Base de datos de vectores en comparación base de datos de grafos: Conoce las diferencias

Fast_moving_walkway.jpg

La gestión de big data no solo se trata de almacenar la mayor cantidad de datos posible. Sino de poder identificar información significativa, descubrir patrones ocultos y tomar decisiones informadas. Esta búsqueda de analíticas avanzadas ha sido la fuerza impulsora detrás de las innovaciones en las soluciones de almacenamiento y modelado de datos, más allá de las bases de datos relacionales tradicionales.

Dos de estas innovaciones son las bases de datos de vectores y las bases de datos de grafos. Ambas son avances importantes en la gestión de datos, que proporcionan estructuras de datos únicas con sus propias fortalezas distintivas. Sin embargo, es necesario que conozcas cómo funcionan y en qué se diferencian para poder elegir de forma efectiva cuál es la mejor opción para tu proyecto u objetivos.

Este blog será tu guía: aquí se describe cómo funcionan, en qué se asemejan y también sus grandes diferencias. Exploraremos las estructuras de datos contrastantes, veremos los casos de uso ideales y te ayudaremos a elegir entre las dos. Para facilitar esto, lo desglosamos en secciones:

  • Definición y conceptos de base de datos de vectores

  • ¿Qué son las bases de datos de grafos?

  • Comparación de bases de datos de vectores y de grafos

  • Casos de uso de bases de datos de vectores y grafos

  • Elegir entre bases de datos de vectores y de grafos

Cuando termines este artículo, tendrás toda la información necesaria para tomar una decisión informada, así podrás aprovechar al máximo tus datos.

Definición y conceptos de base de datos de vectores

En lugar de filas y columnas, una base de datos de vectores organiza los datos como puntos en un vasto espacio multidimensional. Cada punto representa un dato, y la ubicación refleja sus características en relación con otros datos. Piensa en esto como un universo en el que cada planeta es un dato, y en el que estos están organizados para estar más cerca de los planetas similares y más lejos de aquellos planetas con menos similitudes. 

Esto se logra almacenando los datos como vectores de alta dimensionalidad, que son representaciones numéricas de las características de datos. Estos vectores capturan la esencia de los datos que representan; así es como pueden codificarse y organizarse en el espacio multidimensional. Cuanto más cerca se encuentren dos puntos en el espacio multidimensional, más similares son los datos subyacentes.

Por este motivo las bases de datos de vectores se destacan en la búsqueda de similitudes. Dado que los vectores se estructuran conforme a la similitud, puedes identificar rápidamente los puntos de datos más cercanos a tu vector de búsqueda. Esto hace que sean ideales para una gran cantidad de aplicaciones importantes:

  • Recuperación de imágenes y documentos: encuentra imágenes similares según el contenido, no solo según las palabras clave.

  • Recomendaciones personalizadas: recomienda productos o contenido similares a aquellos con los que el usuario ya interactuó antes.

  • Detección de anomalías: identifica puntos de datos inusuales que se desvían de la norma, lo que potencialmente indicaría fraude o errores del sistema.

  • Machine learning: procesa y analiza de forma eficiente datos de alta dimensionalidad para tareas como análisis de texto, clasificación de imágenes y procesamiento de lenguaje natural.

¿Quieres una guía más detallada? Lee ¿Qué es una base de datos de vectores? para ver un recorrido completo.

¿Qué son las bases de datos de grafos?

Si bien pueden parecer similares a primera vista, las bases de datos de grafos organizan los datos de una forma completamente diferente. En lugar de usar tablas rígidas (como una base de datos relacional) u organizar los datos por similitud (como las bases de datos de vectores), almacenan datos en una estructura de grafos. Las entidades se representan con nodos en el grafo, y las relaciones se representan con bordes. Piensa en ellas como un mapa mental, en el que cada nodo es un círculo que representa a personas, lugares o cosas, y las líneas entre ellos (bordes) muestran cómo están conectados.

1 - Diagrama en el que se representan las bases de datos de grafos como círculos (nodos) distribuidos, conectados por líneas (bordes) que representan las distintas relaciones

Una de las ventajas de este tipo de estructura es que es una representación más natural de relaciones complejas. Esto facilita la interpretación de las conexiones en comparación con otros tipos de bases de datos. La estructura sin esquema de las bases de datos de grafos también significa que puedes agregar con facilidad nodos y bordes nuevos a medida que aumentan tus datos, lo cual hace que sea flexible y escalable. Esto convierte a las bases de datos de grafos en la opción ideal para muchas aplicaciones:

  • Analíticas en tiempo real: analiza datos de transmisión, predice resultados futuros y optimiza sistemas dinámicos en tiempo real con bases de datos de grafos.

  • Gestión de datos maestros: crea una vista unificada de las entidades, resuelve la ambigüedad y rastrea la evolución de las entidades en un solo grafo interconectado.

  • Descubrimiento de redes: descubre conexiones ocultas, identifica anomalías y predice fallas en cascada analizando las relaciones en las redes.

  • Construcción de grafos de conocimientos: crea bases de datos inteligentes, responde preguntas complejas e impulsa aplicaciones inteligentes a través de conceptos y entidades interconectadas.

Comparación de bases de datos de vectores y de grafos

Ahora deberías entender qué es cada tipo de base de datos y cómo estructuran los datos. Pero también es esencial comprender las diferencias matizadas entre las bases de datos de vectores y de grafos. La forma más sencilla de hacerlo es con una comparación en paralelo:

Base de datos de vectoresBase de datos de grafos
Representación de datosLos datos se estructuran como puntos en un vasto espacio multidimensional. Los puntos más cercanos representan contenido similar. Es ideal para capturar similitudes inherentes en los datos en sí, independientemente de las conexiones o relaciones.Los datos se estructuran como una red de nodos (entidades) interconectados unidos por bordes (relaciones). Se enfoca en representar las conexiones y jerarquías entre puntos de datos, lo que ofrece información valiosa sobre cómo las entidades se relacionan entre sí.
Búsqueda y recuperaciónSe destaca en la búsqueda por similitud, encuentra con eficiencia puntos de datos similares a un vector de búsqueda. Es ideal para tareas como recuperación de imágenes/documentos, donde es fundamental comprender la similitud de contenido.Poderosa para navegar por relaciones y conexiones. Permite un recorrido eficiente a través de las estructuras de red, ideal para el análisis de redes sociales, sistemas de recomendación y exploración de grafos de conocimientos.
Rendimiento y escalabilidadPor lo general escala bien con grandes sets de datos gracias a los algoritmos de búsqueda por similitud optimizados. Sin embargo, los cambios de esquema pueden requerir la reincrustación de datos, lo cual afecta el rendimiento.Sumamente flexible gracias a su naturaleza sin esquema, lo que permite la adición y modificación de datos sencillas. Sin embargo, las búsquedas complejas o redes grandes pueden afectar el rendimiento, lo cual requerirá una optimización minuciosa.

Casos de uso

A fin de comprender mejor las diferencias entre las bases de datos de vectores y de grafos, comparemos cómo puede usarse cada una en el mismo sector. Esto no solo muestra los contrastes, sino también cómo podrían usarse potencialmente juntas para lograr resultados excelentes:

Detección de fraudes

  • Bases de datos de vectores: identifica transacciones fraudulentas analizando los patrones de transacciones y la información de los usuarios. Detecta anomalías en los hábitos de gasto, las ubicaciones de compra o las huellas digitales en los dispositivos conforme a perfiles de similitud aprendidos.

  • Bases de datos de grafos: descubre redes sospechosas de transacciones o individuos conectados. Identifica la actividad fraudulenta analizando las relaciones entre entidades involucradas en potenciales intentos de fraude.

Investigación científica

  • Bases de datos de vectores: analiza estructuras de datos complejas, como secuencias de proteínas, expresiones de genes o compuestos químicos. Compara diversos sets de datos e identifica similitudes basadas en características multidimensionales, lo que lleva a nuevos descubrimientos científicos.

  • Bases de datos de grafos: modela mecanismos biológicos o interacciones moleculares. Explora relaciones intrincadas entre entidades y visualiza sistemas complejos, lo que lleva a un entendimiento más profundo de los procesos biológicos.

Comercio electrónico

  • Bases de datos de vectores: analiza atributos de productos, como imágenes, descripciones de texto y especificaciones técnicas. Recomienda productos similares según la similitud de contenido, lo que lleva a sugerencias más relevantes y atractivas.

  • Bases de datos de grafos: captura interacciones entre el usuario y el producto, como compras, historial de navegación y listas de artículos deseados. Recomienda productos conforme a similitudes de los usuarios con otros con gustos parecidos, lo cual creará una experiencia de compra más personalizada.

Medios y entretenimiento

  • Bases de datos de vectores: analiza características de contenido, como géneros musicales, temas de artículos o temas de películas. Recomienda temas, películas o artículos similares dependiendo de la similitud de contenido inherente, conforme a preferencias individuales.

  • Bases de datos de grafos: explora las relaciones entre el usuario y el contenido, como el historial de visualización, las listas de lectura o las veces que se compartió un elemento en redes sociales. Recomienda contenido según las conexiones entre los usuarios con intereses similares, lo que fomenta la participación y el descubrimiento.

Elegir entre bases de datos de vectores y de grafos

Incluso con la información que hemos repasado en este artículo, seleccionar la base de datos correcta puede seguir siendo una tarea abrumadora. Para simplificar este proceso, aquí tienes un marco de trabajo que puedes seguir para que te ayude a tomar la mejor decisión a fin de alcanzar tu objetivo.

Paso 1. Comprender tus datos

La primera parte de este proceso es observar la complejidad de los datos. ¿Son principalmente estructurados o no estructurados? ¿Involucran relaciones intrincadas o entidades independientes?

También debes tener en cuenta el volumen de datos y qué tan rápido esperas que aumenten. Luego, tienes que decidir las características o atributos específicos que definen tus puntos de datos; y si estos son numéricos o por categorías.

Paso 2. Identificar los casos de uso principales

En términos simples, ¿qué información esperas obtener a partir del análisis de los datos? ¿Estás intentando encontrar puntos de datos similares basados en el contenido o de explorar conexiones intrincadas entre las entidades? ¿Qué tipo de búsquedas realizarás con frecuencia?

Paso 3. Necesidades de rendimiento y escalabilidad

El tercer paso es pensar en qué tan importantes son la velocidad y la escalabilidad para tu objetivo. ¿Qué tan esenciales son las respuestas en tiempo real en tu aplicación? ¿Qué tan grandes son tus sets de datos y qué tan complejas son las búsquedas que anticipas? También debes tener en cuenta las restricciones de presupuesto y las limitaciones de recursos. 

Paso 4. Evalúa las ventajas específicas de cada tecnología

Cada uno de estos tipos de bases de datos tiene su propias fortalezas y debilidades. Las bases de datos de vectores son ideales para la búsqueda de similitudes, son eficientes con datos de alta dimensionalidad y se ocupan además de grandes sets de datos. Las bases de datos de grafos se destacan en la navegación por relaciones, son poderosas para análisis de redes complejas y tienen un esquema sumamente flexible.

Liberar todo el potencial de tus datos

Navegar por el panorama de big data requiere de herramientas poderosas, y las bases de datos de vectores y grafos se posicionan como jugadores innovadores en este espacio de información. Sin embargo, seleccionar el modelo correcto para tus necesidades puede ser abrumador.

Evalúa detenidamente los factores mencionados antes y comprende las distintas fortalezas de cada tecnología. Terminarás con una lista de factores que te brindará información para tomar la decisión, y esto te ayudará a elegir el modelo de base de datos adecuado para liberar todo el potencial de tus datos.

Lo que deberías hacer a continuación

Cuando estés listo, estas son cuatro maneras en las que podemos ayudarte a lograr mejores experiencias de búsqueda para tu empresa:

  1. Comienza una prueba gratuita y ve cómo Elastic puede ayudar a tu empresa.

  2. Haz un recorrido por nuestras soluciones para ver cómo funciona Elasticsearch Platform y cómo las soluciones se ajustarán a tus necesidades.

  3. Conoce cómo las bases de datos de vectores impulsan la búsqueda de AI

  4. Comparte este artículo con alguien que sepas que disfrutaría leerlo por correo electrónico, LinkedIn, Twitter o Facebook.

El lanzamiento y el plazo de cualquier característica o funcionalidad descrita en este blog quedan a la entera discreción de Elastic. Cualquier característica o funcionalidad que no esté disponible actualmente puede no entregarse a tiempo o no entregarse en absoluto.

En este blog, es posible que hayamos usado o mencionado herramientas de AI generativa de terceros, que son propiedad de sus respectivos propietarios y operadas por estos. Elastic no tiene ningún control sobre las herramientas de terceros, y no somos responsables de su contenido, funcionamiento o uso, ni de ninguna pérdida o daño que pueda resultar del uso de dichas herramientas. Ten cautela al usar herramientas de AI con información personal o confidencial. Cualquier dato que envíes puede ser utilizado para el entrenamiento de AI u otros fines. No hay garantías de que la información que proporciones se mantenga segura o confidencial. Deberías familiarizarte con las prácticas de privacidad y los términos de uso de cualquier herramienta de AI generativa previo a su uso.

Elastic, Elasticsearch, ESRE, Elasticsearch Relevance Engine y las marcas asociadas son marcas comerciales, logotipos o marcas comerciales registradas de Elasticsearch N.V. en los Estados Unidos y otros países. Todos los demás nombres de empresas y productos son marcas comerciales, logotipos o marcas comerciales registradas de sus respectivos propietarios.