Σχήμα νιφάδας χιονιού σε μοντέλο αποθήκης δεδομένων
Συντακτική ομάδα
⚡ Έξυπνη Σύνοψη
Το Σχήμα Χιονονιφάδας στην μοντελοποίηση της Αποθήκης Δεδομένων οργανώνει κανονικοποιημένους πίνακες διαστάσεων που διακλαδίζονται από έναν κεντρικό πίνακα δεδομένων, μοιάζοντας με νιφάδα χιονιού. Επεκτείνει το σχήμα αστεριού, μειώνει τον πλεονασμό δεδομένων και οργανώνει ιεραρχίες σε πολλαπλούς σχετικούς πίνακες αναζήτησης.
Τι είναι ένα σχήμα νιφάδας χιονιού;
A Σχέδιο νιφάδας χιονιού σε μια αποθήκη δεδομένων είναι μια λογική διάταξη πινάκων σε μια πολυδιάστατη βάση δεδομένων της οποίας διάγραμμα σχέσης οντότητας (ER) μοιάζει με το σχήμα μιας νιφάδας χιονιού. Είναι ένα μοντέλο διαστάσεων στον οποίο ένας κεντρικός πίνακας δεδομένων συνδέεται με πίνακες διαστάσεων και αυτοί οι πίνακες διαστάσεων διαιρούνται περαιτέρω σε σχετικούς πίνακες υποδιαστάσεων.
Το σχήμα snowflake είναι μια επέκταση του σχήματος star. Ενώ ένα σχήμα star διατηρεί κάθε διάσταση σε έναν ενιαίο επίπεδο πίνακα, το σχήμα snowflake ομαλοποιεί αυτές τις διαστάσεις, διαιρώντας επαναλαμβανόμενες ομάδες δεδομένων σε πρόσθετους πίνακες αναζήτησης. Αυτή η ομαλοποίηση καταργεί τον πλεονασμό και δημιουργεί την διακλαδούμενη, ιεραρχική δομή που δίνει στο σχήμα το όνομά του.
Παράδειγμα σχήματος νιφάδας χιονιού
Στο ακόλουθο παράδειγμα σχήματος νιφάδας χιονιού, ένας πίνακας στοιχείων πωλήσεων βρίσκεται στο κέντρο, περιτριγυρισμένος από διαστάσεις όπως Προϊόν, Ημερομηνία και Κατάστημα. Αντί να αποθηκεύεται κάθε χαρακτηριστικό μέσα σε έναν πίνακα διαστάσεων, οι πληροφορίες γεωγραφίας κανονικοποιούνται έτσι ώστε η Χώρα να μετακινείται στον δικό της ξεχωριστό πίνακα.
Εδώ, η διάσταση Store αναφέρεται σε έναν πίνακα City, ο πίνακας City αναφέρεται σε έναν πίνακα State και ο πίνακας State αναφέρεται σε έναν πίνακα Country. Κάθε τιμή αποθηκεύεται μόνο μία φορά και συνδέεται με ένα ξένο κλειδί, επομένως ένα όνομα χώρας δεν επαναλαμβάνεται ποτέ σε εκατομμύρια γραμμές. Αυτή η πολυεπίπεδη κανονικοποίηση είναι αυτό που διακρίνει ένα σχήμα snowflake από ένα επίπεδο σχήμα star.
Χαρακτηριστικά του Σχήματος Νιφάδας Χιονιού
Το σχήμα νιφάδας χιονιού έχει πολλά καθοριστικά χαρακτηριστικά:
- Χρησιμοποιεί μικρότερο χώρο στο δίσκο, επειδή οι κανονικοποιημένοι πίνακες διαστάσεων αποφεύγουν την αποθήκευση επαναλαμβανόμενων τιμών.
- Νέες διαστάσεις μπορούν να προστεθούν στο σχήμα με σχετικά μικρή προσπάθεια.
- Η απόδοση των ερωτημάτων μπορεί να μειωθεί, επειδή η ανάκτηση δεδομένων απαιτεί την ένωση πολλών πινάκων.
- Χρειάζεται περισσότερη προσπάθεια συντήρησης, καθώς πρέπει να διαχειριστεί μεγαλύτερος αριθμός πινάκων αναζήτησης.
Πώς να σχεδιάσετε ένα σχήμα νιφάδας χιονιού
Ο σχεδιασμός ενός σχήματος νιφάδας χιονιού ξεκινά με τον ίδιο τρόπο όπως οποιοδήποτε διαστατικό μοντέλο και στη συνέχεια προσθέτει ένα βήμα κανονικοποίησης. Στόχος είναι να προσδιοριστεί η επιχειρηματική διαδικασία που θέλετε να αναλύσετε, να μοντελοποιηθεί πρώτα ως σχήμα αστεριού και στη συνέχεια να κανονικοποιηθούν οι διαστάσεις που περιέχουν βαθιές ιεραρχίες. Επεξεργαστείτε τα ακόλουθα βήματα:
- Προσδιορίστε την επιχειρηματική διαδικασία και τα σιτηρά. Αποφασίστε τι αντιπροσωπεύει μια μεμονωμένη γραμμή του πίνακα δεδομένων, όπως μια συναλλαγή πώλησης, και ορίστε τα αριθμητικά μέτρα ή δεδομένα για τα οποία πρέπει να υποβάλετε αναφορά.
- Δημιουργήστε τον κεντρικό πίνακα δεδομένων. Προσθέστε τα αριθμητικά μέτρα μαζί με τα ξένα κλειδιά που δείχνουν σε κάθε διάσταση. Μαζί αυτά τα ξένα κλειδιά συνήθως σχηματίζουν το σύνθετο πρωτεύον κλειδί.
- Ορίστε τους πίνακες διαστάσεων. Δημιουργήστε έναν πίνακα για κάθε περιγραφική διάσταση, όπως Προϊόν, Πελάτης, Ημερομηνία και Κατάστημα, και αντιστοιχίστε σε κάθε μία από αυτές ένα υποκατάστατο πρωτεύον κλειδί.
- Κανονικοποιήστε τις ιεραρχίες. Χωρίστε κάθε διάσταση που περιέχει επαναλαμβανόμενα χαρακτηριστικά σε πίνακες υποδιαστάσεων, για παράδειγμα, μετακινώντας την Κατηγορία από το Προϊόν ή την Πόλη, την Πολιτεία και τη Χώρα από μια διάσταση Καταστήματος.
- Συνδέστε τους πίνακες με ξένα κλειδιά. Συνδέστε κάθε υποδιάσταση πίσω στον γονικό της πίνακα, έτσι ώστε τα κλαδιά να σχηματίζουν σαφείς ιεραρχίες ένα προς πολλά που μοιάζουν με νιφάδα χιονιού.
- Επικύρωση και δοκιμή με ερωτήματα. Εκτελέστε αντιπροσωπευτικά ερωτήματα αναφοράς για να επιβεβαιώσετε ότι οι σύνδεσμοι επιστρέφουν σωστά αποτελέσματα και ότι η συνολική απόδοση παραμένει αποδεκτή.
Επειδή ο σχεδιασμός ομαλοποιεί τα δεδομένα προς την τρίτη κανονική μορφή, καταγράψτε με σαφήνεια τις διαδρομές σύνδεσης, ώστε οι αναλυτές να κατανοήσουν πώς να πλοηγηθούν σε κάθε κλάδο. Με την καθορισμένη δομή, αξίζει να σταθμίσετε τα οφέλη του σχήματος έναντι του κόστους του.
Πλεονεκτήματα του Σχήματος Χιονονιφάδας
Το σχήμα νιφάδας χιονιού προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα:
- Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η μειωμένη χωρητικότητα στο δίσκο, επειδή η ένωση μικρότερων κανονικοποιημένων πινάκων αναζήτησης αποφεύγει την αντιγραφή δεδομένων διαστάσεων.
- Παρέχει μεγαλύτερη επεκτασιμότητα στις σχέσεις μεταξύ των στοιχείων και των επιπέδων διαστάσεων.
- Αφαιρεί τον πλεονασμό, γεγονός που βελτιώνει την ακεραιότητα των δεδομένων και καθιστά το μοντέλο ευκολότερο στη συντήρηση.
- Ένα περιγραφικό χαρακτηριστικό ενημερώνεται μόνο σε ένα σημείο, γεγονός που μειώνει τον κίνδυνο ασυνεπών δεδομένων.
Μειονεκτήματα του Σχήματος Χιονονιφάδας
Ο σχεδιασμός συνοδεύεται επίσης από συμβιβασμούς που πρέπει να ληφθούν υπόψη:
- Η κανονικοποιημένη δομή αυξάνει τη συντήρηση που απαιτείται για τη διαχείριση πολλών σχετικών πινάκων.
- Τα σύνθετα ερωτήματα που εκτείνονται σε πολλαπλές ενώσεις μπορεί να είναι δύσκολο να γραφτούν και να κατανοηθούν.
- Ένας μεγαλύτερος αριθμός πινάκων σημαίνει περισσότερες ενώσεις, γεγονός που επιμηκύνει τον χρόνο εκτέλεσης του ερωτήματος.
- Οι επιχειρηματικοί χρήστες συχνά βρίσκουν το μοντέλο διακλάδωσης πιο δύσκολο στην πλοήγηση από ένα απλό σχήμα αστεριού.
Σχήμα Χιονονιφάδας vs Σχήμα Αστεριού
Το σχήμα της νιφάδας χιονιού και το σχήμα αστεριού είναι τα δύο πιο συνηθισμένα πολυδιάστατα σχέδια στην αποθήκευση δεδομένων και η βασική διαφορά μεταξύ τους είναι η κανονικοποίηση. Ένα σχήμα αστεριού διατηρεί κάθε διάσταση σε έναν ενιαίο επίπεδο, αποκανονικοποιημένο πίνακα για μέγιστη ταχύτητα ερωτήματος, ενώ ένα σχήμα νιφάδας χιονιού κανονικοποιεί αυτές τις διαστάσεις σε διάφορους σχετικούς πίνακες για εξοικονόμηση χώρου αποθήκευσης και προστασία της ακεραιότητας των δεδομένων. Εξαιτίας αυτού, τα δύο σχήματα ταιριάζουν σε διαφορετικές προτεραιότητες.
| Άποψη | Σχήμα αστεριών | Σχέδιο νιφάδας χιονιού |
|---|---|---|
| Πίνακες διαστάσεων | Αποκανονικοποιημένο, ένας πίνακας ανά διάσταση | Κανονικοποιημένο σε πίνακες υποδιαστάσεων |
| Αποθηκευτικός χώρος | Καταλαμβάνει περισσότερο χώρο λόγω πλεονασμού | Καταναλώνει λιγότερο χώρο, χωρίς πλεονασμό |
| Απόδοση ερωτήματος | Ταχύτερες, λιγότερες ενώσεις | Πιο αργά, περισσότερες ενώσεις |
| Πολυπλοκότητα ερωτήματος | Απλό στη γραφή | Πιο πολύπλοκο |
| καλυτερα suited for | Γρήγορη αναφορά και επιχειρηματική ευφυΐα (BI) | Μεγάλες, ιεραρχικές διαστάσεις |
Εν ολίγοις, επιλέξτε ένα σχήμα αστεριού όταν η ταχύτητα των ερωτημάτων και η απλότητα των αναφορών έχουν τη μεγαλύτερη σημασία και επιλέξτε ένα σχήμα νιφάδας χιονιού όταν η αποτελεσματικότητα της αποθήκευσης, οι καθαρές ιεραρχίες και ο χαμηλός πλεονασμός δεδομένων αποτελούν προτεραιότητα. Πολλές πραγματικές αποθήκες συνδυάζουν και τα δύο μοτίβα ανάλογα με το μέγεθος και το βάθος κάθε διάστασης.
Πότε να χρησιμοποιήσετε ένα σχήμα νιφάδας χιονιού
Ένα σχήμα νιφάδας χιονιού δεν είναι πάντα η σωστή επιλογή, επομένως βοηθάει να ταιριάζει ο σχεδιασμός με το φόρτο εργασίας και τις ανάγκες αναφοράς. Τείνει να λειτουργεί καλύτερα στις ακόλουθες περιπτώσεις:
- Οι διαστάσεις είναι πολύ μεγάλες και περιέχουν πολλά επαναλαμβανόμενα χαρακτηριστικά που σπαταλούν χώρο αποθήκευσης όταν αποκανονικοποιούνται.
- Οι διαστάσεις έχουν βαθιές, σαφώς καθορισμένες ιεραρχίες, όπως από Περιοχή σε Χώρα, από Πολιτεία σε Πόλη, που αντιστοιχίζονται φυσικά σε ξεχωριστούς πίνακες.
- Η ακεραιότητα και η συνέπεια των δεδομένων είναι πιο σημαντικές για το έργο από την ταχύτητα των ακατέργαστων ερωτημάτων.
- Το κόστος αποθήκευσης αποτελεί πραγματική ανησυχία και η εξοικονόμηση δίσκου σε τεράστιους πίνακες διαστάσεων είναι σημαντική.
- Το μοντέλο τροφοδοτεί OLAP εργαλεία που μπορούν να πλοηγηθούν αποτελεσματικά σε κανονικοποιημένες ιεραρχίες.
Αντίθετα, όταν η γρήγορη και απλή αναφορά για τους επιχειρηματικούς αναλυτές αποτελεί προτεραιότητα, ένα σχήμα αστεριών ή ένας υβριδικός σχεδιασμός αστρικού σμήνους είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή. Πολλοί αρχιτεκτονικές αποθήκης δεδομένων συνδυάστε σκόπιμα και τις δύο προσεγγίσεις για να εξισορροπήσετε την ταχύτητα και την αποθήκευση.
Τι είναι ένα Galaxy Schema;
A Σχέδιο γαλαξίας Περιέχει δύο ή περισσότερους πίνακες δεδομένων που μοιράζονται πίνακες διαστάσεων μεταξύ τους. Ονομάζεται επίσης Σχήμα Αστερισμού Γεγονότων και, επειδή μπορεί να θεωρηθεί ως μια συλλογή αστεριών, ονομάζεται σχήμα γαλαξία.
Όπως μπορείτε να δείτε στο παραπάνω παράδειγμα, υπάρχουν δύο πίνακες δεδομένων:
- Revακολουθούν
- Προϊόν
Σε ένα σχήμα γαλαξία, οι διαστάσεις που μοιράζονται μεταξύ των πινάκων δεδομένων ονομάζονται συμμορφωμένες διαστάσεις.
Χαρακτηριστικά του Galaxy Schema
Το σχήμα του γαλαξία έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- Οι διαστάσεις χωρίζονται σε ξεχωριστές διαστάσεις με βάση τα διάφορα επίπεδα της ιεραρχίας.
- Για παράδειγμα, αν η γεωγραφία έχει τέσσερα επίπεδα ιεραρχίας — περιοχή, χώρα, πολιτεία και πόλη — τότε το σχήμα του γαλαξία θα πρέπει να έχει τέσσερις διαστάσεις.
- Είναι δυνατό να δημιουργηθεί αυτός ο τύπος σχήματος διαιρώντας ένα μεμονωμένο σχήμα αστεριού σε περισσότερα σχήματα αστεριών.
- Οι διαστάσεις σε αυτό το σχήμα είναι μεγάλες και πρέπει να κατασκευαστούν σύμφωνα με τα επίπεδα της ιεραρχίας.
- Το σχήμα είναι χρήσιμο για τη συγκέντρωση πινάκων δεδομένων για την υποστήριξη καλύτερης ανάλυσης και κατανόησης.
Τι είναι το Star Cluster Σχήμα;
Ένα σχήμα νιφάδας χιονιού περιέχει πλήρως αναπτυγμένες ιεραρχίες, οι οποίες μπορούν να προσθέσουν πολυπλοκότητα και να απαιτήσουν επιπλέον συνδέσεις. Ένα σχήμα αστεριού, από την άλλη πλευρά, περιέχει πλήρως συμπτυγμένες ιεραρχίες, οι οποίες μπορεί να οδηγήσουν σε πλεονασμό. Η καλύτερη λύση είναι συχνά μια ισορροπία μεταξύ αυτών των δύο σχεδίων, γνωστή ως σχήμα αστεριού. Cluster Σχήμα.
επικάλυψηping Οι διαστάσεις εμφανίζονται ως διακλαδώσεις στις ιεραρχίες. Μια διακλάδωση συμβαίνει όταν μια οντότητα λειτουργεί ως γονέας σε δύο διαφορετικές ιεραρχίες διαστάσεων. Αυτές οι οντότητες διακλάδωσης αναγνωρίζονται στη συνέχεια ως ταξινομήσεις με σχέσεις ένα-προς-πολλά, γεγονός που περιορίζει τον αριθμό των επιπλέον πινάκων που δημιουργεί το σχέδιο.
