Um banco de dados é uma das seções mais importantes de um aplicativo. Os bancos de dados podem armazenar informações e melhorar o desempenho geral do software. É por isso que escolher um banco de dados apropriado para o seu projeto é fundamental.
Hoje, a popularidade dos bancos de dados gráficos está aumentando significativamente. Estima-se que o tamanho do mercado de banco de dados gráfico salte de US$ 821,8 milhões em 2018 para US$ 2,5 bilhões em 2023 . Mais e mais empresas entenderam que o verdadeiro poder não está nos dados em si, mas em como os dados estão conectados.
Muitos aplicativos trabalham com bancos de dados relacionais , como MySQL e PostgreSQL. Apesar de seus benefícios, os bancos de dados relacionais dificilmente podem lidar com inúmeras quantidades de dados conectados. É por isso que bancos de dados não relacionais como o Neo4j são otimizados para ajudá-lo a criar aplicativos escaláveis e de alto desempenho que usam facilmente inúmeras quantidades de dados conectados. Poucos desenvolvedores conhecem os recursos dos bancos de dados gráficos e do Neo4j. Neste artigo, vamos explicar tudo sobre o Neo4j e seus recursos.
Conceitos e princípios dos bancos de dados Neo4j
Antes de discutir detalhadamente o papel do banco de dados Neo4j em projetos reais, você precisa saber como essa tecnologia funciona, os propósitos comerciais para os quais você pode usá-la e as diferenças entre o Neo4j e outros bancos de dados.
Bancos de dados gráficos: melhor solução para lidar com dados conectados
Tudo no mundo está conectado. Veja nosso círculo íntimo de amigos e familiares, por exemplo. Todo mundo está relacionado com os outros de maneiras diferentes. Imagine que todos os dados que explicam as relações entre os membros do círculo estão armazenados em um só lugar. Então, você pode pegar qualquer dado sem se preocupar com outras conexões.
É assim que um banco de dados gráfico como o Neo4j funciona. Os bancos de dados gráficos são bancos de dados NoSQL que podem armazenar, mapear e consultar relacionamentos entre dados. Elementos em um banco de dados de grafos podem se conectar uns aos outros de qualquer maneira possível.
Um banco de dados gráfico como o Neo4j é a melhor solução para lidar com grandes quantidades de dados conectados. Esses bancos de dados estão profundamente focados em relacionamentos e armazenam dados já conectados, diferentemente de qualquer outra tecnologia de armazenamento e gerenciamento de dados disponível. É por isso que os bancos de dados gráficos são a tecnologia mais eficaz para lidar rapidamente com inúmeros dados conectados.
Bancos de dados relacionais e bancos de dados não relacionais
Os desenvolvedores que trabalharam apenas com bancos de dados relacionais ao longo de sua carreira certamente terão essa pergunta em mente, “qual é exatamente o sentido de usar modelos não relacionais como o Neo4j?”
Ao usar bancos de dados relacionais, tudo parece ser perfeito e claro. Apesar disso, existem algumas desvantagens significativas no uso desses bancos de dados que você precisa conhecer:
- Volume limitado : bancos de dados relacionais não são bem otimizados para processar grandes quantidades de dados.
- Velocidade : Os armazenamentos relacionais não são rápidos quando precisam processar um grande número de operações de leitura e escrita.
- Falta de relacionamentos : os armazenamentos de dados relacionais são limitados a descrever apenas relacionamentos padrão, incluindo relacionamentos um-para-um, um-para-muitos e muitos-para-muitos.
- Variedade : Bancos de dados relacionais são pouco flexíveis ao processar os tipos de dados que não podem ser descritos usando o esquema do modelo. Além disso, esses bancos de dados são ineficientes ao lidar com grandes dados binários e semiestruturados (JSON e XML).
- Escalabilidade : A escala horizontal é ineficaz para bancos de dados relacionais.
Para lidar com todos esses problemas e limitações, diferentes bancos de dados não relacionais, como o Neo4j, foram desenvolvidos. No entanto, a maioria deles não possui relacionamentos devido à associação de partes de dados entre si por meio de referências (semelhante a chaves estrangeiras no modelo relacional). As referências tornam o processo de consulta de dados mais difícil, especialmente dados conectados, pois se esforçam para descrever relacionamentos entre entidades.
Banco de dados de gráficos Neo4j
Bancos de dados gráficos como o Neo4j são baseados principalmente na teoria dos grafos, que é uma teoria matemática. Grafos são estruturas que consistem em dois parâmetros principais: vértices e arestas.
Os vértices representam entidades como pessoas ou coisas em um grande banco de dados. As arestas também mostram as conexões entre os vértices. As arestas podem ter valores numéricos que são chamados de "peso".
Os desenvolvedores podem fazer uso dessas estruturas para modelar cenários definidos por relacionamentos. Como exemplo, um banco de dados gráfico simples permite que os desenvolvedores modelem uma rede social que consiste em usuários como nós e relacionamentos que são as conexões entre os usuários. Outro exemplo pode ser uma rede rodoviária onde cidades, vilas ou vilarejos são vértices e, por outro lado, estradas são arestas que conectam os vértices com pesos que indicam distâncias.
O Neo4j tende a mostrar os conceitos da teoria dos grafos à sua maneira. Para descobrir exatamente, precisamos dar uma olhada no modelo de gráfico de propriedades rotuladas no banco de dados Neo4j abaixo.
Principais componentes do banco de dados Neo4j
O modelo Neo4j consiste principalmente nestes componentes primários:
- Nós (equivalentes a vértices na teoria dos grafos): Principais elementos de dados (por exemplo, Jack ou outros membros de um círculo de amizade) que estão conectados por relacionamentos. Os nós podem ter rótulos e propriedades (explicados abaixo).
- Relacionamentos (equivalente a arestas na teoria dos grafos): Descreve as conexões entre os nós e os conecta (por exemplo, Jack é "casado com" Jane). Os relacionamentos podem ter uma ou mais propriedades.
- Rótulos: representam a função dos nós (por exemplo, Jane é uma "pessoa") Os rótulos são usados para agrupar nós. Cada nó pode ter vários rótulos. Os rótulos também são indexados para agilizar o processo de localização de nós em um gráfico.
- Propriedades: Atributos de nós e relacionamentos envolvendo pares de nomes ou valores.
O banco de dados Neo4j permite armazenar dados como pares chave-valor, o que significa que as propriedades podem ter qualquer tipo de valor (string, número ou booleano). A estrutura de dados do gráfico pode parecer inicialmente um pouco complicada, mas é simples e natural. Dê uma olhada na imagem abaixo como um exemplo do modelo de dados do gráfico no Neo4j para mais esclarecimentos:
Neste modelo simples, dois nós principais são Alice e Bob. Eles estão ligados uns aos outros através de relacionamentos. Ambos os nós têm um rótulo semelhante, que é "Pessoa". Neste modelo, apenas o nó de Bob recebeu algumas propriedades; no entanto, no modelo de grafo Neo4j, cada nó e relacionamento podem conter propriedades.
É fácil para as pessoas interpretarem um modelo Neo4j, pois é intuitivo e compreensível. A verdade é que o cérebro humano mal pensa com base em tabelas e linhas e tende a pensar em objetos e conexões abstratos. Em outras palavras, qualquer coisa que você possa desenhar em um pedaço de papel pode ser representada com gráficos e transformada em um modelo Neo4j.
Neo4j vs. Relacional e outros bancos de dados NoSQL
Agora que conhecemos o básico sobre o banco de dados Neo4j e o modelo de dados de gráfico, você pode estar se perguntando sobre a diferença entre o banco de dados Neo4j e os armazenamentos de dados relacionais. Embora o Neo4j esteja na lista de ferramentas NoSQL, ainda é diferente de outros bancos de dados NoSQL. Para tanto, é fundamental conhecer as diferenças entre o banco de dados Neo4j e outros bancos de dados relacionais e não relacionais abaixo.
Armazenamento de dados
No caso de armazenamento de dados, o banco de dados Neo4j utiliza uma estrutura de armazenamento de grafos. Os bancos de dados relacionais usam tabelas fixas e predefinidas que consistem em linhas e colunas. Além disso, os bancos de dados NoSQL usam armazenamento de dados conectado que não é suportado no nível do banco de dados.
Modelagem de dados
Os bancos de dados Neo4j utilizam um modelo de dados flexível, enquanto o modelo em bancos de dados relacionais deve ser desenvolvido a partir de um modelo lógico. Além disso, os bancos de dados NoSQL não são adequados para arquiteturas corporativas.
Desempenho da consulta
O modelo Neo4j oferece excelente desempenho, independentemente do número e da profundidade das conexões. Por outro lado, a velocidade de processamento de bancos de dados relacionais diminui à medida que o número de entradas de dados aumenta. Além disso, os relacionamentos devem ser criados no nível do aplicativo em bancos de dados NoSQL.
Linguagem de consulta
A linguagem Cypher é usada no modelo Neo4j, que é a linguagem nativa de consulta de grafos. A linguagem SQL é utilizada em bancos de dados relacionais, o que aumenta a complexidade à medida que cresce o número de junções. No caso de modelos NoSQL, diferentes linguagens são utilizadas, mas nenhuma delas é bem desenvolvida para expressar relacionamentos.
Suporte a transações
As transações ACID são suportadas nos modelos Neo4j e relacionais. Falando em bancos de dados NoSQL, as transações BASE não são confiáveis para relacionamentos de dados.
Processamento em escala
O banco de dados Neo4j é inerentemente escalável para consultas baseadas em padrões. Os bancos de dados relacionais são dimensionados por meio da replicação, mas não são econômicos. Os bancos de dados NoSQL também são escaláveis, mas a integridade dos dados não é confiável neles.
Benefícios do banco de dados Neo4j
Os modelos Neo4j são projetados especificamente para lidar com quantidades significativas de dados conectados. Esses modelos oferecem algumas vantagens principais, incluindo as seguintes:
- Desempenho rápido
Esta é uma das maiores vantagens dos modelos de grafos. O desempenho dos bancos de dados relacionais não é suficiente à medida que o número e a profundidade dos relacionamentos aumentam. Por outro lado, o desempenho de bancos de dados gráficos, como os bancos de dados Neo4j, permanece alto, mesmo que a quantidade de dados aumente notavelmente.
A equipe por trás do modelo Neo4j também lançou uma biblioteca recentemente. A biblioteca permite que os desenvolvedores executem algoritmos de gráfico em paralelo em muitos bilhões de nós e dezenas de bilhões de relacionamentos em algumas horas. Em termos mais exatos, os bancos de dados Neo4j são dimensionados horizontalmente. Isso significa que o desempenho do modelo não depende do tamanho do banco de dados. Ele pode percorrer enormes conjuntos de dados conectados e oferece recursos de banco de dados corporativos, como transações ACID e backup ou recuperação automatizados.
- Flexibilidade
A estrutura e o esquema de um modelo de grafo como o Neo4j são facilmente ajustáveis às variações da aplicação, tornando-os um banco de dados altamente flexível. Você também pode atualizar facilmente a estrutura de dados sem prejudicar a funcionalidade existente. A atualização pode ser feita a qualquer momento, pois a estrutura pode evoluir simultaneamente com a aplicação para a qual é utilizada.
- Gerenciar relacionamentos entre dados
O banco de dados Neo4j permite explorar vários caminhos e conexões entre os dados e consultá-los da forma mais eficiente possível. Além disso, você pode buscar dados complexos do banco de dados com facilidade, mesmo que estejam fortemente conectados.
Casos de uso do banco de dados Neo4j
A próxima coisa que precisamos saber sobre o modelo gráfico Neo4j é para que podemos usar essa tecnologia de armazenamento de dados. Pode parecer que esta tecnologia pode ser adquirida para resolver qualquer tipo de problema, mas a verdade é que a base de dados Neo4j também deve ser utilizada quando for conveniente.
O modelo Neo4j é usado apenas quando os dados conectados são mais importantes. Essa tecnologia já conquistou os casos de uso mais populares, incluindo detecção de fraude, personalização, gerenciamento de rede, gráficos de conhecimento e muito mais.
Apesar disso, a próxima geração de desenvolvedores de gráficos está projetando o futuro da inteligência artificial e do aprendizado de máquina com a ajuda de modelos como o Neo4j. Agora, vamos dar uma olhada em vários casos de uso do banco de dados Neo4j abaixo.
Parando os anéis de fraude
As medidas tradicionais de prevenção de fraude concentram-se profundamente em pontos de dados separados, incluindo contas, indivíduos, dispositivos ou endereços IP. O problema aqui é que os criminosos modernos são hoje capazes de escapar desses métodos de detecção simplesmente criando anéis de fraude com identidades irreais. Para evitar tais escapes, é necessário observar as conexões que ligam os pontos de dados individuais.
Embora nenhuma medida de prevenção de fraudes seja perfeita, você pode aprimorar o processo analisando as conexões entre os dados individuais. É aqui que o modelo Neo4j é útil para detectar padrões difíceis que os bancos de dados relacionais dificilmente conseguem descobrir.
As organizações corporativas usam o banco de dados Neo4j para aumentar suas habilidades de detecção de fraudes para evitar várias fraudes financeiras, incluindo fraude bancária primária, fraude de comércio eletrônico, fraude de cartão de crédito, fraude de seguro e fraude de lavagem de dinheiro, imediatamente.
Operações de rede e TI
As infraestruturas de rede e de TI são extremamente complexas e exigem um banco de dados de gerenciamento de configuração (CMDB) que está muito além dos bancos de dados relacionais. O banco de dados gráfico Neo4j CMDB ajuda você a correlacionar sua rede, data center e ativos de TI para simplificar a solução de problemas, análise de impacto e planejamento de capacidade ou interrupção.
Bancos de dados gráficos como o Neo4j permitem que você conecte ferramentas de monitoramento e obtenha insights cruciais sobre os relacionamentos complicados entre várias operações de rede ou data center. Há usos ilimitados para gráficos em operações de rede e TI.
Mecanismos de recomendação
Os mecanismos de recomendação em tempo real devem ser capazes de correlacionar dados de produto, estoque, cliente, fornecedor, logística e até mesmo de sentimento social para funcionar com mais eficiência. Além disso, eles devem ser capazes de capturar instantaneamente quaisquer novos interesses de acordo com a visita do novo cliente.
A principal tecnologia que permite que os mecanismos de recomendação façam isso são os bancos de dados gráficos como o Neo4j. Ele rapidamente deixa para trás os bancos de dados relacionais tradicionais e conecta grandes quantidades de dados de clientes e produtos.
Aplicativos de mídia social
Bancos de dados de gráficos sociais como o Neo4j ajudam a criar redes sociais inovadoras ou integrar gráficos sociais atuais em um aplicativo corporativo. A verdade é que as redes sociais já são construídas com gráficos e relacionamentos; então, então não faz sentido mudá-los de gráficos para tabelas e depois voltar novamente.
Um modelo de dados que pode corresponder diretamente ao seu modelo de domínio ajudará você a entender seu banco de dados, comunicar-se melhor e reduzir o trabalho desnecessário. O Neo4j agiliza o desempenho do seu aplicativo de rede social diminuindo o tempo necessário para a modelagem de dados.
Gerenciamento de identidade
Gerenciar inúmeras funções, grupos, produtos e autorizações em uma empresa é difícil. Com o Neo4j, você pode rastrear com eficiência todas as identidades e autorizações de acesso e heranças de forma profunda e rápida. Isso porque todos os dados estão interconectados no Neo4j, oferecendo a você melhores insights e controle do que nunca.
Telecomunicações
As conexões são o núcleo das telecomunicações e os bancos de dados gráficos como o Neo4j são:
- A melhor escolha para modelagem.
- Armazenamento.
- Consultando todos os tipos de dados de telecomunicações.
O Neo4j permite que as empresas tenham um desempenho rápido melhorando seus dados conectados, seja para gerenciar estruturas de rede supercomplicadas, várias linhas e pacotes de produtos ou satisfação e retenção de clientes no mercado altamente competitivo de hoje.
Governo
Muitos governos estão usando o Neo4j e outras tecnologias gráficas para combater o crime, prevenir o terrorismo, aumentar a responsabilidade fiscal e tornar tudo transparente para seus cidadãos. Essas abordagens precisam de dados para se conectar em vários aplicativos ou repositórios, exigindo que departamentos distintos funcionem. É por isso que um modelo gráfico flexível, escalável e poderoso como o Neo4j é necessário para processar rapidamente os dados interconectados.
IA e análise
As empresas modernas estão lidando com desafios extremamente complicados hoje e exigem tecnologias inteligentes. O Neo4j, neste caso, melhora as previsões que possibilitam melhores decisões e inovações. Ele incorpora o poder preditivo de relacionamentos e estrutura de rede em dados atuais para responder a perguntas difíceis e aumentar a precisão da previsão.
Os algoritmos de gráfico do Neo4j encontram padrões essenciais em estruturas globais e possibilitam previsões sobre o gráfico com a ajuda de incorporações de gráficos e treinamento de aprendizado de máquina de banco de dados gráfico dentro do espaço de trabalho de análise. É assim que as empresas podem aprimorar relacionamentos altamente preditivos e estrutura de rede para responder a perguntas incomuns.
As organizações usam os resultados de algoritmos gráficos e recursos preditivos do Neo4j para análises adicionais, aprendizado de máquina ou suporte a sistemas de inteligência artificial. Os gráficos geralmente trazem um valor fantástico para análises avançadas, aprendizado de máquina e IA.
Ciências da Vida
Dados interconectados cercam massivamente as empresas que trabalham em ciências da vida. Por exemplo, os biólogos precisam entender as conexões entre genes, proteínas, células, etc., e as organizações de saúde precisam mapear as jornadas dos pacientes para entender a progressão da doença. É por isso que essas empresas estão usando o Neo4j para analisar seus dados conectados, antes impossíveis sem gráficos.
Empresas de vida, incluindo fabricantes de produtos químicos, empresas agrícolas, startups de biotecnologia e muitas outras, entendem o valor real do Neo4j e gráficos para P&D, privacidade e conformidade regulatória, fabricação de equipamentos médicos, pacientes, organizações etc.
Serviços financeiros
Os serviços financeiros e os bancos devem combater continuamente os crimes financeiros, prevenir e responder a ataques cibernéticos e garantir que cumprem os regulamentos atualizados. Para fazer isso, eles exigem um banco de dados que possa encontrar rapidamente relacionamentos entre pontos de dados com facilidade. A Neo4j ajuda os serviços financeiros e oferece melhor gerenciamento de risco, conformidade regulatória, estrutura de TI confiável e segura, experiência aprimorada do cliente e muitos outros benefícios.
Os maiores usuários do Neo4j no mundo
Hoje, as maiores organizações do mundo estão usando o Neo4j para otimizar o gerenciamento de seus inúmeros pontos de dados. A Neo4j é a fornecedora líder mundial de tecnologia gráfica escalável que ajuda 75% das empresas da lista Fortune 100 a aprimorar seus aplicativos de dados conectados.
As maiores indústrias e empresas que utilizam a tecnologia Neo4j hoje são as seguintes:
- 7 dos 10 maiores varejistas do mundo, como eBay, ADEO e ATPCO
- 3 dos 5 maiores fabricantes de aeronaves do mundo, como a Airbus
- 8 das 10 maiores seguradoras do mundo, como Bayerische e Allianz
- Todos os 20 maiores bancos da América do Norte, como JP Morgan, Citi, Chase e UBS
- 8 das 10 maiores montadoras do mundo, como Volvo, Toyota e Daimler
- 3 dos 5 melhores hotéis do mundo, como Marriott e AccorHotels
- 7 das 10 maiores empresas de telecomunicações do mundo, como Verizon, Orange, AT&T e Comcast
Palavras finais
Os aplicativos modernos enfrentam hoje o grande desafio de processar grandes quantidades de dados interconectados, e é por isso que eles precisam muito de tecnologia eficiente para ajudá-los a lidar com esse problema. A tecnologia gráfica Neo4j permite que você crie aplicativos capazes de fornecer insights valiosos e em tempo real sobre dados conectados para análise posterior e tomada de decisões corretas.
Suponha que você queira fazer uso dos mais recentes avanços em desenvolvimento móvel e web e incorporar bancos de dados gráficos como o Neo4j em seus aplicativos. Nesse caso, a plataforma sem código AppMaster é o que você precisa. A plataforma permite que você crie aplicativos móveis e da Web com eficiência e, é claro, há um back-end que é a codificação visual de back-end mais poderosa que existe.
