Data-Science-For-Beginners/translations/he/2-Working-With-Data/06-non-relational/README.md

עבודה עם נתונים: נתונים לא-רלציוניים

עבודה עם נתוני NoSQL - סקצ'נוט מאת @nitya

שאלון לפני ההרצאה

נתונים אינם מוגבלים רק למסדי נתונים רלציוניים. שיעור זה מתמקד בנתונים לא-רלציוניים ויכסה את היסודות של גיליונות אלקטרוניים ו-NoSQL.

גיליונות אלקטרוניים

גיליונות אלקטרוניים הם דרך פופולרית לאחסן ולחקור נתונים מכיוון שהם דורשים פחות עבודה כדי להתחיל. בשיעור זה תלמדו את הרכיבים הבסיסיים של גיליון אלקטרוני, כמו גם נוסחאות ופונקציות. הדוגמאות יוסברו באמצעות Microsoft Excel, אך רוב החלקים והנושאים יהיו בעלי שמות ושלבים דומים בהשוואה לתוכנות גיליונות אלקטרוניים אחרות.

גיליון אלקטרוני הוא קובץ שניתן לגשת אליו במערכת הקבצים של מחשב, מכשיר או מערכת קבצים מבוססת ענן. התוכנה עצמה עשויה להיות מבוססת דפדפן או יישום שצריך להתקין על מחשב או להוריד כאפליקציה. ב-Excel קבצים אלו מוגדרים גם כ-חוברות עבודה, ומונח זה ישמש לאורך כל השיעור.

חוברת עבודה מכילה גיליון עבודה אחד או יותר, כאשר כל גיליון עבודה מסומן באמצעות כרטיסיות. בתוך גיליון עבודה ישנם מלבנים הנקראים תאים, המכילים את הנתונים בפועל. תא הוא החיתוך של שורה ועמודה, כאשר העמודות מסומנות באותיות והשורות ממוספרות. חלק מהגיליונות יכילו כותרות בשורות הראשונות כדי לתאר את הנתונים בתא.

עם הרכיבים הבסיסיים הללו של חוברת עבודה ב-Excel, נשתמש בדוגמה מתוך תבניות Microsoft המתמקדת במלאי כדי לעבור על חלקים נוספים של גיליון אלקטרוני.

ניהול מלאי

קובץ הגיליון האלקטרוני בשם "InventoryExample" הוא גיליון מעוצב של פריטים במלאי המכיל שלושה גיליונות עבודה, כאשר הכרטיסיות מסומנות "Inventory List", "Inventory Pick List" ו-"Bin Lookup". שורה 4 בגיליון העבודה Inventory List היא הכותרת, שמתארת את הערך של כל תא בעמודת הכותרת.

ישנם מקרים שבהם תא תלוי בערכים של תאים אחרים כדי ליצור את ערכו. גיליון העבודה Inventory List עוקב אחר העלות של כל פריט במלאי, אך מה אם נצטרך לדעת את הערך של כל המלאי? נוסחאות מבצעות פעולות על נתוני תאים ומשמשות לחישוב עלות המלאי בדוגמה זו. גיליון זה השתמש בנוסחה בעמודת Inventory Value כדי לחשב את הערך של כל פריט על ידי הכפלת הכמות תחת כותרת QTY והעלויות תחת כותרת COST. לחיצה כפולה או סימון תא תציג את הנוסחה. תבחינו שנוסחאות מתחילות בסימן שווה, ואחריו החישוב או הפעולה.

ניתן להשתמש בנוסחה נוספת כדי להוסיף את כל הערכים של Inventory Value יחד כדי לקבל את הערך הכולל. ניתן לחשב זאת על ידי הוספת כל תא כדי ליצור את הסכום, אך זו יכולה להיות משימה מייגעת. ל-Excel יש פונקציות, או נוסחאות מוגדרות מראש לביצוע חישובים על ערכי תאים. פונקציות דורשות ארגומנטים, שהם הערכים הנדרשים לביצוע החישובים. כאשר פונקציות דורשות יותר מארגומנט אחד, יש לרשום אותם בסדר מסוים אחרת הפונקציה לא תחשב את הערך הנכון. בדוגמה זו נעשה שימוש בפונקציה SUM, ומשתמשים בערכים של Inventory Value כארגומנט כדי להוסיף את הסכום הכולל המופיע תחת שורה 3, עמודה B (המכונה גם B3).

NoSQL

NoSQL הוא מונח כללי לדרכים השונות לאחסן נתונים לא-רלציוניים וניתן לפרשו כ"לא-SQL", "לא-רלציוני" או "לא רק SQL". מערכות מסדי נתונים מסוג זה יכולות להיות מסווגות לארבעה סוגים.

מקור: בלוג של מיכאל ביאלקי

מסדי נתונים מסוג key-value משייכים מפתחות ייחודיים, שהם מזהים ייחודיים, לערכים. זוגות אלו נשמרים באמצעות טבלת hash עם פונקציית hash מתאימה.

מקור: Microsoft

מסדי נתונים מסוג גרף מתארים קשרים בנתונים ומיוצגים כאוסף של צמתים וקשתות. צומת מייצג ישות, משהו שקיים בעולם האמיתי כמו סטודנט או דוח בנק. קשתות מייצגות את הקשר בין שתי ישויות. לכל צומת וקשת יש תכונות המספקות מידע נוסף עליהם.

מסדי נתונים עמודתיים מארגנים נתונים לעמודות ושורות כמו מבנה נתונים רלציוני, אך כל עמודה מחולקת לקבוצות הנקראות משפחות עמודות, שבהן כל הנתונים תחת עמודה אחת קשורים וניתן לשלוף ולשנות אותם כיחידה אחת.

מסדי נתונים מסמכים עם Azure Cosmos DB

מסדי נתונים מסמכים מבוססים על הרעיון של מסד נתונים מסוג key-value ומורכבים מסדרה של שדות ואובייקטים. חלק זה יחקור מסדי נתונים מסמכים עם אמולטור Cosmos DB.

מסד נתונים של Cosmos DB מתאים להגדרה של "לא רק SQL", כאשר מסד הנתונים המסמכים של Cosmos DB מסתמך על SQL כדי לשאול את הנתונים. השיעור הקודם על SQL מכסה את היסודות של השפה, ונוכל ליישם כמה מהשאילתות גם כאן. נשתמש באמולטור Cosmos DB, שמאפשר לנו ליצור ולחקור מסד נתונים מסמכים באופן מקומי על מחשב. קראו עוד על האמולטור כאן.

מסמך הוא אוסף של שדות וערכי אובייקטים, כאשר השדות מתארים מה מייצג ערך האובייקט. להלן דוגמה למסמך:

{
    "firstname": "Eva",
    "age": 44,
    "id": "8c74a315-aebf-4a16-bb38-2430a9896ce5",
    "_rid": "bHwDAPQz8s0BAAAAAAAAAA==",
    "_self": "dbs/bHwDAA==/colls/bHwDAPQz8s0=/docs/bHwDAPQz8s0BAAAAAAAAAA==/",
    "_etag": "\"00000000-0000-0000-9f95-010a691e01d7\"",
    "_attachments": "attachments/",
    "_ts": 1630544034
}

השדות המעניינים במסמך זה הם: firstname, id, ו-age. שאר השדות עם הקווים התחתונים נוצרו על ידי Cosmos DB.

חקירת נתונים עם אמולטור Cosmos DB

ניתן להוריד ולהתקין את האמולטור ל-Windows כאן. עיינו ב-תיעוד זה לאפשרויות הפעלה עבור macOS ו-Linux.

האמולטור פותח חלון דפדפן, שבו תצוגת Explorer מאפשרת לחקור מסמכים.

אם אתם עוקבים, לחצו על "Start with Sample" כדי ליצור מסד נתונים לדוגמה בשם SampleDB. אם תרחיבו את SampleDB על ידי לחיצה על החץ, תמצאו מיכל בשם Persons. מיכל מחזיק אוסף של פריטים, שהם המסמכים שבתוך המיכל. תוכלו לחקור את ארבעת המסמכים האישיים תחת Items.

שאילתת נתונים מסמכים עם אמולטור Cosmos DB

ניתן גם לשאול את נתוני הדוגמה על ידי לחיצה על כפתור SQL Query החדש (הכפתור השני משמאל).

SELECT * FROM c מחזיר את כל המסמכים במיכל. נוסיף תנאי where ונמצא את כל מי שגילו פחות מ-40.

SELECT * FROM c where c.age < 40

השאילתה מחזירה שני מסמכים, שימו לב שערך הגיל עבור כל מסמך קטן מ-40.

JSON ומסמכים

אם אתם מכירים את JavaScript Object Notation (JSON), תבחינו שהמסמכים נראים דומים ל-JSON. ישנו קובץ בשם PersonsData.json בתיקייה זו עם נתונים נוספים שניתן להעלות למיכל Persons באמולטור באמצעות כפתור Upload Item.

ברוב המקרים, APIs שמחזירים נתוני JSON יכולים להיות מועברים ישירות ולהישמר במסדי נתונים מסמכים. להלן מסמך נוסף, המייצג ציוצים מחשבון הטוויטר של Microsoft שנשלפו באמצעות Twitter API ואז הוכנסו ל-Cosmos DB.

{
    "created_at": "2021-08-31T19:03:01.000Z",
    "id": "1432780985872142341",
    "text": "Blank slate. Like this tweet if you’ve ever painted in Microsoft Paint before. https://t.co/cFeEs8eOPK",
    "_rid": "dhAmAIUsA4oHAAAAAAAAAA==",
    "_self": "dbs/dhAmAA==/colls/dhAmAIUsA4o=/docs/dhAmAIUsA4oHAAAAAAAAAA==/",
    "_etag": "\"00000000-0000-0000-9f84-a0958ad901d7\"",
    "_attachments": "attachments/",
    "_ts": 1630537000

השדות המעניינים במסמך זה הם: created_at, id, ו-text.

🚀 אתגר

ישנו קובץ בשם TwitterData.json שניתן להעלות למסד הנתונים SampleDB. מומלץ להוסיף אותו למיכל נפרד. ניתן לעשות זאת על ידי:

1. לחיצה על כפתור new container בפינה הימנית העליונה
2. בחירת מסד הנתונים הקיים (SampleDB) ויצירת מזהה מיכל
3. הגדרת מפתח החלוקה ל-/id
4. לחיצה על OK (ניתן להתעלם משאר המידע בתצוגה זו מכיוון שמדובר במערך נתונים קטן שרץ מקומית במחשב שלכם)
5. פתיחת המיכל החדש והעלאת קובץ Twitter Data באמצעות כפתור Upload Item

נסו להריץ כמה שאילתות SELECT כדי למצוא מסמכים שבהם מופיעה המילה Microsoft בשדה הטקסט. רמז: נסו להשתמש במילת המפתח LIKE.

שאלון לאחר ההרצאה

סקירה ולמידה עצמית

• ישנם עיצובים ותכונות נוספים שנוספו לגיליון האלקטרוני שלא כוסו בשיעור זה. ל-Microsoft יש ספרייה גדולה של תיעוד וסרטונים על Excel אם אתם מעוניינים ללמוד עוד.

• תיעוד ארכיטקטוני זה מפרט את המאפיינים של סוגי הנתונים הלא-רלציוניים השונים: נתונים לא-רלציוניים ו-NoSQL.

• Cosmos DB הוא מסד נתונים מבוסס ענן שיכול גם לאחסן את סוגי ה-NoSQL השונים שהוזכרו בשיעור זה. למדו עוד על סוגים אלו במודול Cosmos DB Microsoft Learn.

משימה

רווחי סודה

---

כתב ויתור:
מסמך זה תורגם באמצעות שירות תרגום מבוסס בינה מלאכותית Co-op Translator. בעוד שאנו שואפים לדיוק, יש לקחת בחשבון שתרגומים אוטומטיים עשויים להכיל שגיאות או אי-דיוקים. המסמך המקורי בשפתו המקורית נחשב למקור הסמכותי. למידע קריטי, מומלץ להשתמש בתרגום מקצועי על ידי מתרגם אנושי. איננו נושאים באחריות לכל אי-הבנה או פרשנות שגויה הנובעת משימוש בתרגום זה.