Презентация на тему Хранилища данных

Системы поддержки принятия решений
Спец.
Отчеты
Аналитические приложения (BI)‏

и ХД
Особенности данных для принятия решений

в ХД (специализированных БД) не сказывается на производительности основных

БД;
аналитики и работники управления могут полностью ориентироваться на специализированные хранилища в режиме "Что, если...".

решений?
недостоверность данных;
низкая производительность при нестандартных запросах;
невозможность

преобразования разнородных данных, так как они часто не имеют меток времени.
Проблемы при подготовке отчетов возникают из-за того, что:
трудно понять, где находятся данные, необходимые для анализа и принятия решения;
большинство БД ориентировано только на стандартные запросы;
нужно привлекать программистов для выполнения нестандартных запросов.

на обилие данных, возможностей их сбора и хранения, организации

до сих пор испытывают серьезный недостаток в информации, необходимой для принятия решений.
Существующие системы сбора и обработки корпоративных данных в принципе не пригодны для использования в ППР. Данные разнотипны и распределены как внутри организации, так и за ее пределами. Лицам, принимающим решения (ЛПР) и аналитикам приходится принимать решения не только в условиях неполной, но и зачастую недостоверной и противоречивой информации. К тому же не всегда удается получить требуемую информацию во время и в наглядном виде. В результате - неудачные решения.

позволяющих автоматически собирать данные из различных баз данных, систем

обработки данных, согласовывать и объединять в предметно-ориентированный формат, который нужен аналитикам.

аналитиков
ХД должно быть предметно-ориентированным, интегрированным, предназначенным для поддержки

принятия решений.
Хранилище представляет собой такую среду накопления данных, которая оптимизирована для выполнения сложных аналитических запросов управленческого персонала.
Эти запросы могут быть достаточно индивидуальны для каждой организации, каждого подразделения и даже отдельного аналитика.

и внутренняя взаимосвязь);
временная привязка;
неразрушаемая совокупность данных.

не нужной для анализа (адреса, почтовые индексы, идентификаторы записей

и др.). Подобная информация не заносится в хранилище, что ограничивает спектр рассматриваемых данных при принятии решения до минимума.

что данные погружаются из различных источников, но они объединены

едиными законами именования, способами измерения атрибутов и др. Это имеет большое значение для корпоративных организаций, в которых одновременно могут эксплуатироваться различные по своей архитектуре вычислительные системы, представляющие одинаковые данные по-разному. Например, могут использоваться несколько различных форматов представления дат или один и тот же показатель может называться по-разному, например, "вероятность доведения информации" и "вероятность получения информации". В процессе погружения подобные несоответствия устраняются автоматически;

достигается за счет периодического архивирования данных. DW, напротив, содержит

исторические данные, накопленные за большой интервал времени (пять—семь лет);

может привести к нарушению их целостности.
Поскольку не требуется

минимизировать время погружения, то структура хранилища может быть оптимизирована для обработки определенных запросов, что достигается за счет денормализации реляционной схемы, предварительного агрегирования и построения соответствующих индексов.

нескольких оперативных баз данных. Хранилища, как правило, на порядок

больше оперативных баз, зачастую имея объем от сотен гигабайт до нескольких терабайт.
Как правило, хранилище данных поддерживается независимо от оперативных баз данных организации, поскольку требования к функциональности и производительности аналитических приложений отличаются от требований к транзакционным системам.
Хранилища данных создаются специально для приложений поддержки принятия решений и предоставляют накопленные за определенное время, сводные и консолидированные данные, которые более приемлемы для анализа, чем детальные индивидуальные записи. Рабочая нагрузка состоит из нестандартных, сложных запросов, которые обращаются к миллионам записей и выполняют огромное количество операций сканирования, соединения и агрегирования. Время ответа на запрос в данном случае важнее, чем пропускная способность.

данных — сложный процесс, который может занять несколько лет,

некоторые организации вместо этого строят витрины данных (data mart), содержащие информацию для конкретных подразделений. Например, маркетинговая витрина данных может содержать только информацию о клиентах, продуктах и продажах и не включать в себя планы поставок.
Несколько витрин данных для подразделений могут сосуществовать с основным хранилищем данных, давая частичное представление о содержании хранилища. Витрины данных строятся значительно быстрее, чем хранилище, но впоследствии могут возникнуть серьезные проблемы с интеграцией, если первоначальное планирование проводилось без учета полной бизнес-модели.

извлечения и преобразования;
этап очистки данных;
этап загрузки;
этап обновления;
управление

метаданными.

— перенести данные из разнородных источников в базу данных,

где их можно модифицировать и добавить в хранилище. Цель последующего этапа преобразования данных — устранить несоответствия в схеме и соглашениях о значениях атрибутов. Набор правил и скриптов, как правило, выполняет преобразование данных из исходной схемы в итоговую схему.
К примеру, дистрибьютор может разделить имя каждого клиента на три части: имя, отчество (или инициалы) и фамилия.

различия в схемах могут привести к тому, что таблица

измерений «Клиент» будет иметь несколько соответствующих кортежей для одного клиента, что приводит к неточным ответам на запросы и некорректным моделям добычи данных.
Инструменты, которые помогают определить и исправить аномалии данных, должны иметь высокую отдачу.

преобразованы, возможно, что их еще необходимо дополнительно обработать перед

тем, как добавить в хранилище.
Как правило, утилиты фоновой загрузки поддерживают такие функции, как проверка ограничений целостности; сортировка; суммирование, агрегирование и выполнение других вычислений для создания производных таблиц, размещаемых в хранилище; создание индексов и других способов доступа.
Помимо наполнения хранилища, утилита загрузки должна позволять системным администраторам проверять статус; отменять, приостанавливать и возобновлять загрузку; возобновлять работу после ошибки без потери целостности данных.

обновлять и как обновлять:
1. Обычно хранилища данных обновляются периодически

в соответствии с заранее установленным расписанием, например, ежедневно или еженедельно.
2. Администраторы хранилища данных определяют правила обновления в зависимости от требований пользователей и трафика. Расписание обновлений может быть различным для разных источников данных.

требуется для управления хранилищем данных, а управление метаданными —

существенный компонент архитектуры хранения.

К административным метаданным относится вся информация, которая требуется для настройки и использования хранилища данных.
Бизнес-метаданные включают в себя бизнес-термины и определения, принадлежность данных и правила оплаты услуг хранилища.
Оперативные метаданные — это информация, собранная во время работы хранилища данных, такая как происхождение перенесенных и преобразованных данных; статус использования данных (активные, архивированные или удаленные); данные мониторинга, такие как статистика использования, сообщения об ошибках и результаты аудита.
Метаданные хранилища часто размещаются в репозитории, который позволяет совместно использовать метаданные различным инструментам и процессам при проектировании, установке, использовании, эксплуатации и администрировании хранилища.

принятия решений является разработка таблиц с денормализованной формой (модификации

схемы организации данных типа звезда).
Структура такой базы данных не будет реляционной - это будет пространственная база данных с целью анализа данных, а не выполнения транзакций.

Денормализованные, пространственные базы данных

множества связанных между собой таблиц. В результате, выполнение сложных

запросов неизбежно приводит к объединению многих таблиц, что существенно увеличивает время отклика.
Создание хранилища данных подразумевает создание денормализованной структуры данных (допускается избыточность данных и возможность возникновения аномалий при манипулировании данными), ориентированной в первую очередь на высокую производительность при выполнении аналитических запросов.
Нормализация делает модель хранилища слишком сложной, затрудняет ее понимание и ухудшает эффективность выполнения запроса.

Методология Dimensional

БД поддерживает методологию моделирования хранилищ благодаря использованию специальной нотации

для физической модели – Dimensional.

сущностей для реляционной модели, но отличаются целями.
Реляционная модель

акцентируется на целостности и эффективности ввода данных.
Размерная (Dimensional) модель ориентирована в первую очередь на выполнение сложных запросов к БД.

называемый схемой звезда (star schema), которая обеспечивает высокую скорость

выполнения запроса посредством денормализации и разделения данных.
Невозможно создать универсальную денормализованную структуру данных, обеспечивающую высокую производительность при выполнении любого аналитического запроса. Поэтому схема звезда строится так, чтобы обеспечить наивысшую производительность при выполнении одного самого важного запроса, либо для группы похожих запросов.

содержит одну большую таблицу, называемую таблицей факта (fact table),

помещенную в центр, и окружающие ее меньшие таблицы, называемые таблицами размерности (dimensional table), соединенные с таблицей факта в виде звезды радиальными связями. В этих связях таблицы размерности являются родительскими, таблица факта - дочерней.
Схема звезда может иметь также консольные таблицы (outrigger table), присоединенные к таблице размерности. Консольные таблицы являются родительскими, таблицы размерности - дочерними.

типа звезда, необходимо проанализировать бизнес-правила предметной области с целью

выяснения центрального вопроса, ответ на который наиболее важен. Все прочие вопросы должны быть объединены вокруг этого основного вопроса и моделирование должно начинаться с него. Данные, необходимые для ответа на этот вопрос, должны быть помещены в центральную таблицу модели - таблицу факта

является центральной таблицей в схеме звезда. Она может состоять

из миллионов строк и содержать суммирующие или фактические данные, которые могут помочь ответить на требуемые вопросы. Она соединяет данные, которые хранились бы во многих таблицах традиционных реляционных базах данных. Таблица факта и таблицы размерности связаны идентифицирующими связями, при этом первичные ключи таблицы размерности мигрируют в таблицу факта в качестве внешних ключей. В размерной модели направления связей явно не показываются – они определяются типом таблиц. Таблица фактов, как правило, содержит уникальный составной ключ, объединяющий первичные ключи таблиц измерений. Чаще всего это целочисленные значения либо значения типа «дата/время» — ведь таблица фактов может содержать сотни тысяч или даже миллионы записей, и хранить в ней повторяющиеся текстовые описания, как правило, невыгодно — лучше поместить их в меньшие по объему таблицы измерений.

внешних ключей: movie_key, market_key, customer_key и time_key

транзакциями (Transaction facts). Они основаны на отдельных событиях (типичными

примерами которых являются телефонный звонок или снятие денег со счета с помощью банкомата);
факты, связанные с «моментальными снимками» (Snapshot facts). Основаны на состоянии объекта (например, банковского счета) в определенные моменты времени, например на конец дня или месяца. Типичными примерами таких фактов являются объем продаж за день или дневная выручка;
факты, связанные с элементами документа (Line-item facts). Основаны на том или ином документе (например, счете за товар или услуги) и содержат подробную информацию об элементах этого документа (например, количестве, цене, проценте скидки);
факты, связанные с событиями или состоянием объекта (Event or state facts). Представляют возникновение события без подробностей о нем (например, просто факт продажи или факт отсутствия таковой без иных подробностей).

содержащие как можно более подробные данные (то есть соответствующие

членам нижних уровней иерархии соответствующих измерений).
В данном случае предпочтительнее взять за основу факты продажи товаров отдельным заказчикам, а не суммы продаж для разных стран — последние все равно будут вычислены OLAP-средством.

о том, как группировать записи при вычислении агрегатных данных.

Например, в ней есть идентификаторы продуктов или клиентов, но отсутствует информация о том, к какой категории относится данный продукт или в каком городе находится данный клиент. Эти сведения, в дальнейшем используемые для построения иерархий в измерениях куба, содержатся в таблицах измерений.

изменяемые данные (типа справочник). В подавляющем большинстве случаев эти

данные представляют собой по одной записи для каждого члена нижнего уровня иерархии в измерении.
Таблицы измерений также содержат как минимум одно описательное поле (обычно с именем члена измерения) и, как правило, целочисленное ключевое поле (обычно это суррогатный ключ) для однозначной идентификации члена измерения.
Если будущее измерение, основанное на данной таблице измерений, содержит иерархию, то таблица измерений также может содержать поля, указывающие на «родителя» данного члена в этой иерархии.

содержится в нескольких связанных таблицах, такая схема хранилища данных

носит название «снежинка» (snowflake schema).
Дополнительные таблицы измерений в такой схеме, обычно соответствующие верхним уровням иерархии измерения и находящиеся в соотношении «один ко многим» в главной таблице измерений, соответствующей нижнему уровню иерархии, иногда называют консольными таблицами (outrigger table).

таблицами размерности, причем консольная таблица в этой связи родительская,

а таблица размерности - дочерняя. Связь может быть идентифицирующей или неидентифицирующей.
Консольная таблица не может быть связана таблицей факта. Она используется для нормализации данных в таблицах размерности. Нормализация данных полезна при моделировании реляционной структуры, но она уменьшает эффективность выполнения запросов к хранилищу данных. В размерной модели главной целью является обеспечение высокой эффективности просмотра данных и выполнения сложных запросов. Схема снежинка обычно препятствует эффективности, потому что требует объединения многих таблиц для построения результирующего набора данных, что увеличивает время выполнения запроса. Поэтому при проектировании не следует злоупотреблять созданием множества консольных таблиц.

свойств таблицы Table Editor имеется закладка Dimensional, в которой

задаются специфические свойства таблицы в размерной модели, роль таблицы в схеме (Dimensional Modeling Role)

таблицы можно задать шесть типов правил манипулирования данными: обновление

(Refresh), дополнение (Append), резервное копирование (Backup), восстановление (Recovery), архивирование (Archiving) и очистка (Purge).
Для задания правила следует выбрать имя правила из соответствующего списка выбора. Каждое правило должно быть предварительно описано в диалоге Data Warehouse Rule Editor (меню Edit / Data Warehouse Rule).
Для каждого правила должно быть задано имя, тип, определение.
Например, определение правила дополнения данных может включать частоту и время дополнения (ежедневно, в конце рабочего дня), продолжительность операции и т.д. Связать правила с определенной таблицей можно с помощью диалога Table Editor.