İlişkisel ve NoSQL veritabanlarının işletim sistemi, çalışma ortamı ve web teknolojilerine göre performanslarının analizi
Performance analysis of relational and NoSQL databases according to operating system, running environment and web technologies
Yazar: MEHMET ARSLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH KAYAALP
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Disiplinlerarası Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
İnternet teknolojisinin kullanımının artmasıyla birlikte, web teknolojilerinin kullanımı da artmış bununla birlikte veri miktarı da önemli ölçüde artmıştır. Günümüzde neredeyse her şeyin internete bağlı hale gelmesi, büyük miktarda veri üretimine neden olmaktadır. İnternet kullanıcıları, sosyal medya platformlarına yükledikleri fotoğraflar, paylaştıkları mesajlar, video izleme ve indirme aktiviteleri gibi birçok etkinlikle veri oluştururlar. Artan veri miktarı geleneksel veritabanı sistemlerinin sorgulanmasına ve NoSQL veritabanı sistemlerinin kullanımının artmasına ve de internet tabanlı bilişim hizmetleri olan bulut teknolojilerinin kullanımının artmasına neden olmuştur. Veri tabanları, işletim sistemleri, web teknolojisi ve çalışma ortamı arasında karmaşık bir etkileşim bulunmaktadır. İşletim sistemleri, veri tabanlarının verimli bir şekilde çalışmasını sağlamak için önemli bir rol oynar. Aynı şekilde, web teknolojisi ve çalışma ortamı da veri tabanlarının performansını etkileyebilir. Bu çalışmada   ilişkisel veritabanı olan MySQL ile NoSQL veri tabanları olan Cassandra, HBase ve MongoDB'nin performanslarını etkileyen parametreler incelenmeye çalışılmıştır. Yani bu çalışmanın amacı, farklı işletim sistemleri, programlama dilleri, veritabanı sistemleri ve çalışma ortamları arasında performans açısından karşılaştırmalar yaparak sonuçlar elde etmektir.  Bununla beraber veri hacmi de önemli bir parametre olarak kullanılmıştır. Çalışmada veri hacmi 10'un katları şeklinde 100 bin veriye kadar arttırılmış olup farklı işletim sistemleri (Ubuntu, Windows) farklı web teknolojileri (Node.Js, Php) ve farklı çalışma ortamlarında (Bulut Sistemi, Kişisel Bilgisayar) testler yapılmıştır. Bu testlerde okuma, ekleme, silme ve güncelleme işlemleri yapılmış ve performans ölçütü olarak sorgu yanıtı gecikme süreleri esas alınmıştır. Yapılan testlerde okuma işlemi haricinde en iyi sonucu Cassandra veritabanı vermiştir. Çalışma ortamı bazında bakıldığında bulut sisteminin genelde daha iyi sonuçlar verdiği; işletim sistemi bazında bakıldığında Ubuntu işletim sisteminin daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Fakat işletim sistemlerinin birbirleriyle kıyaslanmasında iki sistemin arasında çok ciddi performans farklarının bulunmadığı gözlemlenmiştir. Web teknolojileri bazında bakıldığında da önemli performans farklarının bulunmadığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
With the increasing use of internet technology, the use of web technologies has also grown, leading to a significant increase in data volume. Nowadays, almost everything is connected to the internet, resulting in the generation of large amounts of data. Internet users create data through various activities such as uploading photos to social media platforms, sharing messages, watching and downloading videos. The growing data volume has led to increased querying of traditional database systems, an increase in the use of NoSQL database systems, and the rise of cloud technologies, which are internet-based computing services. There is a complex interaction between databases, operating systems, web technologies, and working environments. Operating systems play a crucial role in ensuring the efficient functioning of databases. Similarly, web technologies and working environments can also impact database performance. In this study, the parameters affecting the performance of relational database MySQL and non-relational databases Cassandra, HBase, and MongoDB were examined. The aim of this study is to obtain results through performance comparisons among different operating systems, programming languages, database systems, and working environments. Data volume was also considered as an important parameter. In the study, data volume was increased up to 100,000 records in multiples of 10, and tests were conducted with different operating systems (Ubuntu, Windows), web technologies (Node.js, PHP), and working environments (Cloud System, Personal Computer). Operations such as reading, insertion, deletion, and updating were performed in these tests and query response time latency is used as performance metric. Among these operations, Cassandra database yielded the best results except for the read operation. Generally, cloud systems showed better performance results when compared to personal computers in terms of working environment. Regarding operating systems, Ubuntu performed better than Windows. However, there were no significant performance differences observed between the two operating systems. When it comes to web technologies, it was observed that there were no significant performance differences.