¿Qué es PostgreSQL? Cómo funciona, casos prácticos y recursos

No todas las bases de datos son iguales. La elección de la base de datos determina la rapidez y precisión con que puedes almacenar, recuperar y procesar la información, especialmente a medida que tus proyectos crecen en escala y complejidad.

En esta entrada del blog, me centraré en PostgreSQL y te explicaré qué es y cuándo es mejor utilizarlo en tus proyectos.

What Is PostgreSQL

PostgreSQL, a menudo llamado simplemente "Postgres", es un avanzado sistema de gestión de bases de datos objeto-relacionales (ORDBMS) de código abierto.

Para los científicos de datos, es esencial comprender los conceptos relacionales del núcleo de PostgreSQL. En su forma más simple, PostgreSQL, al igual que otras bases de datos relacionales, organiza los datos en tablas, donde cada tabla consta de filas (registros individuales) y columnas (atributos o campos). Estas tablas pueden vincularse mediante claves, lo que permite relaciones de datos complejas y consultas eficaces.

Aunque principalmente es una base de datos relacionalPostgreSQL va más allá de los modelos relacionales tradicionales al incorporar características orientadas a objetos.

Características orientadas a objetos son capacidades que permiten a PostgreSQL gestionar datos con mayor complejidad y flexibilidad. Algunas de las funciones más utilizadas e importantes son:

• Tipos de datos personalizados: Los usuarios pueden definir sus propios tipos de datos, lo que permite estructuras de datos más precisas y complejas, adaptadas a las necesidades específicas de la aplicación.
• Tabla de herencia: Las tablas pueden heredar propiedades de otras tablas, lo que facilita la reutilización de estructuras de tablas y simplifica la gestión de datos jerárquicos.
• Funciones y procedimientos: PostgreSQL admite la creación de funciones y procedimientos almacenados, que pueden escribirse en varios lenguajes de programación, mejorando la capacidad de la base de datos para manejar operaciones complejas.
• Compatibilidad con JSON: La amplia compatibilidad con los tipos de datos JSON permite a PostgreSQL manejar datos semiestructurados con eficacia, salvando las distancias entre las bases de datos relacionales y las orientadas a documentos.
• Búsqueda de texto completo: PostgreSQL ofrece sólidas capacidades de búsqueda de texto completo, lo que permite realizar operaciones de búsqueda eficaces en datos textuales.

Para qué se utiliza PostgreSQL

PostgreSQL sirve como sistema de gestión de bases de datos versátil para diversas aplicaciones (de IA y de otro tipo). Las funcionalidades clave que hacen que PostgreSQL sea inestimable, específicamente para los científicos de datos, son:

• Almacenamiento y gestión de datos: PostgreSQL maneja con eficacia grandes conjuntos de datos para proyectos de aprendizaje automático, análisis estadísticos y almacenamiento de datos.
• Consulta: La recuperación de datos complejos es posible mediante consultas SQL avanzadas, incluyendo unionessubconsultas y funciones de ventana.
• Manipulación de datos complejos: Sus capacidades SQL avanzadas permiten realizar sofisticadas tareas de transformación y preparación de datos, esenciales en el flujo de trabajo de la ciencia de datos.
• Analítica avanzada: PostgreSQL admite funciones definidas por el usuario, procedimientos almacenadosy disparadores, lo que permite realizar operaciones analíticas complejas directamente en la base de datos.

¿Por qué elegir PostgreSQL? La perspectiva de un científico de datos

Echemos un vistazo más de cerca a las ventajas específicas que PostgreSQL ofrece a los científicos de datos, empezando por su naturaleza de código abierto.

Código abierto

Como solución de código abierto, PostgreSQL ofrece un importante ahorro de costes en comparación con las costosas bases de datos propietarias. Al ser de código abierto, se beneficia de una comunidad activa que mejora continuamente las capacidades del producto y proporciona asistencia.

Muchas funciones

PostgreSQL proporciona un completo conjunto de herramientas para la manipulación y el análisis de datos. Su compatibilidad con funciones de ventana, expresiones comunes de tabla (CTE) y agregaciones avanzadas permite a los científicos de datos realizar análisis complejos con eficacia.

Funcionalidades avanzadas

Las funciones avanzadas de PostgreSQL lo distinguen:

• Funciones: Crea rutinas personalizadas para cálculos complejos o transformaciones de datos.
• Desencadenantes: Automatiza las respuestas a los eventos de la base de datos, garantizando la coherencia de los datos.
• Vistas: Simplifica las consultas complejas y proporciona capas de abstracción para tus datos.

Estas funciones permiten a los científicos de datos implementar una sofisticada lógica de procesamiento de datos directamente dentro de la base de datos, lo que a menudo mejora el rendimiento y la capacidad de mantenimiento.

Integridad y calidad de los datos

PostgreSQL garantiza altos niveles de integridad y calidad de los datos gracias a su robusto sistema de tipificación y a su compatibilidad con ACID (Atomicidad, Consistencia, Aislamiento, Durabilidad) transacciones.

Pero, ¿qué es exactamente el ÁCIDO y por qué es esencial?

Las transacciones ACID son un conjunto de propiedades que garantizan un procesamiento fiable de las transacciones de la base de datos. Garantizan que los datos sigan siendo precisos y seguros incluso ante errores, caídas o accesos concurrentes. Estas propiedades son vitales para mantener la calidad de los datos en cualquier proyecto.

• Atomicidad: Garantiza que todas las partes de una transacción se completan con éxito o ninguna, manteniendo la integridad de los datos.
• Coherencia: Garantiza que las transacciones salgan siempre de la base de datos en un estado válido, asegurando la exactitud de los datos.
• Aislamiento: Garantiza que las transacciones concurrentes no interfieran entre sí, manteniendo la corrección de los datos.
• Durabilidad: Garantiza que las transacciones comprometidas sean permanentes, incluso en caso de fallo del sistema, asegurando la persistencia de los datos.

Estas propiedades ACID son cruciales para mantener la alta calidad y fiabilidad de los datos, necesarias para el éxito de los proyectos basados en datos.

Soporte para Python

Una de las principales ventajas de PostgreSQL para los científicos de datos es su excelente compatibilidad con Python, un lenguaje muy utilizado en la ciencia de datos y el aprendizaje automático. PostgreSQL puede integrarse fácilmente con Python utilizando bibliotecas como psycopg2 y SQLAlchemy. Esta integración permite a los científicos de datos conectarse sin problemas a bases de datos PostgreSQL, ejecutar consultas y manipular datos directamente desde sus scripts de Python. La posibilidad de utilizar Python con PostgreSQL mejora la productividad y permite desarrollar más rápidamente canalizaciones de procesamiento de datos y flujos de trabajo de aprendizaje automático.

PostgreSQL frente a la competencia

Aunque PostgreSQL destaca en muchas áreas, es esencial comprender cómo se compara con otras opciones populares de bases de datos:

Estas bases de datos tienen puntos fuertes únicos, que las hacen adecuadas para diferentes casos de uso. Comprender sus características y capacidades puede ayudarte a elegir la mejor opción para tus necesidades específicas de gestión de datos.

Clasificación DB-Engines DBMS

La siguiente tabla de clasificación procede de DB-Enginesuna conocida plataforma que realiza un seguimiento de la popularidad de varias opciones de SGBD.

DB-Engines evalúa las bases de datos en función de varios factores, como los resultados de los motores de búsqueda, los debates técnicos, las ofertas de empleo y las menciones en las redes sociales, proporcionando una visión holística de su posición actual en el mercado.

En julio de 2024, PostgreSQL ocupaba la cuarta posición:

Puntos fuertes de PostgreSQL frente a la competencia

PostgreSQL tiene varias ventajas sobre sus competidores. Empecemos por examinar su escalabilidad.

Escalabilidad

PostgreSQL brilla cuando se trata de manejar grandes conjuntos de datos. Su capacidad para gestionar eficazmente terabytes de datos lo hace adecuado para aplicaciones de big data. Con funciones como la partición de tablas, la ejecución paralela de consultas y la compatibilidad con múltiples métodos de indexación, PostgreSQL garantiza un alto rendimiento y capacidad de respuesta, incluso a medida que crece el volumen de datos.

Extensibilidad

Uno de los puntos fuertes más notables de PostgreSQL es su extensibilidad. Los usuarios pueden añadir nuevos tipos de datos, operadores, tipos de índice e incluso lenguajes procedimentales. Esta flexibilidad permite personalizar PostgreSQL para satisfacer las necesidades específicas de cada aplicación.

Comunidad y apoyo

Como proyecto de código abierto con una comunidad grande y activa, PostgreSQL se beneficia de mejoras continuas y de una gran cantidad de conocimientos compartidos. Los usuarios tienen acceso a una plétora de recursos gratuitos, como documentación, foros y herramientas de terceros, que facilitan la búsqueda de soluciones y la aplicación de las mejores prácticas.

Coste

Al ser de código abierto, PostgreSQL elimina la necesidad de pagar costosas licencias, lo que lo convierte en una opción atractiva para las nuevas empresas y las empresas que buscan optimizar su presupuesto sin comprometer las prestaciones y el rendimiento.

Desventajas de PostgreSQL

Aunque PostgreSQL ofrece numerosas ventajas, también es importante tener en cuenta sus posibles inconvenientes.

Curva de aprendizaje

La amplia gama de funciones de PostgreSQL puede presentar una curva de aprendizaje más pronunciada en comparación con bases de datos más sencillas como SQLite. Los nuevos usuarios pueden necesitar invertir tiempo en comprender sus conceptos avanzados para aprovechar plenamente sus capacidades.

Recursos necesarios

Para conjuntos de datos muy grandes o escenarios de alta concurrencia, PostgreSQL puede demandar más recursos del sistema en comparación con alternativas ligeras como SQLite. Una configuración y optimización adecuadas resultan cruciales para un rendimiento óptimo en estos casos.

¿Es PostgreSQL adecuado para ti?

Cuando decidas si utilizar PostgreSQL para tus proyectos de ciencia de datos, ten en cuenta lo siguiente:

• Complejidad de los datos: Si tu proyecto implica relaciones complejas o necesidades de consulta avanzadas, las sólidas características de PostgreSQL lo convierten en una opción excelente.
• Escalabilidad: Para los proyectos que se espera que crezcan significativamente, la capacidad de PostgreSQL para manejar grandes conjuntos de datos es una gran ventaja.
• Analítica avanzada: Si necesitas realizar cálculos complejos o transformaciones de datos dentro de la base de datos, la extensibilidad de PostgreSQL es inestimable.
• Integridad de los datos: Para los proyectos en los que la precisión y la coherencia de los datos son fundamentales, la conformidad ACID de PostgreSQL proporciona tranquilidad.

PostgreSQL puede ser excesivo para proyectos pequeños o para quienes tengan necesidades de bases de datos muy específicas y ligeras. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones de ciencia de datos, su potencia y flexibilidad lo convierten en un fuerte contendiente.

Learn PostgreSQL

Para iniciar tu viaje PostgreSQL, considera los siguientes recursos de aprendizaje:

• Documentación oficial: El sitio web de PostgreSQL ofrece documentación completa y gratuita que cubre todos los aspectos del sistema.
• Curso de Creación de Bases de Datos PostgreSQL: DataCamp ofrece un curso gratuito sobre Creación de bases de datos PostgreSQL. Puedes aprender a crear una base de datos PostgreSQL y explorar su estructura, tipos de datos y cómo normalizar bases de datos en sólo unas horas.
• Tutorial PostgreSQL: Un recurso en línea gratuito con ejemplos prácticos y ejercicios prácticos.
• Grupos de usuarios PostgreSQL: Únete a comunidades locales o en línea para aprender de usuarios experimentados y estar al día de las mejores prácticas.

Conclusión

PostgreSQL es una de las bases de datos relacionales más populares. Su robusto conjunto de funciones, su escalabilidad y su sólida integridad de los datos lo convierten en una opción excelente para una amplia gama de proyectos. Aunque puede requerir cierta inversión inicial en aprendizaje, las ventajas que ofrece en términos de gestión de datos, análisis avanzados y flexibilidad general del proyecto son sustanciales.

Tanto si trabajas con modelos de aprendizaje automático, análisis estadísticos o procesamiento de datos a gran escala, PostgreSQL proporciona una base sólida para tu infraestructura de datos.

Si necesitas una certificación PostgreSQL, consulta este blog sobre Certificación PostgreSQL: Todo lo que necesitas saber.