j también lanzó una biblioteca recientemente. La biblioteca permite a los desarrolladores ejecutar algoritmos gráficos en paralelo en muchos miles de millones de nodos y decenas de miles de millones de relaciones en un par de horas. En términos más exactos, las bases de datos de Neo4j escalan horizontalmente. Significa que el rendimiento del modelo no depende del tamaño de la base de datos. Puede atravesar enormes conjuntos de datos conectados y ofrece funciones de bases de datos empresariales, como transacciones ACID y copias de seguridad o recuperación automatizadas.
- Flexibilidad
La estructura y el esquema de un modelo gráfico como Neo4j se ajustan fácilmente a las variaciones de la aplicación, lo que los convierte en una base de datos muy flexible. También puede actualizar fácilmente la estructura de datos sin dañar la funcionalidad existente. La actualización se puede realizar en cualquier momento que desee, ya que la estructura puede evolucionar simultáneamente junto con la aplicación para la que se utiliza.
- Administrar relaciones entre datos
La base de datos Neo4j le permite explorar varias rutas y conexiones entre los datos y consultarlos de la manera más eficiente posible. Además, puede obtener datos complejos de la base de datos con facilidad, incluso si están fuertemente conectados.
Casos de uso de la base de datos Neo4j
Lo siguiente que debemos saber sobre el modelo gráfico Neo4j es para qué podemos usar esta tecnología de almacenamiento de datos. Puede parecer que esta tecnología se puede adquirir para solucionar cualquier tipo de problema, pero lo cierto es que la base de datos de Neo4j también se debe utilizar cuando sea adecuado.
El modelo Neo4j se usa solo cuando los datos conectados son más importantes. Esta tecnología ya ha conquistado los casos de uso más populares, incluida la detección de fraudes, la personalización, la gestión de redes, los gráficos de conocimiento y muchos más.
A pesar de eso, la próxima generación de desarrolladores de gráficos está diseñando el futuro de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático con la ayuda de modelos como Neo4j. Ahora, echemos un vistazo a varios casos de uso de la base de datos Neo4j a continuación.
Detener las redes de fraude
Las medidas tradicionales de prevención del fraude se concentran profundamente en puntos de datos separados, incluidas cuentas, personas, dispositivos o direcciones IP. El problema aquí es que los delincuentes modernos hoy en día pueden escapar de estos métodos de detección simplemente creando redes de fraude con identidades irreales. Para evitar tales escapes, es necesario observar las conexiones que vinculan los puntos de datos individuales.
Aunque ninguna medida de prevención del fraude es perfecta, puede mejorar el proceso analizando las conexiones entre los datos individuales. Aquí es donde el modelo Neo4j resulta útil para detectar patrones difíciles que las bases de datos relacionales difícilmente pueden descubrir.
Las organizaciones empresariales utilizan la base de datos Neo4j para aumentar sus capacidades de detección de fraudes para prevenir varios fraudes financieros, incluido el fraude bancario propio, el fraude de comercio electrónico, el fraude de tarjetas de crédito, el fraude de seguros y el fraude de lavado de dinero, de inmediato.
Operaciones de red y TI
Las infraestructuras de red y TI son extremadamente complejas y requieren una base de datos de administración de configuración (CMDB) que va mucho más allá de las bases de datos relacionales. La base de datos de gráficos Neo4j CMDB lo ayuda a correlacionar su red, centro de datos y activos de TI para simplificar la resolución de problemas, el análisis de impacto y la capacidad o la planificación de interrupciones.
Las bases de datos gráficas como Neo4j le permiten conectar herramientas de monitoreo y obtener información crucial sobre las complicadas relaciones entre varias operaciones de redes o centros de datos. Hay usos ilimitados para gráficos en redes y operaciones de TI.
Motores de recomendación
Los motores de recomendación en tiempo real deben ser capaces de correlacionar datos de productos, inventario, clientes, proveedores, logística e incluso sentimientos sociales para trabajar de manera más eficiente. Además, deberían poder capturar instantáneamente cualquier nuevo interés de acuerdo con la visita del nuevo cliente.
La tecnología clave que permite que los motores de recomendación lo hagan son las bases de datos de gráficos como Neo4j. Rápidamente deja atrás las bases de datos relacionales tradicionales y conecta cantidades masivas de datos de clientes y productos.
aplicaciones de redes sociales
Las bases de datos de gráficos sociales como Neo4j ayudan a crear redes sociales innovadoras o a integrar gráficos sociales actuales en una aplicación empresarial. Lo cierto es que las redes sociales ya están construidas con gráficos y relaciones; entonces, por lo que no tiene sentido cambiarlos de gráficos a tablas y luego viceversa.
Un modelo de datos que pueda coincidir directamente con su modelo de dominio lo ayudará a comprender su base de datos, comunicarse mejor y reducir el trabajo innecesario. Neo4j agiliza el rendimiento de su aplicación de red social al disminuir el tiempo requerido para el modelado de datos.
Gestión de Identidad
Administrar innumerables roles, grupos, productos y autorizaciones en una empresa es difícil. Con Neo4j, puede rastrear de manera eficiente todas las autorizaciones y herencias de identidad y acceso de manera profunda y rápida. Esto se debe a que todos los datos están interconectados en Neo4j, lo que le brinda mejores conocimientos y control que nunca.
telecomunicaciones
Las conexiones son el núcleo de las telecomunicaciones, y las bases de datos de gráficos como Neo4j son:
- La mejor opción para modelar.
- almacenar
- Consulta de todo tipo de datos de telecomunicaciones.
Neo4j permite que las empresas se desempeñen rápidamente al mejorar sus datos conectados, ya sea que necesiten administrar estructuras de red supercomplicadas, varias líneas y paquetes de productos, o la satisfacción y retención del cliente en el mercado ampliamente competitivo de hoy.
Gobierno
Muchos gobiernos están utilizando actualmente Neo4j y otras tecnologías gráficas para combatir el crimen, prevenir el terrorismo, mejorar la responsabilidad fiscal y hacer que todo sea transparente para sus ciudadanos. Estos enfoques necesitan datos para conectarse a través de varias aplicaciones o repositorios, lo que requiere departamentos discretos para trabajar. Por eso es necesario un modelo gráfico flexible, escalable y potente como Neo4j para procesar rápidamente los datos interconectados.
IA y análisis
Las empresas modernas enfrentan desafíos extremadamente complicados hoy en día y requieren tecnologías inteligentes. Neo4j en este caso mejora las predicciones que hacen posible mejores decisiones e innovación. Incorpora el poder predictivo de las relaciones y la estructura de la red en los datos actuales para responder preguntas difíciles y aumentar la precisión de la predicción.
Los algoritmos de gráficos de Neo4j encuentran patrones esenciales en las estructuras globales y hacen posibles las predicciones sobre el gráfico con la ayuda de incrustaciones de gráficos y capacitación de aprendizaje automático de bases de datos de gráficos dentro del espacio de trabajo de análisis. Así es como las empresas pueden mejorar las relaciones altamente predictivas y la estructura de la red para responder preguntas poco comunes.
Las organizaciones utilizan los resultados de los algoritmos de gráficos y las funciones predictivas de Neo4j para realizar análisis adicionales, aprendizaje automático o sistemas de inteligencia artificial compatibles. Los gráficos generalmente aportan un valor fantástico a la analítica avanzada, el aprendizaje automático y la IA.
Ciencias de la vida
Los datos interconectados rodean masivamente a las empresas que trabajan en ciencias de la vida. Por ejemplo, los biólogos deben comprender las conexiones entre genes, proteínas, células, etc., y las organizaciones de atención médica deben mapear los viajes de los pacientes para comprender la progresión de la enfermedad. Es por eso que estas empresas están utilizando Neo4j para analizar sus datos conectados, lo que antes era imposible sin gráficos.
Las compañías de vida, incluidos los fabricantes de productos químicos, las empresas agrícolas, las nuevas empresas de biotecnología y muchas otras, comprenden el valor real de Neo4j y los gráficos para I+D, privacidad y cumplimiento normativo, fabricación de equipos médicos, pacientes, organizaciones, etc.
Servicios financieros
Los servicios financieros y los bancos deben luchar continuamente contra los delitos financieros, prevenir y responder a los ataques cibernéticos y garantizar que cumplan con las regulaciones actualizadas. Para hacerlo, requieren una base de datos que pueda encontrar rápidamente relaciones entre puntos de datos con facilidad. Neo4j ayuda a los servicios financieros y les brinda una mejor gestión de riesgos, cumplimiento normativo, estructura de TI confiable y segura, experiencia del cliente mejorada y muchos otros beneficios.
Los mayores usuarios de Neo4j en el mundo
Hoy en día, las organizaciones más grandes del mundo utilizan Neo4j para optimizar la gestión de sus innumerables puntos de datos. Neo4j es el proveedor líder mundial de tecnología de gráficos escalables que ayuda al 75 por ciento de las empresas de la lista Fortune 100 a mejorar sus aplicaciones de datos conectados.
Las industrias y empresas más grandes que utilizan la tecnología Neo4j en la actualidad son las siguientes:
- 7 de los 10 principales minoristas del mundo como eBay, ADEO y ATPCO
- 3 de los 5 principales fabricantes de aviones del mundo como Airbus
- 8 de las 10 principales compañías de seguros del mundo como Bayerische y Allianz
- Todos los 20 principales bancos de América del Norte, como JP Morgan, Citi, Chase y UBS
- 8 de los 10 principales fabricantes de automóviles del mundo como Volvo, Toyota y Daimler
- 3 de los 5 mejores hoteles del mundo como Marriott y AccorHotels
- 7 de las 10 principales empresas de telecomunicaciones del mundo, como Verizon, Orange, AT&T y Comcast
Ultimas palabras
Las aplicaciones modernas de hoy en día se enfrentan al gran desafío de procesar grandes cantidades de datos interconectados, por lo que necesitan enormemente una tecnología eficiente que les ayude a hacer frente a este problema. La tecnología de gráficos Neo4j le permite crear aplicaciones que pueden proporcionar información valiosa en tiempo real sobre los datos conectados para un análisis más detallado y tomar decisiones correctas.
Suponga que desea utilizar los últimos avances en desarrollo móvil y web e incorporar bases de datos de gráficos como Neo4j en sus aplicaciones. En ese caso, la plataforma sin código AppMaster es lo que necesita. La plataforma le permite crear aplicaciones web y móviles de manera eficiente y, por supuesto, hay un backend que es la codificación visual backend más poderosa que existe.
