Une base de données en colonnes est un type spécialisé de système de gestion de base de données (SGBD) conçu pour gérer efficacement les charges de travail d'analyse à lecture intensive, en particulier dans le contexte du Big Data et de l'entreposage de données. Cette architecture de base de données s'écarte des systèmes de bases de données relationnelles traditionnels basés sur les lignes (RDBMS) en stockant les données en colonnes.
Cette différence structurelle améliore considérablement les performances lors de l'exécution de requêtes analytiques qui nécessitent des agrégations, des analyses filtrées et des calculs complexes sur de grands ensembles de données. Dans un SGBDR traditionnel basé sur des lignes, les données sont organisées comme une collection d'enregistrements, chaque enregistrement étant composé d'un ensemble de champs (colonnes). Cette structure est idéale pour les charges de travail transactionnelles où plusieurs champs d'un enregistrement sont lus ou mis à jour ensemble.
Cependant, lorsqu'il s'agit de requêtes analytiques qui s'étendent sur de grandes quantités de données, les bases de données basées sur les lignes nécessitent une activité d'E/S disque excessive, ce qui affecte négativement les performances des requêtes. En revanche, une base de données en colonnes stocke les données par colonne, par opposition aux lignes. Chaque colonne est stockée séparément, permettant une compression efficace des types de données similaires. Cela réduit considérablement les E/S disque requises pour les requêtes analytiques, car seules les colonnes pertinentes doivent être accessibles, tandis que les colonnes non liées peuvent être ignorées. De plus, en éliminant le besoin de lire toute la ligne de données, les performances des requêtes sont encore optimisées. Pour mieux comprendre les différences entre les bases de données en lignes et en colonnes, considérons une requête simple qui calcule le prix moyen des produits dans une base de données de ventes. Dans un SGBDR basé sur les lignes, chaque ligne de la table des ventes doit être lue de manière séquentielle, même pour les colonnes non impliquées dans la requête.
En revanche, une base de données en colonnes ne peut accéder directement qu'à la colonne "prix", ce qui améliore considérablement la vitesse des requêtes et réduit la consommation de ressources. Les avantages de l'utilisation d'une base de données en colonnes vont au-delà de l'amélioration des performances des requêtes. Ce type de base de données offre également :
- Efficacité du stockage : le stockage des données par colonne permet une compression efficace des données et réduit les besoins en espace disque. Étant donné que des types de données similaires sont stockés ensemble, les algorithmes de compression modernes peuvent facilement exploiter la redondance inhérente. Cela permet aux bases de données en colonnes de stocker de grandes quantités de données en utilisant une fraction de l'espace requis par les bases de données traditionnelles basées sur les lignes.
- Partitionnement et indexation des données : les bases de données en colonnes prennent en charge des techniques avancées de partitionnement et d'indexation adaptées aux charges de travail analytiques. Les données peuvent être partitionnées en fonction des valeurs des colonnes et des colonnes spécifiques peuvent être indexées pour une exécution plus rapide des requêtes.
- Traitement vectorisé : en stockant les données par colonne, les bases de données en colonnes modernes permettent un traitement vectorisé, où les opérations de calcul sont parallélisées sur plusieurs éléments de données à la fois. Cela peut entraîner des gains de performances significatifs sur les architectures de processeur modernes.
- Intégration avec les entrepôts de données et les moteurs d'analyse : les bases de données en colonnes sont couramment utilisées comme base pour les entrepôts de données et les moteurs d'analyse, tels qu'Apache Hive, Google BigQuery et Amazon Redshift. Ces systèmes tirent parti des avantages inhérents au stockage et au traitement en colonnes pour exécuter des charges de travail d'analyse à grande échelle.
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Une base de données en colonnes est un SGBD spécialisé conçu pour un traitement efficace des requêtes analytiques sur de grands ensembles de données. Il atteint des performances et une efficacité de stockage supérieures par rapport aux bases de données traditionnelles basées sur des lignes en organisant les données en colonnes. Les fonctionnalités clés des bases de données en colonnes, telles que le partitionnement, l'indexation et la compression avancés des données, en font le choix idéal pour les applications impliquant le Big Data et l'entreposage de données. Grâce à la plate no-code d' AppMaster, les entreprises peuvent capitaliser sur les avantages des bases de données en colonnes et créer des solutions logicielles évolutives, efficaces et rentables qui peuvent s'adapter à leurs besoins en constante évolution.
