数据仓库建模
数据仓库(data warehouse【DW】)
关系型数据库的发展,慢慢的向两个方向发展:
1、操作型数据库
主要用于业务支撑。一个公司往往会使用并维护若干个数据库,这些数据库保存着公司的日常操作数据,比如商品购买、酒店预订、学生成绩录入等;
2、分析型数据库
主要用于历史数据分析。这类数据库作为公司的单独数据存储,负责利用历史数据对公司各主题域进行统计分析;
操作型数据库 VS 分析型数据库
1. 数据组成差别 - 数据时间范围差别
一般来讲,操作型数据库只会存放90天以内的数据,而分析型数据库存放的则是数年内的数据。这点也是将操作型数据和分析型数据进行物理分离的主要原因。
2. 数据组成差别 - 数据细节层次差别
操作型数据库存放的主要是细节数据,而分析型数据库中虽然既有细节数据,又有汇总数据,但对于用户来说,重点关注的是汇总数据部分。
操作型数据库中自然也有汇总需求,但汇总数据本身不存储而只存储其生成公式。这是因为操作型数据是动态变化的,因此汇总数据会在每次查询时动态生成。
而对于分析型数据库来说,因为汇总数据比较稳定不会发生改变,而且其计算量也比较大(因为时间跨度大),因此它的汇总数据可考虑事先计算好,以避免重复计算。
3. 数据组成差别 - 数据时间表示差别
操作型数据通常反映的是现实世界的当前状态;而分析型数据库既有当前状态,还有过去各时刻的快照,分析型数据库的使用者可以综合所有快照对各个历史阶段进行统计分析。
4. 技术差别 - 查询数据总量和查询频度差别
操作型查询的数据量少而频率多,分析型查询则反过来,数据量大而频率少。要想同时实现这两种情况的配置优化是不可能的,这也是将两类数据库物理分隔的原因之一。
5. 技术差别 - 数据更新差别
操作型数据库允许用户进行增,删,改,查;分析型数据库用户则只能进行查询。
6. 技术差别 - 数据冗余差别
数据的意义是什么?就是减少数据冗余,避免更新异常。而如5所述,分析型数据库中没有更新操作。因此,减少数据冗余也就没那么重要了。
现在回到开篇是提到的第二个问题"某大公司Hadoop Hive里的关系表不完全满足完整/参照性约束,也不完全满足范式要求,甚至第一范式都不满足。这种情况正常吗?",答曰是正常的。因为Hive是一种数据仓库,而数据仓库和分析型数据库的关系非常紧密(后文会讲到)。它只提供查询接口,不提供更新接口,这就使得消除冗余的诸多措施不需要被特别严格地执行了。
7. 功能差别 - 数据读者差别
操作型数据库的使用者是业务环境内的各个角,如用户,商家,进货商等;分析型数据库则只被少量用户用来做综合性决策。
8. 功能差别 - 数据定位差别
这里说的定位,主要是指以何种目的组织起来。操作型数据库是为了支撑具体业务的,因此也被称为"面向应用型数据库";分析型数据库则是针对各特定业务主题域的分析任务创建的,因此也被称为"面向主题型数据库"。
数据仓库(data warehouse)定义
"面向分析的存储系统",这就是关于数据仓库最贴切的定义了
数据仓库组件
数据仓库的核心组件有四个:各源数据库,ETL数据库简单吗,数据仓库,前端应用。如下图所示:
1. 业务系统
业务系统包含各种源数据库,这些源数据库既为业务系统提供数据支撑,同时也作为数据仓库的数据源(注:除了业务系统,数据仓库也可从其他外部数据源获取数据);
2. ETL
ETL分别代表:提取extraction、转换transformation、加载load。其中提取过程表示操作型数据库搜集指定数据,转换过程表示将数据转化为指定格式并进行数据清洗保证数据质量,加载过程表示将转换过后满足指定格式的数据加载进数据仓库。数据仓库会周期不断地从源数据库提取清洗好了的数据,因此也被称为"目标系统";
3. 前端应用
和操作型数据库一样,数据仓库通常提供具有直接访问数据仓库功能的前端应用,这些应用也被称为BI(商务智能)应用;
数据集市(data mart)
数据集市可以理解为是一种"小型数据仓库",它只包含单个主题,且关注范围也非全局。
数据集市可以分为两种,一种是独立数据集市(independent data mart),这类数据集市有自己的源数据库和ETL架构;另一种是非独立数据集市(dependent data mart),这种数据集市没有自己的源系统,它的数据来自数据仓库。当用户或者应用程序不需要/不必要/不允许用到整个数据仓库的数据时,非独立数据集市就可以简单为用户提供一个数据仓库的"子集"。
数据仓库开发流程
在数据库系列的第五篇中,曾详细分析了数据库系统的开发流程。数据仓库的开发流程和数据库的比较相似,因此本文仅就其中区别进行分析。
下图为数据仓库的开发流程:
较之数据库系统开发,数据仓库开发只多出ETL工程部分。然而这一部分极有可能是整个数据仓库开发流程中最为耗时耗资源的一个环节。因为该环节要整理各大业务系统中杂乱无章的数据并协调元数据上的差别,所以工作量很大。在很多公司都专门设有ETL工程师这样的岗位,大的公司甚至专门聘请ETL专家。
主线就是回答下面三个问题:
什么是数据模型
为什么需要数据模型
如何建设数据模型
为什么需要数据模型
如何建设数据模型
什么是数据模型
数据模型是抽象描述现实世界的一种工具和方法,是通过抽象的实体及实体之间联系的形式,来表示现实世界中事务的相互关系的一种映射。在这里,数据模型表现的抽象的是实体和实体之间的关系,通过对实体和实体之间关系的定义和描述,来表达实际的业务中具体的业务关系。
数据仓库模型是数据模型中针对特定的数据仓库应用系统的一种特定的数据模型,一般的来说,我们数据仓库模型分为几下几个层次
数据仓库模型
通过上面的图形,我们能够很容易的看出在整个数据仓库得建模过程中,我们需要经历一般四个过程:
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