Что такое ОЛАП? Куб, Аналитический Operaфункции в хранилище данных

⚡ Умное резюме

OLAP, сокращение от Online Analytical Processing (оперативная аналитическая обработка), — это категория программного обеспечения, позволяющая аналитикам изучать большие объемы бизнес-данных с разных точек зрения, используя предварительно агрегированные многомерные кубы для группировки данных.pingБыстрая и интерактивная фильтрация и создание отчетов.

  • 🧊 OLAP-куб: Куб хранит числовые показатели, сгруппированные по измерениям, образуя гиперкуб, предназначенный для быстрого многомерного анализа.
  • 🔄 Основные OperaЦИИ: Сворачивание, сверление, разрезание, измельчение и поворот позволяют изменять форму куба для ответа на новые аналитические вопросы.
  • ???? ️ Как это работает: хранилище данных extracПрограмма преобразует исходные данные, а затем загружает их на OLAP-сервер для предварительного расчета.
  • 🇧🇷 Типы систем: ROLAP, MOLAP и HOLAP различаются тем, хранятся ли данные в реляционных таблицах, кубах или и в том, и в другом.
  • OLAP против OLTP: OLAP считывает исторические агрегированные данные для анализа, в то время как OLTP обрабатывает быстрые ежедневные транзакции.
  • Сильные стороны и ограничения: OLAP ускоряет анализ сценариев «что если» и создание отчетов, но для кубов требуются схемы «звезда» или «снежинка», а также полная перестройка после внесения изменений.

Что такое OLAP — куб, аналитические операции и типы OLAP-систем в хранилище данных.

Что такое ОЛАП?

Онлайн-аналитическая обработка (OLAP) Это категория программного обеспечения, позволяющая пользователям анализировать информацию, полученную из нескольких баз данных одновременно. Это технология, которая позволяет аналитикам...tracи просматривать бизнес-данные с разных точек зрения, в отличие от OLTP системы, оптимизированные для быстрых повседневных транзакций.

Аналитикам часто приходится группировать, агрегировать и объединять данные, и эти операции требуют значительных ресурсов. С помощью OLAP данные можно предварительно рассчитать и агрегировать, что значительно ускоряет анализ. информационное хранилищеOLAP-базы данных разделены на один или несколько кубов, каждый из которых разработан таким образом, чтобы упростить создание и просмотр отчетов.

OLAP куб

Структура данных OLAP-куба с мерами и измерениями.

В основе концепции OLAP лежит OLAP-куб. OLAP-куб — ​​это структура данных, оптимизированная для очень быстрого выполнения операций. анализ данных.

OLAP-куб состоит из числовых фактов, называемых мерами, которые классифицируются по измерениям. По этой причине OLAP-куб также известен как гиперкуба.

Обычно операции с данными и их анализ выполняются с помощью простой электронной таблицы, где значения расположены в строках и столбцах. Это хорошо подходит для двумерных данных. Однако OLAP обрабатывает многомерные данные, которые часто собираются из разных и несвязанных источников, поэтому электронная таблица не является оптимальным вариантом. Куб, напротив, может хранить и анализировать эти многомерные данные логичным и упорядоченным образом.

Как работает OLAP?

Во-первых, хранилище данныхtracИнформация поступает из различных источников и форматов, таких как текстовые файлы, электронные таблицы и мультимедийные файлы.tracЗатем обработанные данные очищаются и преобразуются, после чего загружаются на OLAP-сервер или в OLAP-куб, где информация предварительно рассчитывается для последующего анализа.

Основные аналитические операции OLAP

Существует четыре основных типа аналитических операций OLAP, и вместе они позволяют аналитикам преобразовывать куб для ответа на новые вопросы:

  1. Свернуть
  2. Детализация
  3. Нарезать и нарезать
  4. Поворот (поворот)

1) Свернуть

Свертывание, также известное как консолидация или агрегирование, суммирует данные по определенному параметру. Операция сверывания может быть выполнена двумя способами:

  1. Уменьшение размеров.
  2. Восхождение по концептуальной иерархии, которая представляет собой систему группping вещи, исходя из их порядка или уровня.

Рассмотрим следующую диаграмму:

Операция агрегирования в OLAP, объединяющая города в одну страну.

  • В этом примере города Нью-Джерси и Лос-Анджелес объединены в единую страну США.
  • Объемы продаж в Нью-Джерси и Лос-Анджелесе составляют 440 и 1560 соответственно, а после суммирования — 2000.
  • В этом процессе агрегирования иерархия местоположений смещается от города к стране.
  • В процессе агрегирования удаляется как минимум одно измерение. В этом примере удаляется измерение «Города».

2) Детализация

При детализации данные разбиваются на более мелкие части. Это противоположность процессу агрегирования, и это можно сделать двумя способами:

  • Спускаясь по иерархии понятий.
  • Увеличение измерения.

В OLAP-системе выполняется операция детализации, разделяющая квартал на месяцы.

Рассмотрим приведенную выше диаграмму:

  • В первом квартале проводится детальный анализ данных за январь, февраль и март, после чего регистрируются соответствующие объемы продаж.
  • В этом примере добавлен параметр "месяц".

3) Нарезка

При выполнении операции среза выбирается одно измерение, и создается новый подкуб. На следующей диаграмме показано, как выполняется операция среза:

Операция среза в OLAP с фильтрацией временного измерения по Q1

  • Временное измерение фильтруется с помощью параметра Q1.
  • Полностью создается новый куб.

4) Кубики

Игра в кости похожа на игру в дольки. Разница в том, что в игре в кости вы выбираете два или более измерения, в результате чего создается меньший субкуб.

Операция Dice в OLAP, выбирающая несколько измерений для формирования подкуба.

5) Поворот

В сводной таблице вы поворачиваете оси данных, чтобы обеспечить альтернативное представление данных. В следующем примере сводная таблица основана на типах элементов.

Операция сводной таблицы в OLAP: вращение куба по типам элементов.

Типы OLAP-систем

OLAP-системы имеют иерархическую структуру, и существует несколько вариантов в зависимости от места хранения данных и способа доступа к ним со стороны пользователей.

Иерархическая структура, показывающая типы OLAP-систем.

Ниже приведено краткое описание основных типов OLAP-систем:

Тип OLAP объяснение
Реляционный OLAP (ROLAP) ROLAP — это расширенная СУБД с многомерной картой данных.ping который выполняет стандартные реляционные операции.
Многомерный OLAP (МОЛАП) MOLAP выполняет операции непосредственно над многомерными данными.
Гибридный OLAP (HOLAP) В подходе HOLAP агрегированные итоги хранятся в многомерной базе данных, а подробные данные — в реляционной базе данных. Это обеспечивает как эффективность работы с данными, характерную для модели ROLAP, так и производительность модели MOLAP.
Настольный OLAP (DOLAP) В настольной OLAP-системе пользователь загружает часть данных локально на свой компьютер и анализирует их. Развертывание DOLAP относительно недорого, поскольку она предлагает меньше функций по сравнению с другими OLAP-системами.
Веб-OLAP (WOLAP) Web OLAP — это OLAP-система, доступная через веб-браузер. WOLAP представляет собой трехуровневую архитектуру, состоящую из клиента, промежуточного программного обеспечения и сервера базы данных.
Мобильный OLAP Мобильный OLAP помогает пользователям получать доступ к данным OLAP и анализировать их с помощью своих мобильных устройств.
Пространственная OLAP (SOLAP) SOLAP предназначен для управления как пространственными, так и непространственными данными в рамках географической информационной системы (ГИС).

Три наиболее широко используемые модели — ROLAP, MOLAP и HOLAP — более подробно рассматриваются в следующих разделах.

РОЛАП

ROLAP (реляционный OLAP) работает с данными, которые уже существуют в реляционной базе данных. Таблицы фактов и измерений хранятся в виде реляционных таблиц, что позволяет проводить многомерный анализ данных, и это одна из наиболее быстро развивающихся моделей OLAP.

Преимущества модели ROLAP

  • Высокая эффективность использования данных: ROLAP обеспечивает высокую эффективность работы с данными, поскольку производительность запросов и язык доступа оптимизированы специально для многомерного анализа данных.
  • Масштабируемость. Этот тип OLAP-систем хорошо масштабируется для обработки больших объемов данных, даже когда эти данные постоянно растут.

Недостатки модели ROLAP

  • Спрос на более высокие ресурсы: Для реализации ROLAP требуется интенсивное использование трудовых, программных и аппаратных ресурсов.
  • Ограничения, связанные с агрегированными данными: Инструменты ROLAP используют SQL для всех вычислений агрегированных данных, и существуют практические ограничения при обработке сложных вычислений.
  • Низкая производительность запросов: Производительность запросов в этой модели ниже по сравнению с MOLAP.

МОЛАП

MOLAP (многомерный OLAP) использует многомерные механизмы хранения данных на основе массивов для отображения многомерных представлений данных. По сути, MOLAP опирается на предварительно созданный OLAP-куб.

Более подробную информацию можно найти в специальном разделе. Учебное пособие по MOLAPВ этой статье подробно рассматриваются его архитектура, преимущества и инструменты.

Гибридная OLAP

Гибридный OLAP (HOLAP) представляет собой сочетание ROLAP и MOLAP. Он сочетает в себе высокую скорость вычислений MOLAP с большей масштабируемостью ROLAP и использует две базы данных:

  1. Агрегированные или вычисленные данные хранятся в многомерном OLAP-кубе.
  2. Подробная информация хранится в реляционной базе данных.

Преимущества гибридной OLAP-системы

  • Это позволяет экономить дисковое пространство и сохранять компактность, что помогает избежать проблем, связанных со скоростью и удобством доступа.
  • В Hybrid OLAP используется кубическая технология, обеспечивающая более высокую производительность для всех типов данных.
  • Данные ROLAP обновляются мгновенно, поэтому пользователи HOLAP получают доступ к данным в режиме реального времени, а MOLAP повышает релевантность данных за счет очистки и преобразования — объединяя лучшие стороны обоих подходов.

Недостатки гибридных OLAP-систем

  • Повышенная сложность: Главный недостаток HOLAP заключается в том, что он должен поддерживать как инструменты и приложения ROLAP, так и MOLAP, что делает его очень сложным в использовании.
  • Возможные пересечения: вероятность совпадения выше.ping Функциональные различия между двумя подходами.

Преимущества ОЛАП

OLAP предоставляет ряд преимуществ, которые делают его основой для бизнес-анализа:

  • OLAP — это единая платформа для планирования, бюджетирования, отчетности и анализа во всем бизнесе.
  • Информация и вычисления в рамках OLAP-куба согласованы, что является важнейшим преимуществом.
  • Это позволяет быстро создавать и анализировать различные сценарии развития событий.
  • В базе данных OLAP можно легко выполнить поиск по общим или конкретным терминам.
  • OLAP предоставляет базовые компоненты для инструментов бизнес-моделирования, инструментов интеллектуального анализа данных и инструментов отчетности о производительности.
  • Это позволяет пользователям анализировать и обрабатывать кубические данные по различным параметрам, показателям и фильтрам.
  • Он хорошо подходит для анализа временных рядов.
  • С помощью OLAP легко находить кластеры и выбросы.
  • Это мощный механизм визуализации, обеспечивающий стабильно быстрое время отклика.

Недостатки OLAP

Несмотря на свои преимущества, OLAP имеет и некоторые ограничения, которые следует учитывать:

  • OLAP требует организации данных в схема звезды или снежинкиЭти схемы сложны в реализации и администрировании.
  • В одном OLAP-кубе не может быть большого количества измерений.
  • Доступ к транзакционным данным через OLAP-систему невозможен.
  • Любая модификация OLAP-куба требует полной перестройки куба, что является трудоемким процессом.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

OLAP-системы считывают исторические агрегированные данные для анализа и принятия решений с помощью многомерных кубов и в основном операций чтения. OLTP Обрабатывает быстрые, повседневные транзакции, такие как вставка и обновление данных в реляционной базе данных. Проще говоря, OLTP управляет бизнесом, а OLAP помогает его анализировать.

OLAP обычно находится на промежуточном уровне в системе. информационное хранилищеИсходные системы передают данные в процесс ETL, который очищает и загружает данные в хранилище, а затем OLAP-сервер строит на их основе кубы, чтобы аналитики могли быстро выполнять многомерные запросы.

OLAP-кубы обычно строятся на основе схема звезды или снежинкиЗвездная схема хранит измерения в отдельных денормализованных таблицах, тогда как снежинка нормализует их в связанные таблицы. Обе схемы организуют факты и измерения таким образом, чтобы куб мог быстро агрегировать и извлекать данные.

К популярным OLAP-движкам относятся: Microsoft SQL Server Услуги анализа, Oracle Эссбаза и Апач КилинОни создают многомерные кубы и обеспечивают работу панелей мониторинга бизнес-аналитики. Наилучший выбор зависит от объема ваших данных и используемой базы данных.

OLAP и интеллектуальный анализ данных дополняют друг друга. OLAP позволяет аналитикам интерактивно анализировать, обрабатывать и детализировать известные параметры для ответа на заданные вопросы. Интеллектуальный анализ данных применяет статистические алгоритмы и алгоритмы машинного обучения для обнаружения неизвестных закономерностей, кластеров и корреляций. OLAP исследует ожидаемые представления, в то время как интеллектуальный анализ данных выявляет скрытые закономерности.

Типичные сценарии использования OLAP включают анализ продаж и маркетинга, финансовое планирование и бюджетирование, отчетность по прибыльности, а также анализ тенденций или временных рядов. Компании используют OLAP для сравнения показателей эффективности по регионам, продуктам и периодам, а также для моделирования сценариев «что если», которые помогают принимать стратегические решения.

Слои аналитики на основе ИИ добавляют к OLAP-кубам обнаружение аномалий, обработку запросов на естественном языке и прогнозирование. Модели машинного обучения могут оценивать предварительно агрегированные параметры для автоматического выявления тенденций, поэтому аналитики тратят меньше времени на составление отчетов и больше времени на использование полученных данных.

Да. Помощники, такие как ChatGPT и Второй пилот GitHub Умеет составлять MDX или SQL запросы, объяснять структуру кубов и предлагать вычисляемые элементы на основе короткого запроса. Всегда проверяйте сгенерированный запрос на правильность названий измерений и логики агрегирования перед запуском в рабочей среде.

Подведем итог этой публикации следующим образом: