مخطط النجمة مقابل. مخطط ندفة الثلج: 4 اختلافات رئيسية

تعتمد المؤسسات على مستودعات البيانات عالية الأداء لتخزين وتحليل كميات كبيرة من البيانات. أحد القرارات المهمة في إعداد مستودع البيانات هو الاختيار بين مخطط النجوم مقابل مخطط ندفة الثلج. 

يعمل المخطط النجمي على تبسيط بنية قاعدة البيانات عن طريق ربط جداول الأبعاد مباشرة بجدول حقائق مركزي. يعمل التصميم على شكل نجمة على تبسيط عملية استرجاع البيانات وتحليلها من خلال دمج نقاط البيانات ذات الصلة، وبالتالي تعزيز كفاءة ووضوح استعلامات قاعدة البيانات. على العكس من ذلك، يتخذ مخطط ندفة الثلج نهجًا أكثر تفصيلاً، حيث يقوم بتفكيك جداول الأبعاد إلى جداول إضافية، مما يؤدي إلى علاقات أكثر تعقيدًا حيث يمثل كل فرع جانبًا مختلفًا من البيانات. 

نظرًا لأن المخطط المختار يحدد مخططًا لتنظيم البيانات وهيكلتها داخل مستودع البيانات، من المهم فهم الاختلافات الرئيسية بين مخطط ندفة الثلج ومخطط النجوم لاتخاذ القرار الصحيح.  لذلك، في هذه المدونة، سنناقش كل ما يتعلق بمخطط النجوم وندفات الثلج، بما في ذلك خصائصها المهمة، وأمثلة الاستعلامات، ومتى يتم استخدامها. دعونا نتعمق ونرى ما يقدمه كل نوع من أنواع المخططات هذه وكيف تختلف.  

ما هو مخطط النجوم؟ 

مخطط نجمة هو نوع من مخططات مستودع البيانات الذي يتكون من جدول حقائق واحد أو أكثر يشير إلى جداول أبعاد متعددة. يدور هذا المخطط حول جدول مركزي يسمى "جدول الحقائق". وهي محاطة بعدة جداول متصلة بشكل مباشر تسمى "جداول الأبعاد". بالإضافة إلى ذلك، هناك مفاتيح خارجية تربط البيانات من جدول إلى آخر، وتقيم علاقة بين الاثنين باستخدام المفتاح الأساسي لجدول آخر. تعمل هذه العملية كوسيلة للإحالة المرجعية، مما يضمن الاتصال والتماسك داخل بنية قاعدة البيانات. 

 يحتوي جدول الحقائق على بيانات كمية، تسمى غالبًا المقاييس أو المقاييس. عادةً ما تكون المقاييس رقمية، مثل السرعة والتكلفة والكمية والوزن، ويمكن تجميعها. يحتوي جدول الحقائق على مراجع مفاتيح خارجية لجداول الأبعاد، والتي تحتوي على عناصر غير رقمية. هذه سمات وصفية مثل تفاصيل المنتج (الاسم، الفئة، العلامة التجارية)، معلومات العميل (الاسم، العنوان، الشريحة)، مؤشرات الوقت (التاريخ، الشهر، السنة)، وما إلى ذلك. يمثل كل جدول أبعاد جانبًا أو بُعدًا محددًا من البيانات. عادةً ما يحتوي البعد على عمود مفتاح أساسي ويتم الرجوع إليه بواسطة جدول الحقائق من خلال علاقات المفاتيح الخارجية. 

في مخطط النجمة: 

• يقع جدول الحقائق، الذي يحتوي على المقاييس الأساسية، في المركز. 
• يرتبط كل جدول أبعاد بشكل مباشر بجدول الحقائق ولكن ليس بجداول الأبعاد الأخرى، وبالتالي يكون له هيكل يشبه النجمة. 

 تعمل بساطة مخطط Star على تسهيل إعداد التقارير والتحليلات المجمعة وتبسيط عمليات استرجاع البيانات. وذلك لأن الاستعلامات عادةً ما تشتمل على عدد أقل من الصلات مقارنة بالمخططات الأكثر اعتدالًا. يعمل التعقيد المنخفض والبنية البسيطة على تحسين الوصول إلى البيانات ومعالجتها، وهو مناسب تمامًا لحلول تخزين البيانات المستندة إلى السحابة. 

علاوة على ذلك، فإن التحديد الواضح بين الأبعاد والحقائق يمكّن المستخدمين من تحليل المعلومات عبر الأبعاد المختلفة بسهولة. وهذا يجعل المخطط النجمي نموذجًا أساسيًا في تطبيقات ذكاء الأعمال أيضًا. 

خصائص مخطط النجمة 

بعض الخصائص الرئيسية لمخطط النجمة هي كما يلي: 

• جدول الحقائق المركزية: يوجد جدول حقائق أساسي يحتوي على مقاييس في المنتصف. وهو يمثل الأنشطة والأحداث والمعاملات التجارية. 
• جداول الأبعاد: إنها تحيط بجدول الحقائق وتمثل الجانب المحدد من سياق الأعمال. تعرض جداول الأبعاد سمات وصفية.  
• العلاقات الرئيسية الخارجية الأولية: يتم إنشاء الارتباط بين جدول الحقيقة والأبعاد من خلال العلاقات الرئيسية الأولية والخارجية، السماح بتجميع البيانات عبر أبعاد مختلفة.  
• الاتصال بجداول الأبعاد: لا توجد اتصالات تم إجراؤها بين جداول الأبعاد. جميع جداول الأبعاد متصلة بجدول الحقائق المركزي فقط.  
• هيكل غير طبيعي: غالبًا ما يتم إلغاء تسوية جداول الأبعاد، وهو أمر مفيد في تقليل الحاجة إلى الروابط أثناء الاستعلامات حيث يتم تضمين السمات الضرورية في بُعد واحد بدلاً من تقسيمها عبر جداول متعددة. 
• أداء الاستعلام الأمثل: تساهم ميزات مثل العلاقات المباشرة بين جداول الحقائق والأبعاد والبنية غير الطبيعية في تحسين أداء الاستعلام. يتيح ذلك للمخططات النجمية التعامل مع المهام التحليلية المعقدة، وبالتالي فهي مناسبة تمامًا لتحليل البيانات وإعداد التقارير. 

 تعتبر المخططات النجمية مثالية للتطبيقات التي تتضمن تحليلًا متعدد الأبعاد للبيانات، مثل OLAP (المعالجة التحليلية عبر الإنترنت). تدعم أدوات OLAP بنية المخطط النجمي بكفاءة لإجراء عمليات التجميع والتنقل للأسفل والتجميع والعمليات التحليلية الأخرى عبر أبعاد مختلفة. 

ما هو مخطط ندفة الثلج؟ 

A مخطط ندفة الثلج هو امتداد لنموذج المخطط النجمي، حيث يتم تسوية جداول الأبعاد في جداول متعددة مرتبطة تشبه شكل ندفة الثلج.  

في مخطط ندفة الثلج، يوجد جدول حقائق مركزي يحتوي على مقاييس كمية. يرتبط جدول الحقائق هذا ارتباطًا مباشرًا بـ جداول الأبعاد. يتم تسوية جداول الأبعاد هذه في أبعاد فرعية تحتوي على سمات محددة داخل البعد. مقارنة بالنسبة إلى المخطط النجمي، يعمل مخطط ندفة الثلج على تقليل تكرار البيانات وتحسين تكامل البيانات، ولكنه يقدم تعقيدًا إضافيًا للاستعلامات بسبب الحاجة إلى المزيد من الصلات. غالبًا ما يؤثر هذا التعقيد على أداء نموذج البعد وقابليته للفهم.  

خصائص مخطط ندفة الثلج 

فيما يلي الخصائص الرئيسية لمخطط ندفة الثلج: 

• تطبيع: في مخطط ندفة الثلج، تتم تسوية جداول الأبعاد، على عكس المخطط النجمي، حيث يتم إلغاء تسوية الجداول. وهذا يعني أن السمات الموجودة في جداول الأبعاد مقسمة إلى جداول متعددة مرتبطة.  
• الهيكل الهرمي: تؤدي تسوية جداول الأبعاد إلى إنشاء بنية هرمية تعطي مظهرًا يشبه ندفة الثلج.  
• العلاقة بين الجداول: يؤدي التطبيع إلى علاقات ربط إضافية بين الجداول التي تمت تسويتها مما يزيد من تعقيد الاستعلامات.  
• الأداء: يتطلب الانضمام إلى عدة جداول تمت تسويتها في مخطط ندفة الثلج المزيد من قوة الحوسبة بسبب زيادة تعقيد الاستعلام، مما قد يؤثر على الأداء.  
• تكامل البيانات: تعمل مخططات ندفة الثلج على تقليل التكرار وإزالة الحالات الشاذة في التحديث. وهذا يضمن تخزين البيانات بطريقة متسقة وطبيعية. 
• المرونة: توفر مخططات Snowflake المرونة في تنظيم وإدارة علاقات البيانات المعقدة التي توفر أسلوبًا أكثر تنظيماً لتحليل البيانات.  

الاختلافات الرئيسية بين مخطط النجمة وندفة الثلج 

1. هندسة معمارية 

يتم إلغاء تسوية جداول الأبعاد في مخطط النجوم. وهذا يعني أنها يتم تمثيلها كجداول مفردة تحتوي على جميع السمات الموجودة بداخلها. يشبه هيكل هذا المخطط نجمة، ويعرض جدول حقائق في المنتصف وجداول أبعاد تشع منه. 

من ناحية أخرى، يحتوي مخطط ندفة الثلج على جداول أبعاد طبيعية. وهذا يعني أنها مقسمة إلى جداول متعددة مرتبطة. يؤدي هذا التطبيع إلى إنشاء بنية هرمية تشبه ندفة الثلج، ولها مستويات إضافية من الجداول المتفرعة من جداول الأبعاد الرئيسية.  

2. التطبيع 

يتم إلغاء تسوية مخططات النجوم، حيث تكون جميع السمات ضمن جدول واحد لكل بُعد. يتم إجراء عملية عدم التطبيع هذه عمدا لتسريع الأداء. ومع ذلك، الجانب السلبي هو أنه قد يكون هناك تكرار للبيانات، أي ظهور نفس البيانات في جداول أبعاد متعددة، مما يتطلب المزيد من التخزين.  

يمثل مخطط ندفة الثلج جدول أبعاد تمت تسويته، مع تقسيم السمات إلى جداول متعددة مرتبطة. يتجنب تصميم مخطط Snowflake تكرار البيانات، ويحسن جودة البيانات، ويستخدم مساحة تخزين أقل من المخطط النجمي. 

3. أداء الاستعلام

نظرًا لوجود عدد أقل من عمليات الانضمام وبنية جدول أبسط في مخطط النجمة، فإن أداء الاستعلام عادةً ما يكون أفضل مقارنةً بمخطط ندفة الثلج.  

من ناحية أخرى، يحتوي مخطط ندفة الثلج على عمليات ربط معقدة، والتي تتطلب الوصول إلى البيانات عبر جداول متعددة تمت تسويتها. ونتيجة لذلك، يؤدي مخطط ندفة الثلج بشكل عام إلى أداء استعلام أبطأ.  

4. صيانة 

اعتمادًا على عدة عوامل، مثل تعقيد البيانات والتحديثات ومساحة التخزين، قد يكون الحفاظ على مخططات النجمة وندفة الثلج أمرًا صعبًا. 

ومع ذلك، من الأسهل عمومًا الحفاظ على مخططات النجوم مقارنة بمخططات ندفة الثلج بسبب عمليات الانضمام الأقل التي تبسط عملية تحسين الاستعلام. ومع ذلك، فإن البنية غير الطبيعية تساهم في مستوى معين من التكرار، الأمر الذي يتطلب إدارة دقيقة لتحسين دقة تحليل البيانات والرؤى.

تزيد عملية التطبيع في مخططات ندفة الثلج من التعقيد وتجعل من الصعب صيانتها. تتطلب الصلات اهتمامًا إضافيًا للحفاظ على مستويات أداء مقبولة. علاوة على ذلك، تعد إدارة التحديثات والإدخالات في مخطط ندفة الثلج أكثر تعقيدًا نظرًا لوجود حاجة لنشر التغييرات عبر جداول متعددة مرتبطة. ويمكن مقارنة ذلك بالمخطط النجمي، حيث تكون البيانات أكثر تركيزًا في عدد أقل من الجداول. تؤثر التحديثات عادةً على جدول واحد فقط أو عدد قليل من الجداول، مما يجعل إدارتها أسهل. 

استعلام مثال 

لنأخذ مثال "تقييم أداء الموظف حسب القسم والدورات التدريبية التي حضرها" لنرى كيف يتم تشكيل مخططات ندفة الثلج والنجمة. 

مخطط النجوم: يتضمن هذا الاستعلام الاستعلام عن جدول الحقائق الذي يحتوي على بيانات تقييم الأداء وربطه بجداول الأبعاد التي تمثل الأقسام والموظفين والدورات التدريبية. يحتوي جدول الحقائق هذا عادةً على علاقة مفتاح خارجي مع جداول الأبعاد. على سبيل المثال، يمكن أن تتضمن جداول الأبعاد أبعاد القسم (معرف القسم، المدير، الاسم، وما إلى ذلك)، وأبعاد الموظف (معرف الموظف، والوظيفة، والمسمى الوظيفي، وما إلى ذلك)، وأبعاد الدورة التدريبية (معرف الدورة، والاسم، والمدة). 

 يُستخدم المخطط النجمي بشكل شائع لتلبية الاحتياجات التحليلية الأبسط حيث يُفضل إلغاء التسوية لأسباب تتعلق بالأداء. 

مخطط ندفة الثلج: في مخطط ندفة الثلج، تتم تسوية جداول الأبعاد بشكل أكبر في أبعاد فرعية، مثل التسلسل الهرمي للأقسام، وفئات الدورات التدريبية، وتفاصيل الموظف. تؤدي عمليات الصلات الإضافية اللازمة للوصول إلى البيانات التي تمت تسويتها إلى إبطاء أوقات التنفيذ. 

مخطط النجمة مقابل. مخطط ندفة الثلج: اختيار المخطط المناسب لمؤسستك 

يوفر كل من المخطط النجمي ومخطط ندفة الثلج مزايا فريدة، ولكن اختيار المخطط المناسب لمستودع بيانات مؤسستك يتطلب دراسة متأنية. فيما يلي بعض العوامل المهمة التي يجب وضعها في الاعتبار عند الاختيار بين مخطط النجمة ومخطط ندفة الثلج: 

الاحتياجات التحليلية: قم بتقييم أنواع التحليلات والاستعلامات التي يتطلبها عملك، مع الأخذ في الاعتبار ما إذا كانت تميل نحو تسلسلات هرمية أكثر تعقيدًا أو تحليلات بسيطة ومباشرة. إذا كان عملك يتطلب تحليلات مباشرة بأقل قدر من التعقيد، فقد يكون المخطط النجمي هو الأفضل نظرًا لبنيته الأبسط وعمليات الانضمام الأقل.  

من ناحية أخرى، إذا كانت تحليلاتك تتضمن تسلسلات هرمية معقدة وعلاقات بين الأبعاد، فقد يكون مخطط ندفة الثلج أكثر ملاءمة لقدرته على تمثيل هذه العلاقات المعقدة بطريقة أكثر تنظيمًا.  

التدرجية: خذ في الاعتبار متطلبات النمو وقابلية التوسع المستقبلية للتأكد من أن المخطط المختار يمكنه استيعاب احتياجات البيانات المتغيرة والتوسع بشكل فعال. بالنسبة لمجموعات البيانات الأصغر والاستعلامات الأبسط لمخططات النجوم يؤدي الهيكل غير الطبيعي بشكل أفضل. في المقابل، قد يوفر النهج الموحد لمخطط ندفة الثلج قابلية توسع ومرونة أكبر للتعامل مع مجموعات البيانات الأكبر والاستعلامات الأكثر تعقيدًا مع نمو احتياجات البيانات الخاصة بك بمرور الوقت. 

حجم البيانات: قم بتقييم تأثير مجموعات البيانات الضخمة على تكاليف وإمكانيات التخزين قبل تحديد المخطط الخاص بك. قد يؤدي التصميم غير الطبيعي لمخطط النجمة إلى ارتفاع تكاليف التخزين بسبب التكرار، في حين أن البنية الطبيعية لمخطط ندفة الثلج يمكن أن تساعد في تحسين كفاءة التخزين عن طريق تقليل التكرار. إذا كانت تكاليف التخزين مصدر قلق كبير، فقد يكون مخطط ندفة الثلج خيارًا أكثر فعالية من حيث التكلفة لإدارة كميات كبيرة من البيانات. 

فهم بياناتك: قم بتحليل بنية بياناتك وتعقيدها، بما في ذلك العلاقات بين التحليلات المختلفة. سيساعد هذا في اختيار المخطط المناسب لعملك. إذا أظهرت بياناتك درجة عالية من التسوية وتتطلب تحليلاً تفصيليًا مع علاقات متعدد إلى متعدد بين الأبعاد، فقد يكون مخطط ندفة الثلج أكثر ملاءمة. ومع ذلك، إذا كانت بياناتك بسيطة نسبيًا ويمكن تمثيلها بأبعاد أقل وعلاقات مباشرة، فقد يكون المخطط النجمي كافيًا.

الأهداف: حدد ما إذا كنت تحتاج إلى رؤى سريعة أو تفاصيل شاملة. اختر المخطط النجمي لإعداد التقارير السريعة ومخطط ندفة الثلج للتحليل التفصيلي. يعتبر المخطط النجمي مناسبًا تمامًا لإعداد التقارير الأسرع والتحليل البسيط، مما يجعله مثاليًا للمؤسسات التي تعطي الأولوية للسرعة وخفة الحركة في عملية صنع القرار. في المقابل، يوفر مخطط ندفة الثلج المزيد من التفاصيل والتفاصيل، مما يجعله مناسبًا للمؤسسات التي تتطلب تحليلًا متعمقًا وفهمًا أعمق لبياناتها. 

وفي الختام 

مخطط النجوم ومخطط ندفة الثلج لهما مزايا وعيوب. أحد أسباب شيوع مخطط النجمة هو بنيته المبسطة. على الرغم من أن المخطط النجمي أقل تعقيدًا ولديه تنفيذ استعلام أسرع، إلا أنه يمكن أن يؤدي إلى تكرار البيانات وقيود قابلية التوسع، وهو ما يعالجه مخطط ندفة الثلج من خلال تسوية جداول الأبعاد.  

سواء اخترت المخطط النجمي أو مخطط ندفة الثلج، يمكنك تبسيط رحلة تطوير مستودع البيانات لديك بشكل كبير من خلال التشغيل الآلي. Astera يقوم Data Warehouse Builder بأتمتة كل جانب من جوانب بناء مستودع البيانات. بدءًا من تصميم المخطط وحتى تكامل البيانات وما بعده، Astera منشئ DW يمكّنك من إنشاء مستودع بيانات كامل الوظائف ونشره لمؤسستك، كل ذلك دون كتابة سطر واحد من التعليمات البرمجية. 

استمتع بتجربة تطوير مستودع البيانات بدون متاعب مع Astera. ابدأ تجربتك المجانية اليوم وشاهد كيف تسهل العملية.