O que é o PostgreSQL? Como funciona, casos de uso e recursos

Nem todos os bancos de dados são iguais. A escolha do banco de dados determina a rapidez e a precisão com que você pode armazenar, recuperar e processar informações, especialmente à medida que seus projetos crescem em escala e complexidade.

Nesta postagem do blog, vou me concentrar em PostgreSQL e explicarei o que ele é e quando é melhor usá-lo em seus projetos.

O que é o PostgreSQL

O PostgreSQL, geralmente chamado simplesmente de "Postgres", é um sistema avançado de gerenciamento de banco de dados objeto-relacional (ORDBMS) de código aberto.

Para os cientistas de dados, é essencial entender os conceitos relacionais no núcleo do PostgreSQL. Em sua forma mais simples, o PostgreSQL, assim como outros bancos de dados relacionais, organiza os dados em tabelas, onde cada tabela consiste em linhas (registros individuais) e colunas (atributos ou campos). Essas tabelas podem ser vinculadas por meio de chaves, o que permite que você tenha relações de dados complexas e consultas eficientes. consultas eficientes.

Embora seja principalmente um banco de dados relacionalo PostgreSQL vai além dos modelos relacionais tradicionais, incorporando recursos orientados a objetos.

Recursos orientados a objetos são recursos que permitem que o PostgreSQL gerencie dados com mais complexidade e flexibilidade. Alguns dos recursos mais usados e importantes são:

• Tipos de dados personalizados: Os usuários podem definir seus próprios tipos de dados, permitindo estruturas de dados mais precisas e complexas, adaptadas às necessidades específicas dos aplicativos.
• Herança na tabela: As tabelas podem herdar propriedades de outras tabelas, facilitando a reutilização de estruturas de tabelas e simplificando o gerenciamento de dados hierárquicos.
• Funções e procedimentos: O PostgreSQL suporta a criação de funções e procedimentos armazenados, que podem ser escritos em várias linguagens de programação, aumentando a capacidade do banco de dados de lidar com operações complexas.
• Suporte a JSON: O amplo suporte a tipos de dados JSON permite que o PostgreSQL manipule dados semiestruturados com eficiência, preenchendo a lacuna entre bancos de dados relacionais e orientados a documentos.
• Pesquisa de texto completo: O PostgreSQL oferece recursos robustos de pesquisa de texto completo, permitindo operações de pesquisa eficientes em dados textuais.

Para que o PostgreSQL é usado?

O PostgreSQL é um sistema versátil de gerenciamento de banco de dados para vários aplicativos (IA e outros). As principais funcionalidades que tornam o PostgreSQL inestimável, especificamente para cientistas de dados, são:

• Armazenamento e gerenciamento de dados: Com o PostgreSQL, você lida com eficiência com grandes conjuntos de dados para projetos de machine learning, análises estatísticas e armazenamento de dados.
• Consultando: A recuperação de dados complexos é possível por meio de consultas SQL avançadas, incluindo junçõessubconsultas e funções de janela.
• Manipulação de dados complexos: Seus recursos avançados de SQL permitem tarefas sofisticadas de transformação e preparação de dados, essenciais no fluxo de trabalho da ciência de dados.
• Análise avançada: O PostgreSQL oferece suporte a funções definidas pelo usuário, procedimentos armazenadose acionadores, permitindo operações analíticas complexas diretamente no banco de dados.

Por que escolher o PostgreSQL? A perspectiva de um cientista de dados

Vamos dar uma olhada mais de perto nas vantagens específicas que o PostgreSQL oferece aos cientistas de dados, começando por sua natureza de código aberto.

Código aberto

Como uma solução de código aberto, o PostgreSQL oferece uma economia significativa de custos em comparação com bancos de dados proprietários caros. Por ser de código aberto, ele se beneficia de uma comunidade ativa que aprimora continuamente os recursos do produto e oferece suporte.

Rico em recursos

O PostgreSQL oferece um conjunto abrangente de ferramentas para manipulação e análise de dados. Seu suporte a funções de janela, expressões de tabela comuns (CTEs) e agregações avançadas permite que os cientistas de dados realizem análises complexas com eficiência.

Funcionalidades avançadas

Os recursos avançados do PostgreSQL o diferenciam:

• Funções: Crie rotinas personalizadas para cálculos complexos ou transformações de dados.
• Gatilhos: Automatize as respostas aos eventos do banco de dados, garantindo a consistência dos dados.
• Visualizações: Simplifique consultas complexas e forneça camadas de abstração para seus dados.

Esses recursos permitem que os cientistas de dados implementem uma lógica sofisticada de processamento de dados diretamente no banco de dados, o que geralmente melhora o desempenho e a capacidade de manutenção.

Integridade e qualidade dos dados

O PostgreSQL garante altos níveis de integridade e qualidade dos dados por meio de seu sistema de digitação robusto e suporte para ACID (Atomicidade, Consistência, Isolamento, Durabilidade) transações.

Mas o que exatamente é ACID e por que ele é essencial?

As transações ACID são um conjunto de propriedades que garantem o processamento confiável das transações do banco de dados. Eles garantem que os dados permaneçam precisos e seguros, mesmo em caso de erros, falhas ou acesso simultâneo. Essas propriedades são essenciais para manter a qualidade dos dados em qualquer projeto.

• Atomicidade: Garante que todas as partes de uma transação sejam concluídas com êxito ou que nenhuma seja, mantendo a integridade dos dados.
• Consistência: Garante que as transações sempre deixem o banco de dados em um estado válido, assegurando a precisão dos dados.
• Isolamento: Garante que as transações simultâneas não interfiram umas nas outras, mantendo a correção dos dados.
• Durabilidade: Garante que as transações confirmadas sejam permanentes, mesmo em caso de falha do sistema, assegurando a persistência dos dados.

Essas propriedades ACID são essenciais para manter a alta qualidade e a confiabilidade dos dados necessárias para projetos bem-sucedidos orientados por dados.

Suporte para Python

Uma das principais vantagens do PostgreSQL para cientistas de dados é seu excelente suporte a Python, uma linguagem amplamente usada em ciência de dados e machine learning. O PostgreSQL pode ser facilmente integrado ao Python usando bibliotecas como psycopg2 e SQLAlchemy. Essa integração permite que os cientistas de dados se conectem perfeitamente a bancos de dados PostgreSQL, executem consultas e manipulem dados diretamente de seus scripts Python. A capacidade de usar Python com o PostgreSQL aumenta a produtividade e permite o desenvolvimento mais rápido de pipelines de processamento de dados e fluxos de trabalho de machine learning.

PostgreSQL vs. a concorrência

Embora o PostgreSQL seja excelente em muitas áreas, é essencial que você entenda como ele se compara a outras opções populares de banco de dados. opções populares de banco de dados:

Esses bancos de dados têm pontos fortes exclusivos, o que os torna adequados para diferentes casos de uso. Entender seus recursos e capacidades pode ajudar você a escolher a melhor opção para suas necessidades específicas de gerenciamento de dados.

Classificação do DB-Engines DBMS

A tabela de classificação a seguir foi extraída de DB-Enginesuma plataforma renomada que programa a popularidade de várias opções de DBMS.

A DB-Engines avalia os bancos de dados com base em vários fatores, incluindo resultados de mecanismos de pesquisa, discussões técnicas, ofertas de emprego e menções em mídias sociais, fornecendo uma visão holística de sua posição atual no mercado.

Em julho de 2024, o PostgreSQL estava na quarta posição:

Pontos fortes do PostgreSQL em relação aos concorrentes

O PostgreSQL tem várias vantagens sobre seus concorrentes. Vamos começar examinando sua escalabilidade.

Escalabilidade

O PostgreSQL se destaca quando se trata de lidar com grandes conjuntos de dados. Sua capacidade de gerenciar com eficiência terabytes de dados o torna adequado para aplicativos de big data. Com recursos como particionamento de tabelas, execução de consultas paralelas e suporte a vários métodos de indexação, o PostgreSQL garante alto desempenho e capacidade de resposta, mesmo quando o volume de dados aumenta.

Extensibilidade

Um dos pontos fortes mais notáveis do PostgreSQL é sua extensibilidade. Os usuários podem adicionar novos tipos de dados, operadores, tipos de índices e até mesmo linguagens de procedimento. Essa flexibilidade permite que o PostgreSQL seja personalizado para atender às necessidades específicas dos aplicativos.

Comunidade e suporte

Como um projeto de código aberto com uma comunidade grande e ativa, o PostgreSQL se beneficia de melhorias contínuas e de uma grande quantidade de conhecimento compartilhado. Os usuários têm acesso a uma infinidade de recursos gratuitos, incluindo documentação, fóruns e ferramentas de terceiros, o que facilita a busca de soluções e a implementação de práticas recomendadas.

Custo

Por ser de código aberto, o PostgreSQL elimina a necessidade de taxas de licenciamento caras, tornando-o uma opção atraente para startups e empresas que buscam otimizar seu orçamento sem comprometer os recursos e o desempenho.

Desvantagens do PostgreSQL

Embora o PostgreSQL ofereça inúmeras vantagens, é importante considerar também suas possíveis desvantagens.

Curva de aprendizado

A ampla gama de recursos do PostgreSQL pode apresentar uma curva de aprendizado mais acentuada em comparação com bancos de dados mais simples, como o SQLite. Os novos usuários talvez precisem investir tempo na compreensão de seus conceitos avançados para aproveitar totalmente seus recursos.

Requisitos de recursos

Para conjuntos de dados muito grandes ou cenários de alta simultaneidade, o PostgreSQL pode exigir mais recursos do sistema em comparação com alternativas leves como o SQLite. A configuração e a otimização adequadas tornam-se cruciais para o desempenho ideal nesses casos.

O PostgreSQL é ideal para você?

Ao decidir se você deve usar o PostgreSQL em seus projetos de ciência de dados, considere o seguinte:

• Complexidade dos dados: Se o seu projeto envolve relacionamentos complexos ou necessidades de consultas avançadas, os recursos robustos do PostgreSQL fazem dele uma excelente opção.
• Escalabilidade: Para projetos com previsão de crescimento significativo, a capacidade do PostgreSQL de lidar com grandes conjuntos de dados é uma grande vantagem.
• Análise avançada: Se você precisar realizar cálculos complexos ou transformações de dados no banco de dados, a extensibilidade do PostgreSQL é inestimável.
• Integridade dos dados: Para projetos em que a precisão e a consistência dos dados são essenciais, a conformidade com ACID do PostgreSQL proporciona tranquilidade.

O PostgreSQL pode ser um exagero para projetos pequenos ou para aqueles com necessidades de bancos de dados leves e muito específicos. No entanto, para a maioria dos aplicativos de ciência de dados, seu poder e flexibilidade o tornam um forte concorrente.

Aprenda PostgreSQL

Para começar sua jornada no PostgreSQL, considere os seguintes recursos de aprendizado:

• Documentação oficial: O site do PostgreSQL oferece uma documentação abrangente e gratuita que abrange todos os aspectos do sistema.
• Curso de criação de bancos de dados PostgreSQL: A DataCamp oferece um curso gratuito em Criando bancos de dados PostgreSQL. Você pode aprender a criar um banco de dados PostgreSQL e explorar a estrutura, os tipos de dados e como normalizar bancos de dados em apenas algumas horas.
• Tutorial do PostgreSQL: Um recurso on-line gratuito com exemplos práticos e exercícios práticos.
• Grupos de usuários do PostgreSQL: Participe de comunidades locais ou on-line para aprender com usuários experientes e manter-se atualizado sobre as práticas recomendadas.

Conclusão

O PostgreSQL é um dos bancos de dados relacionais mais populares. Seu conjunto robusto de recursos, escalabilidade e forte integridade de dados fazem dele uma excelente opção para uma ampla gama de projetos. Embora possa exigir algum investimento inicial em aprendizado, os benefícios que ele oferece em termos de gerenciamento de dados, análise avançada e flexibilidade geral do projeto são substanciais.

Quer você esteja trabalhando em modelos de machine learning, análises estatísticas ou processamento de dados em grande escala, o PostgreSQL fornece uma base sólida para a sua infraestrutura de dados.

Se você precisa de uma certificação PostgreSQL, confira este blog sobre PostgreSQL Certification: Tudo o que você precisa saber.