数据模型是信息系统设计的核心,它是对现实世界数据的抽象表达,用于描述数据、它们之间的关系以及数据的组织和管理方式。在数据仓库的建设中,数据模型起着至关重要的作用,既是系统建设的信息蓝图,也是业务人员与IT人员之间沟通的语言和工具。
数据模型主要分为四类:概念数据模型(CDM)、逻辑数据模型(LDM)、物理数据模型(PDM)和应用数据模型(ADM)。每种模型都有其特定的设计目标和应用场景。
1. **概念数据模型**(CDM):在全局和宏观层面定义模型的设计思路、范围和内容,包括主题、主题间关系、重要实体和实体间的关系。它用于圈定建模的范围,划分建设主题,并理清主要的业务关系,为构建逻辑数据模型提供框架。
2. **逻辑数据模型**(LDM):使用逻辑建模语言定义数据之间的逻辑关系,反映业务规则。它是一种设计蓝图,指导整个数据仓库的建设,同时也是业务人员和技术人员沟通的桥梁。逻辑数据模型包含实体、关系和属性,通常遵循第三范式(3NF)设计,但可能需要根据性能和空间要求进行非正则化处理。
3. **物理数据模型**(PDM):关注面向物理实施的细节,如数据库、表、字段和索引的设计,会根据逻辑数据模型和所选数据库系统进行调整,同时考虑业务需求和性能的平衡。PDM通常包含一些非正则化处理和派生数据,以优化性能。
4. **应用数据模型**(ADM):主要满足最终用户和应用系统的数据访问和存取需求。它面向Power User和业务人员,与具体应用紧密相关,多维分析时常用星型或雪花状结构。 ADM由事实表和维度表组合而成,提供易用的访问形式。
逻辑数据模型和物理数据模型的比较在于,逻辑模型更注重业务逻辑和语义表达,而物理模型更侧重于数据库的实现和性能优化。在数据仓库中,逻辑数据模型位于数据流的中心,接收源数据,经过清洗和转换后,加载到物理数据模型中,供业务人员和IT用户进行信息存取和决策支持。
建模过程需要注意的是,应确保模型的清晰性、完整性和一致性,同时要充分理解业务需求,避免冗余数据,合理使用范式理论进行规范化设计。此外,模型应具有一定的灵活性,以便适应业务变化和系统扩展。
在建模方法论中,第三范式(3NF)是一种常见的设计原则,旨在减少数据冗余和提高数据一致性。星型结构和雪花型结构则是多维数据分析中常见的数据模型,其中星型结构更为简单直接,而雪花型结构则更强调数据的规范化。
理解并熟练掌握数据模型的基本概念和建模方法,对于构建高效、稳定的数据系统至关重要,无论是数据仓库的构建还是其他类型的信息系统,都需要基于合适的模型来确保数据的准确性和可用性。