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Maniero
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Como o próprio nome diz um banco de dados orientado a documento tem como base de seus dados um documento com todas as informações que precisa sobre ele. Mesmo dados relacionados costumam estar no próprio documento e você tem coleções desses documentos. Já falei sobre o MongoDB, o mais usado neste modelo. Visualizando:

Document

Um banco de dados baseado em grafos tem como ponto forte as relações entre os diversos objetos e estas relações podem ocorrer de diversas formas, não há muita regra de como eles se relacionam. Eu já respondi sobre isso antes. Visualizando:

Grafo

Os dois se contrapõem ao modelo relacional que tem documentos (tabelas) mais rígidas (isso já não é tão verdade em sistemas mais modernos) e relações entre esses dados de forma mais restrita, o que pode ser vantajoso em um ponto e desvantajoso de um outro. Alguns produtos que eram banco de dados relacionais puros agora trabalham com multi modelo e já há bancos dados não relacionais adotando mais de um modelo, então essa ideia de separar os produtos por modelos começa a ficar mais nebulosa. Adote o modelo que mais encaixa com o problema (não o que você mais gosta de trabalhar) e veja quais produtos atendem isto. Como boa parte das aplicações exigem mais de um modelo os melhores produtos são os que atendem essa demanda de forma nativa.

Coloquei no GitHub para referência futura.

Maniero
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