IT/TechSQL et NoSQL : quelles sont leurs différences et lequel choisir ?

SQL et NoSQL : quelles sont leurs différences et lequel choisir ?

Chaque clic, achat ou interaction dans notre ère numérique engendre une cascade de données. Le véritable défi n’est pas tant de les accumuler, mais de savoir comment les orchestrer avec brio. Tout comme un sommelier qui sélectionne le vin idéal pour accompagner un repas, comment un développeur ou un gestionnaire de données décide-t-il entre SQL et NoSQL, les deux titans du stockage de données ? Plongeons dans cet univers fascinant pour déceler le véritable champion de la gestion des big data. Est-ce une simple affaire de performance, ou y a-t-il d’autres facteurs à considérer ?

SQL et NoSQL, que sont-ils ?

SQL : définition et fonctionnalités

sql écrit en surbrillance
Le langage SQL

SQL, acronyme de « Structured Query Language », est un langage de programmation conçu spécifiquement pour la gestion et la manipulation des bases de données relationnelles. 

Central au fonctionnement des systèmes de bases de données, il offre un ensemble riche de commandes permettant de créer, d’interroger, de mettre à jour et de modifier des ensembles de données structurés.

Cet outil puissant se distingue par son caractère déclaratif : plutôt que de définir comment réaliser une opération, l’utilisateur indique ce qu’il souhaite obtenir, et c’est au système de gestion de base de données (SGBD) de déterminer la meilleure manière de l’exécuter. En son cœur, SQL dispose de deux composantes principales :

  • Langage de Manipulation de Données (DML) qui permet d’extraire, d’insérer, de mettre à jour et de supprimer des données au sein de tables relationnelles. Il s’agit essentiellement des commandes qui ont un impact direct sur les données elles-mêmes.
  • Langage de Définition de Données (DDL) qui concerne la création, la modification et la gestion des structures qui contiennent les données, notamment les tables, les vues, les index et les contraintes.

Afin de garantir un accès et une gestion efficaces des données, SQL est étroitement intégré aux Systèmes de Gestion de Bases de Données (SGBD ou DBMS en anglais). Ces systèmes fournissent l’infrastructure nécessaire pour stocker, récupérer et sécuriser les données en utilisant les commandes SQL comme interface principale.

Exemple de code SQL

voici un exemple simple mais révélateur d’une requête SQL pour une base de données d’un magasin. Cet extrait démontre la création de tables, l’insertion de données, et la récupération de ces données à l’aide d’une jointure :

-- Création de la table `Produits`

CREATE TABLE Produits (

    produitID INT PRIMARY KEY,

    nomProduit VARCHAR(50),

    prix FLOAT

);

-- Création de la table `Commandes`

CREATE TABLE Commandes (

    commandeID INT PRIMARY KEY,

    produitID INT,

    quantite INT,

    FOREIGN KEY (produitID) REFERENCES Produits(produitID)

);

-- Insertion de quelques produits

INSERT INTO Produits (produitID, nomProduit, prix) VALUES (1, 'Ordinateur', 1000.50);

INSERT INTO Produits (produitID, nomProduit, prix) VALUES (2, 'Souris', 25.75);

-- Insertion de quelques commandes

INSERT INTO Commandes (commandeID, produitID, quantite) VALUES (101, 1, 2);

INSERT INTO Commandes (commandeID, produitID, quantite) VALUES (102, 2, 10);

-- Récupération des détails des commandes à l'aide d'une jointure

SELECT Commandes.commandeID, Produits.nomProduit, Produits.prix, Commandes.quantite, 

       Produits.prix * Commandes.quantite AS 'Montant total'

FROM Commandes

JOIN Produits ON Commandes.produitID = Produits.produitID;

Ce code est typique du SQL utilisé dans les bases de données relationnelles. Il démontre comment les tables sont structurées, comment les données sont insérées et comment les jointures sont utilisées pour combiner des informations de différentes tables lors de la récupération des données.

NoSQL : présentation et caractéristiques

nosql langage
Le langage NoSQL

NoSQL, se traduisant par « Not Only SQL », incarne une réponse innovante et flexible aux limitations des systèmes de bases de données relationnelles traditionnelles, souvent désignés sous l’acronyme RDBMS. 

Au lieu d’adhérer strictement à une structure relationnelle, NoSQL embrasse une variété de modèles de données, parmi lesquels les bases de données orientées clé-valeur, colonnes, documents et graphes. Cette diversité de modèles offre une latitude inégalée pour répondre à des besoins spécifiques et adaptatifs.

Un atout majeur des bases de données NoSQL réside dans leur élasticité et leur capacité à évoluer sans heurt. Au lieu de se limiter à un seul serveur, elles peuvent être réparties sur plusieurs machines, maximisant ainsi les performances tout en offrant une haute résilience face aux dysfonctionnements éventuels.

Exemple de code NoSQL

Pour illustrer NoSQL, nous allons prendre l’exemple du format le plus populaire de NoSQL : MongoDB, qui est basé sur des documents. Les documents sont des structures de données organisées en champs et valeurs, typiquement sous le format JSON (JavaScript Object Notation).

Voici un exemple de code qui montre comment créer une collection, insérer des documents, et récupérer des données :

// Connexion à la base de données MongoDB

const MongoClient = require('mongodb').MongoClient;

const url = "mongodb://localhost:27017/";

MongoClient.connect(url, function(err, db) {

    if (err) throw err;

    var dbo = db.db("monMagasin");

    // Création de la collection "produits"

    dbo.createCollection("produits", function(err, res) {

        if (err) throw err;

        console.log("Collection 'produits' créée !");

    });

    // Insertion de quelques produits

    var produitsArray = [

        { produitID: 1, nomProduit: "Ordinateur", prix: 1000.50 },

        { produitID: 2, nomProduit: "Souris", prix: 25.75 }

    ];

    dbo.collection("produits").insertMany(produitsArray, function(err, res) {

        if (err) throw err;

        console.log("Nombre de documents insérés : " + res.insertedCount);

    });

    // Récupération des produits dont le prix est supérieur à 100

    dbo.collection("produits").find({prix: {$gt: 100}}).toArray(function(err, result) {

        if (err) throw err;

        console.log(result);

    });

    db.close();

});

Dans cet exemple, nous utilisons le pilote Node.js pour MongoDB. Nous commençons par établir une connexion à la base de données, puis nous créons une collection (équivalent d’une table en SQL). Ensuite, nous insérons des documents (équivalent d’enregistrements ou de lignes en SQL) dans la collection. Enfin, nous effectuons une requête pour récupérer des documents répondant à un certain critère.

Cet exemple illustre bien la souplesse et la facilité d’utilisation de NoSQL, surtout lorsque les données ne sont pas nécessairement structurées de manière rigide ou ne nécessitent pas de relations complexes entre elles.

Avantages et inconvénients de SQL

Les avantages de SQL

L’adoption du SQL en tant que langage de gestion de bases de données est motivée par un ensemble d’avantages clés, dont :

  • Structure relationnelle. Le modèle relationnel offre une organisation claire des données, permettant de définir des relations précises entre différentes tables, ce qui garantit une intégrité et une consistance des données.
  • Requêtes complexes. Grâce à sa capacité à réaliser des jointures entre tables, SQL permet de formuler des requêtes complexes pour extraire des données de manière efficace et précise.
  • Intégrité des données. SQL fournit des contraintes intégrées (comme les clés primaires, les clés étrangères) qui assurent que les données stockées respectent des normes prédéfinies et évitent les anomalies.
  • Transactions ACID. Les propriétés ACID (Atomicité, Cohérence, Isolation, Durabilité) garantissent que toutes les transactions sont traitées de manière fiable, assurant la sécurité et la cohérence des données.
  • Maturité et standardisation. SQL est utilisé depuis des décennies, ce qui signifie qu’il a été largement testé, optimisé et est soutenu par une vaste communauté. De plus, étant un standard de l’industrie, il est universellement reconnu et accepté.

💡 Tableau récapitulatif des avantages du SQL :

AvantageDescription
Structure relationnelleOrganisation claire et relations précises entre les tables.
Requêtes complexesCapacité à formuler des requêtes détaillées et spécifiques.
Intégrité des donnéesContraintes intégrées pour maintenir la qualité des données.
Transactions ACIDGarantie de traitements fiables et sécurisés de toutes les transactions.
Maturité et standardisationLangage éprouvé, largement adopté, standardisé et soutenu par une large base d’utilisateurs.

Les inconvénients de SQL

Bien que le SQL offre une multitude d’avantages, il présente également certains inconvénients qui peuvent influencer le choix d’une solution de base de données, notamment :

  • Scalabilité verticale limitée. Contrairement aux bases de données NoSQL qui peuvent être facilement dimensionnées horizontalement en ajoutant plus de serveurs, les bases de données SQL nécessitent souvent une mise à niveau matérielle coûteuse pour gérer des charges de travail plus importantes. Cela peut s’avérer coûteux et moins efficace à mesure que les volumes de données augmentent.
  • Flexibilité du schéma. Les bases de données SQL ont un schéma rigide. Toute modification du schéma, comme l’ajout ou la suppression de colonnes, peut nécessiter une refonte majeure et peut être coûteuse en termes de temps et de ressources.
  • Performance avec les grandes quantités de données. Bien que SQL soit efficace pour les requêtes complexes, il peut rencontrer des problèmes de performance lorsqu’il s’agit de lire ou d’écrire de grandes quantités de données simultanément, comparé à certains systèmes NoSQL conçus pour des opérations en lecture/écriture massives.

💡 Tableau récapitulatif des inconvénients du SQL :

InconvénientDescription
Scalabilité verticale limitéeDifficulté de dimensionnement avec l’augmentation des volumes de données.
Flexibilité du schémaSchéma rigide nécessitant des refontes majeures pour des modifications.
Performance avec grands volumesPeut rencontrer des problèmes de performance avec de grandes quantités de données.

Avantages et inconvénients de NoSQL

Les avantages de NoSQL

extrait de code NoSQL
extrait de code NoSQL

Les bases de données NoSQL sont devenues de plus en plus populaires ces dernières années en raison de leurs nombreux avantages, particulièrement adaptés aux besoins modernes du traitement de données. Voici certains des avantages notables :

  • Scalabilité horizontale. Contrairement aux bases de données SQL, les bases de données NoSQL peuvent être facilement étendues en ajoutant simplement plus de serveurs à l’infrastructure, ce qui est souvent plus économique et efficient pour traiter de grands volumes de données.
  • Flexibilité du schéma. Les bases de données NoSQL n’imposent pas un schéma rigide. Cela signifie que vous pouvez ajouter, modifier ou supprimer des champs de données sans perturber les applications existantes.
  • Performance. Conçues pour des opérations en lecture/écriture massives, les bases de données NoSQL peuvent souvent gérer des charges de travail de haute performance mieux que leurs homologues SQL.
  • Diversité des modèles de données. Au-delà des bases de données orientées documents, NoSQL offre également des bases de données clé-valeur, colonne et graphe, permettant une plus grande flexibilité selon les besoins spécifiques d’une application.
  • Tolérance aux pannes. Grâce à leur conception distribuée, beaucoup de bases de données NoSQL offrent une haute disponibilité et une tolérance aux pannes, garantissant que les données restent accessibles même en cas de défaillance d’un ou plusieurs nœuds.

💡 Tableau récapitulatif des avantages du NoSQL :

AvantageDescription
Scalabilité horizontaleFacilité d’expansion en ajoutant des serveurs.
Flexibilité du schémaAucun schéma rigide, permettant des modifications aisées.
PerformanceOptimisé pour des opérations en lecture/écriture massives.
Diversité des modèlesDifférents types de bases de données pour répondre à divers besoins.
Tolérance aux pannesConception distribuée assurant une haute disponibilité.

Les inconvénients du NoSQL

Malgré les nombreux avantages offerts par les bases de données NoSQL, il existe également certains défis et limites associés à leur utilisation. Voici quelques-uns de ces inconvénients :

  • Consistance. Contrairement aux bases de données SQL, la plupart des bases de données NoSQL n’offrent pas de garanties complètes d’ACID (Atomicité, Cohérence, Isolation, Durabilité). Cela peut signifier que dans certaines circonstances, les données peuvent ne pas être immédiatement cohérentes à travers tous les nœuds.
  • Maturité. Les bases de données SQL existent depuis des décennies et ont donc une longue histoire de stabilité, de performances et d’optimisations. En comparaison, certaines bases de données NoSQL sont relativement nouvelles et peuvent ne pas avoir la même robustesse ou les mêmes fonctionnalités que leurs homologues SQL.
  • Complexité de la gestion. Avec une variété de modèles de données à disposition (document, colonne, graphe, clé-valeur), il peut être plus complexe de choisir le bon type de base de données NoSQL pour un projet spécifique. De plus, le personnel technique doit être formé à la gestion et à l’optimisation de ces systèmes, ce qui peut entraîner des coûts supplémentaires.

💡 Tableau récapitulatif des inconvénients du NoSQL :

InconvénientDescription
ConsistanceAbsence de garanties ACID complètes dans de nombreux cas.
MaturitéCertains systèmes NoSQL sont plus jeunes et peuvent manquer de robustesse ou de fonctionnalités.
Complexité de la gestionChoix et formation nécessaires pour utiliser et optimiser correctement les bases de données NoSQL.

Les différences entre SQL et NoSQL

Tant le SQL que le NoSQL visent à stocker et à gérer des données. Cependant, ils le font de manières distinctes à divers égards :

  • Jointure. Les bases SQL recourent aux jointures pour associer des données de tables différentes. Le NoSQL, lui, n’utilise généralement pas de jointure. Certains SGBD comme Couchbase introduisent toutefois des jointures.
  • Transaction. Les bases SQL disposent de transactions ACID garantissant l’atomicité, la cohérence, l’isolation et la durabilité. En NoSQL, la mise à jour d’un document est atomique, mais il n’existe pas d’équivalent global pour mettre à jour plusieurs documents simultanément.
  • Normalisation. Les bases SQL sont « normalisées », évitant ainsi les redondances, tandis que les bases NoSQL optent pour la « dénormalisation » améliorant certaines performances, notamment en évitant les opérations de jointure.
  • Scalabilité. Les bases SQL suivent une scalabilité verticale, en amplifiant la puissance du serveur. En revanche, la dénormalisation et la structure documentaire du NoSQL permettent une scalabilité horizontale. Ce qui rend le NoSQL spécialement adapté aux défis du big data.
  • Syntaxe. Globalement, la syntaxe des requêtes SQL est souvent jugée moins complexe comparée à celle du NoSQL qui se base sur des arguments JSON.
  • Structure. Les bases SQL sont tabulaires avec des relations prédéfinies, tandis que le NoSQL repose sur des documents organisés en collections d’objets, rendant sa structure plus souple.
  • Intégrité. Le SQL impose des règles d’intégrité strictes empêchant les données invalides ou orphelines. Le NoSQL, lui, est moins restrictif, nécessitant la mise en place d’une norme d’enregistrement lors de sa création pour éviter de perdre des données.

⚠️ Focus sur la performance

Quand il s’agit de performance, le débat SQL vs NoSQL dépend largement des besoins spécifiques. Le SQL excelle dans la restitution de requêtes complexes avec des jointures, offrant une précision et une structure inégalées. 

En revanche, pour des opérations de lecture ou d’écriture massives et pour des applications nécessitant une scalabilité horizontale rapide, le NoSQL a souvent l’avantage grâce à sa capacité à distribuer les données de manière efficace sur de multiples serveurs.

💡 Tableau récapitulatif des différences entre SQL et NoSQL

CritèreSQLNoSQL
StructureTables avec des relations définies (modèle strict).Documents correspondant à des collections d’objets (modèle flexible).
NormalisationBases de données normalisées pour éviter les redondances.Bases de données dénormalisées pour améliorer les performances.
ScalabilitéApproche de scalabilité verticale (ajout de puissance serveur).Scalabilité horizontale avec répartition de charge (load balancing) sur plusieurs serveurs.
JointureUtilisation de jointures pour combiner des données de différentes tables.Par défaut, pas de jointure mais certains SGBD NoSQL peuvent l’implémenter.
IntégritéApplication de règles d’intégrité pour prévenir la création de données invalides.Pas de règles d’intégrité strictes, nécessité de définir une norme d’enregistrement.
TransactionOffre des transactions ACID garantissant l’atomicité, la cohérence, etc.Modification atomique d’un document unique mais pas d’équivalent de la transaction SQL pour plusieurs documents.
SyntaxeSyntaxe des requêtes moins complexe.Syntaxe basée sur des arguments JSON.
PerformancePlus performant pour des requêtes avec jointures.Plus performant pour des opérations de lecture/écriture massives.

Comment choisir entre SQL et NoSQL ?

dessin graphique représentant une base de données dans un nuage
Base de données

La sélection de la bonne base de données est essentielle car elle sert de fondation à la plupart des projets technologiques contemporains. Cependant, définir la meilleure option nécessite une analyse approfondie, car chaque situation présente ses propres exigences.

Le SQL s’impose comme la solution privilégiée pour des projets impliquant des relations de données intrinsèquement complexes. Prenez les CRM (Customer Relationship Management) et les SCM (Systèmes de Gestion de la Chaîne d’Approvisionnement) par exemple : ils exigent une logique de relationnel structurée pour exploiter au mieux les informations et garantir une précision optimale.

De plus, lorsque l’intégrité des données est primordiale, le SQL se détache comme la référence. Les domaines financiers et médicaux, où la précision et la confidentialité des données sont vitales, s’appuient fortement sur les bases de données SQL pour assurer une gestion rigoureuse.

Les propriétés ACID, qui garantissent l’atomicité, la cohérence, l’isolation et la durabilité, sont intégrées dans la nature du SQL. Ces garanties sont essentielles pour des systèmes tels que les plateformes de réservation ou de gestion de commandes où une transaction incomplète ou erronée peut entraîner des conséquences majeures.

En bref, le SQL est le choix judicieux pour des projets où la complexité des données nécessite une approche structurée et où la robustesse et la fiabilité sont indispensables.

Cela étant dit, NoSQL n’est pas en reste. Sa capacité à gérer d’énormes volumes de données le rend idéal pour des projets liés aux médias sociaux ou pour analyser des données de capteurs en temps réel. Sa scalabilité horizontale offre une flexibilité permettant d’accroître les ressources au fur et à mesure de la croissance des données.

De plus, NoSQL excelle dans les scénarios demandant une haute cadence d’opérations de lecture et d’écriture, notamment pour les applications web à fort trafic ou les systèmes d’analyse en temps réel.

Conclusion

Pour conclure, tant SQL que NoSQL conservent une place prépondérante dans le paysage technologique futur. C’est l’intersection entre les exigences spécifiques d’un projet et les atouts intrinsèques de chaque langage qui guidera la décision d’opter pour SQL ou NoSQL.