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Smartbi的数据模型实现将所有查询结果归集后,基于CUBE模型重新构建数据结构:以“维度”和“度量”进行构建,同时增加了“成员”和“命名集”的定义,实现了数据模型构建的灵活性及应用广泛性。

Smartbi的数据模型基于成熟的建模理论和方法,总体而言主要体现在两方面:模型架构和模型表关系。Smartbi的数据模型基于成熟的建模理论和方法,总体而言主要体现在两方面:模型架构和模型表关系。

事实数据表

事实数据表用于存储累积的行,这些行表示观察结果或记录特定业务活动的事件。 例如,销售事实数据表中存储的事件可以是销售订单和订单行。 也可以使用事实数据表记录存货变动、存货结余或每日汇率。 事实数据表通常包含大量的行。 随着时间的推移,事实数据表行将累积。 在分析查询(将在此模块的后续部分对它进行定义)中,通过汇总事实数据表数据来生成值,如销售额和数量。

维度表

维度表描述业务实体,这些实体通常表示人员、地点、产品或概念。 日期维度表是常见的概念维度表示例,此表会针对每个日期包含一个行。 借助维度表中的列,可以对事实数据表数据进行筛选和分组。

每个维度表都必须具有一个唯一列,此列称为键列。 唯一列不包含重复的值,并且任何情况下都不会有缺失的值。 在产品维度表中,此列可能命名为“ProductKey”或“ProductID”。 其他列可能会存储描述性的值,如产品名称、子类别、类别、颜色等。 在分析查询中,这些列用于对数据进行筛选和分组。


比较事实数据表和维度表

下图比较了事实数据表和维度表的特征。

特征维度表事实数据表
模型用途存储业务实体存储事件或观察结果
表结构包含一个键列和用于进行筛选和分组的描述性列包括维度键列和可以汇总的数值度量值列
数据卷通常包含的行较少(相对于事实数据表)可以包含大量行
查询用途用于筛选和分组用于汇总


2 模型架构

数据模型是围绕事实表和维度表的关系而进行模型的构建:

  • 事实表:是数据模型中的中央表,它包含联系事实与维度表的数字度量值和键。事实数据表包含描述业务(例如产品销售)内特定事件的数据。
  • 维度表:是维度属性的集合,是分析问题的一个窗口,是人们观察数据的特定角度,是考虑问题时的一类属性,属性的集合构成一个维。

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Smartbi支持星型模型雪花模型星座模型单表模型

星型模型
星型模型

2.1 星型模型

星型模型:所有维表都直接连接到事实表上,整个视图就像星星一样,是推荐的模型结构。

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若要详细了解关系,请参阅 Smartbi 中的模型关系


雪花模型
雪花模型

2.2 雪花模型

雪花模型与星型模型类似,都包含了事实表和维度表。但在维度表的组织方式上有所不同。在雪花模型中,维度表被细分成多个规范化的表格,形成了多层级结构,就像雪花一样。

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雪花模型是对星型模型的扩展,它对星型模型的维表进一步层次化,原有的各维表可能被扩展为小的事实表,形成一些局部的 "层次 " 区域,这些被分解的表都连接到主维度表而不是事实表。如将产品维表分解为产品类别维表。

星座模型
星座模型

2.3 星座模型

星座模型:包含多个事实表,维表是公共的,可以共享,视图如下:

单表模型
单表模型

2.4 单表模型

可以理解为一张大宽表,指标、维度、属性关联在一起的一张表,如下图:

3 模型相关概念

我们在Smartbi设计数据模型架构前,需要对模型设计紧密相关的概念有清晰的认识和理解:我们在Smartbi设计数据模型架构前,需要对模型设计紧密相关的概念有清晰的认识和理解;维度建模的概念,并不是Smartbi提出来的,早在很久之前,就有维度建模的概念,相关的名称也都是已存在的。

3.1 度量值

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度量通常是指数据集合中可数的数值型属性,通常用于数据的统计分析、计算和比较,例如计算平均值、最大值、最小值、合计等;在构建模型时,需要理解业务需求、上下文和目标,帮助选择合适的维度和度量,确保分析结果与业务实际情况相符合

Smartbi数据模型中的度量值表达式通常利用 聚合函数(如 SUM、MIN、MAX、AVERAGE 等)在查询时生成标量值结果(值永远不会存储在模型中)。

度量值表达式涵盖广泛,从简单的列聚合到更复杂的公式应有尽有,这为模型开发者提供了便利,因为在很多情况下都无需写MDX表达式创建度量值: 如“订单明细”表中的“销售量”列可以通过多种方式进行汇总(包括 SUM、COUNT、AVERAGE、MEDIAN、MIN、MAX 等)。

3.2 维度

维度通常指数据集合中的属性数量或维度数量,用于描述数据的不同方面和特征,并支持数据的分类、分组和汇总,以及数据的可视化和多维分析,维度是定性的、被描述的、不能被测量的。下面具体说明各种维度类型。

3.2.1 雪花维度

雪花维度是单个业务实体的一组规范化表 。例如:“产品”维度经过了规范化并存储在两个相关表中:产品类别维度和产品维度。这些规范化表位于事实数据表之外,形成雪花形状的设计。

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在选择集成到一个模型表中时,还可以定义一个层次结构,其中包含维度的最高和最低粒度。 冗余非规范化数据的存储可能会增加模型存储大小,尤其是在维度表很大的情况下。

3.

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角色扮演维度是能以不同方式筛选相关事实的维度 。 例如,在Northwind中,订单维度表与订单销售明细事实之间有三种关系:可以使用同一维度表中按订单日期、发货日期或交货日期筛选事实。

数据仓库中接受的设计方法是定义单个日期维度表。 在查询时,日期维度的“角色”是通过用于联接表的事实列建立的。 例如,在按订单日期分析销售情况时,表联接与订单日期列相关。

在Smartbi数据模型中,我们用一种常见的建模方法解决,就是为每个角色扮演实例创建维度类型表。 该模型可以包含日期表、发货日期表和交货日期表,每个表与其对应的销售表列之间都存在单一且活动的关系 。

3.4 杂项维度

如果有多个维度,特别是包含几个属性(可能只有一种)并且这些属性的值很少时,则杂项维度非常有用 。

合适的候选项包括订单状态列或客户人口统计列(性别、年龄分组等)。

杂项维度的设计目标是将多个“小”维度合并为一个维度,以减少模型的存储大小,还可以通过呈现更少的模型表来缓解“字段”窗格的混乱情况 。

杂项维度表通常是所有维度属性成员的笛卡尔积,具有唯一标识列。 可以在数据仓库中构建维度,也可以通过使用Smartbi数据模型中的私有查询创建,并此查询作为维度类型表加载到模型中。

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2.2 退化维度

退化维度指的是筛选所需的事实数据表的属性 。 我们的northwind中就有一个例子,就是销售订单号。 在这种情况下,创建仅包含这一列的独立表对模型设计并没有什么积极作用,因为这会增加模型的存储大小,并导致“字段”窗格混乱 。

在Smartbi模型中,可以将销售订单号列添加到事实类型表,以允许按销售订单号进行筛选或分组。 

3.

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3 无事实事实数据表

无事实事实数据表不包含任何度量值列 。 它仅包含维度键。

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无事实事实数据表的更有力的用途是存储维度之间的关系,例如,假设销售人员可以分配到一个或多个销售区域 , 则需要设计为包含两列的无事实事实数据表:销售人员键和区域键, 这两列中可以存储重复的值。

3.

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4 模型表关系

模型设计过程中,模型表的关系也是很重要的一项内容,详细可查阅:设置查询关系

关系的确立需要通过匹配键列中的数据(通常是两表中同名的列)。在大多数情况下,该关系会将一个表中的主键(它为每行提供了唯一标识)与另一个表的外部键中的某项相匹配。例如,通过创建 orderdetails表中的 orderid(主键)与orders 表中的 orderid 列(外部键)之间的关系,则销售量就与订单相关联了。

3.

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4.1 一对多(多对一)关系

一对多和多对一是相对关系,如下列的课程表与老师表:

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Course表中的T_id字段建立外键约束,指向Teacher表中的T_id。

3.

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4.2 一对一关系

在一对一关系中,A 表中的一行最多只能匹配于 B 表中的一行,反之亦然。比如,一个人只能有一个身份证号,一个身份证号只能属于一个人。

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  • 分割具有多列的表。
  • 由于安全原因而隔离表的一部分。
  • 保存临时的数据,并且可以毫不费力地通过删除该表而删除这些数据。
  • 保存只适用于主表的子集的信息。

3.

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4.3 多对多关系

多对多的关系,可以看成是两个多对一的关系,如下的课程表和学生表:

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