Звездная схема против. Схема снежинки: 4 ключевых отличия

Организации полагаются на высокопроизводительные хранилища данных для хранения и анализа больших объемов данных. Важным решением при настройке хранилища данных является выбор между схемой «звезда» и схемой «снежинка». 

Звездообразная схема упрощает структуру базы данных за счет прямого подключения таблиц измерений к центральной таблице фактов. Звездообразный дизайн упрощает поиск и анализ данных за счет консолидации связанных точек данных, тем самым повышая эффективность и ясность запросов к базе данных. И наоборот, схема «снежинка» использует более детальный подход, разбивая таблицы измерений. в дополнительные таблицы, что приводит к более сложным отношениям, где каждая ветвь представляет отдельный аспект данных. 

Поскольку выбранная схема представляет собой план организации и структурирования данных в информационное хранилище, важно понимать ключевые различия между схемой «снежинка» и схемой «звезда», чтобы сделать правильный выбор.  Итак, в этом блоге мы обсудим все о схемах «звезда» и «снежинка», включая их важные характеристики, примеры запросов и когда их использовать. Давайте углубимся и посмотрим, что предлагает каждый из этих типов схем и чем они отличаются.  

Что такое звездообразная схема? 

Схема звезды — это тип схемы хранилища данных, который состоит из одной или нескольких таблиц фактов, ссылающихся на несколько таблиц измерений. Эта схема вращается вокруг центральной таблицы, называемой «таблицей фактов». Он окружен несколькими напрямую связанными таблицами, называемыми «таблицами измерений». Кроме того, существуют внешние ключи, которые связывают данные из одной таблицы в другую, устанавливая связь между ними с помощью первичного ключа другой таблицы. Этот процесс служит средством перекрестных ссылок, обеспечивая связность и согласованность в структуре базы данных. 

 Таблица фактов содержит количественные данные, часто называемые мерами или метриками. Меры, как правило, числовые, такие как скорость, стоимость, количество и вес, и их можно агрегировать. Таблица фактов содержит ссылки на внешние ключи на таблицы измерений, которые содержат нечисловые элементы. Это описательные атрибуты, такие как сведения о продукте (название, категория, бренд), информация о клиенте (имя, адрес, сегмент), показатели времени (дата, месяц, год) и т. д. Каждая таблица измерений представляет определенный аспект или измерение данных. Измерение обычно имеет столбец первичного ключа, и на него ссылается таблица фактов через отношения внешнего ключа. 

В звездной схеме: 

• Таблица фактов, содержащая основные метрики, расположена в центре. 
• Каждая таблица измерений напрямую связана с таблицей фактов, но не с другими таблицами измерений, поэтому имеет звездчатую структуру. 

 Простота схемы «звезда» облегчает составление агрегированных отчетов и анализ, а также оптимизирует операции по извлечению данных. Это связано с тем, что запросы обычно включают меньше соединений по сравнению с более нормализованными схемами. Уменьшенная сложность и простая структура оптимизируют доступ к данным и их обработку, что хорошо подходит для облачных решений для хранения данных. 

Более того, четкое разграничение между измерениями и фактами позволяет пользователям легко анализировать информацию по различным измерениям. Это делает звездообразную схему также основополагающей моделью в приложениях бизнес-аналитики. 

Характеристики звездообразной схемы 

Некоторые основные характеристики звездообразной схемы следующие: 

• Центральная таблица фактов: В центре находится таблица основных фактов, содержащая показатели. Он представляет деятельность, события и бизнес-операции. 
• Таблицы размеров: Они окружают таблицу фактов и представляют конкретный аспект бизнес-контекста. В таблицах измерений показаны описательные атрибуты.  
• Отношения первичный-внешний ключ: Связь между таблицей фактов и таблицей измерений устанавливается через отношения первичный-внешний ключ, позволяя агрегировать данные по разным измерениям.  
• Связь с размерными таблицами: Между таблицами измерений нет никаких связей. Все таблицы измерений подключены только к центральной таблице фактов.  
• Денормализованная структура: таблицы измерений часто денормализованы, что полезно для уменьшения необходимости в соединениях во время запросов, поскольку необходимые атрибуты включаются в одно измерение, а не разбивают их на несколько таблиц. 
• Оптимизированная производительность запросов: Такие функции, как прямые связи между таблицами фактов и измерений и денормализованная структура, способствуют оптимизации производительности запросов. Это позволяет звездообразным схемам решать сложные аналитические задачи и, таким образом, хорошо подходит для анализа данных и составления отчетов. 

 Звездообразные схемы идеально подходят для приложений, включающих многомерный анализ данных, таких как OLAP (онлайн-аналитическая обработка). Инструменты OLAP эффективно поддерживают структуру звездообразной схемы для выполнения свертывания, детализации, агрегирования и других аналитических операций в различных измерениях. 

Что такое схема снежинки? 

A схема снежинки является расширением модели звездообразной схемы, в которой таблицы измерений нормализуются в несколько связанных таблиц, напоминающих форму снежинки.  

В схеме «снежинка» есть центральная таблица фактов, содержащая количественные показатели. Эта таблица фактов напрямую связана с таблицы размеров. Эти таблицы измерений нормализуются в подизмерения, содержащие определенные атрибуты внутри измерения. В сравнении По сравнению со схемой «звезда», схема «снежинка» уменьшает избыточность данных и улучшает целостность данных, но вносит дополнительную сложность в запросы из-за необходимости большего количества соединений. Эта сложность часто влияет на производительность и понятность модели измерений.  

Характеристики схемы «снежинка» 

Ниже приведены основные характеристики схемы снежинки: 

• Нормализация: В схеме «снежинка» таблицы измерений нормализованы, в отличие от схемы «звезда», где таблицы денормализованы. Это означает, что атрибуты в таблицах измерений разбиваются на несколько связанных таблиц.  
• Иерархическая структура: Нормализация таблиц измерений создает иерархическую структуру, напоминающую снежинку.  
• Связь между таблицами: Нормализация приводит к дополнительным связям соединения между нормализованными таблицами, что увеличивает сложность запросов.  
• Производительность: Объединение нескольких нормализованных таблиц в схему «снежинка» требует большей вычислительной мощности из-за повышенной сложности запросов, что потенциально влияет на производительность.  
• Целостность данных: Схемы «снежинка» уменьшают избыточность и устраняют аномалии обновления. Это гарантирует, что данные будут храниться согласованным и нормализованным образом. 
• Гибкость: Схемы «снежинка» обеспечивают гибкость в организации и управлении сложными связями данных, что обеспечивает более структурированный подход к анализу данных.  

Ключевые различия между схемой «Звезда» и «Снежинка» 

1. архитектура 

Таблицы измерений денормализованы в звездообразной схеме. Это означает, что они представлены в виде отдельных таблиц, в которых содержатся все атрибуты. Структура этой схемы напоминает звезду, демонстрируя таблицу фактов в центре и исходящие от нее таблицы измерений. 

С другой стороны, схема «снежинка» имеет нормализованные таблицы измерений. Это означает, что они разбиты на несколько связанных таблиц. Такая нормализация создает иерархическую структуру, напоминающую снежинку, с дополнительными уровнями таблиц, ответвляющимися от основных таблиц измерений.  

2. Нормализация 

Звездообразные схемы денормализованы, где все атрибуты находятся в одной таблице для каждого измерения. Эта денормализация сделана намеренно для повышения производительности. Однако его недостатком является то, что может возникнуть избыточность данных, т. е. одни и те же данные появляются в нескольких таблицах измерений, что требует большего объема памяти.  

Схема «снежинка» представляет собой нормализованную таблицу измерений с атрибутами, разбитыми на несколько связанных таблиц. Схема «снежинка» позволяет избежать избыточности данных, повышает качество данных и использует меньше места для хранения, чем схема «звезда». 

3. Производительность запросов

Учитывая меньшее количество операций соединения и более простую структуру таблицы в схеме «звезда», производительность запросов обычно выше по сравнению со схемой «снежинка».  

С другой стороны, схема «снежинка» содержит сложные операции соединения, которые требуют доступа к данным из нескольких нормализованных таблиц. В результате схема «снежинка» обычно приводит к снижению производительности запросов.  

4. Техническое обслуживание 

В зависимости от нескольких факторов, таких как сложность данных, обновления и объем памяти, поддержка схем «звезда» и «снежинка» может оказаться сложной задачей. 

Однако схемы «звезда» обычно легче поддерживать по сравнению со схемами «снежинка» из-за меньшего количества операций соединения, которые упрощают оптимизацию запросов. Однако денормализованная структура способствует некоторому уровню избыточности, что требует тщательного управления для повышения точности анализа данных и понимания.

Процесс нормализации в схемах-снежинках увеличивает сложность и затрудняет поддержку. Соединения требуют дополнительного внимания для поддержания приемлемого уровня производительности. Более того, управление обновлениями и вставками в схеме «снежинка» более сложное, поскольку необходимо распространять изменения по нескольким связанным таблицам. Это можно сравнить со звездообразной схемой, где данные сконцентрированы в меньшем количестве таблиц. Обновления обычно затрагивают только одну или несколько таблиц, что упрощает управление ими. 

Пример запроса 

Давайте рассмотрим пример «Оценка эффективности работы сотрудников по отделам и пройденным курсам обучения», чтобы увидеть, как формируются схемы «снежинка» и «звезда». 

Звездная схема: Этот запрос включает в себя запрос таблицы фактов, содержащей данные оценки производительности, и объединение ее с таблицами измерений, которые представляют отделы, сотрудников и учебные курсы. Эта таблица фактов обычно имеет связь внешнего ключа с таблицами измерений. Например, таблицы измерений могут включать измерения отдела (идентификатор отдела, менеджер, имя и т. д.), измерения сотрудника (идентификатор сотрудника, должность, должность и т. д.) и измерения курса обучения (идентификатор курса, название, продолжительность). 

 Схема «звезда» обычно используется для более простых аналитических задач, где денормализация предпочтительна из соображений производительности. 

Схема снежинки: В схеме «снежинка» таблицы измерений дополнительно нормализуются на подизмерения, такие как иерархия отделов, категории учебных курсов и сведения о сотрудниках. Дополнительные соединения, необходимые для доступа к нормализованным данным, замедляют время выполнения. 

Звездная схема против. Схема «снежинка»: выбор правильной схемы для вашей организации 

И схема «звезда», и схема «снежинка» предлагают уникальные преимущества, но выбор подходящей схемы для хранилища данных вашего предприятия требует тщательного рассмотрения. Вот несколько важных факторов, которые следует учитывать при выборе между схемой звезды и снежинки: 

Аналитические потребности: Оцените типы анализа и запросов, которые требуются вашему бизнесу, принимая во внимание, склоняются ли они к более сложным иерархиям или к простому и понятному анализу. Если вашему бизнесу требуется простой анализ с минимальной сложностью, звездообразная схема может быть предпочтительнее из-за ее более простой структуры и меньшего количества операций соединения.  

С другой стороны, если ваш анализ включает в себя сложные иерархии и отношения между измерениями, схема «снежинка» может быть более подходящей из-за ее способности представлять эти сложные отношения более организованным образом.  

Масштабируемость: Учитывайте будущие требования к росту и масштабируемости, чтобы гарантировать, что выбранная схема сможет удовлетворить меняющиеся потребности в данных и эффективно масштабироваться. Для небольших наборов данных и более простых запросов звездчатая схема денормализованная структура работает лучше. Напротив, нормализованный подход схемы «снежинка» может обеспечить большую масштабируемость и гибкость для обработки более крупных наборов данных и более сложных запросов по мере того, как ваши потребности в данных со временем растут. 

Объем данных: Прежде чем выбирать схему, оцените влияние больших наборов данных на стоимость и возможности хранилища. Денормализованная структура схемы «звезда» может привести к более высоким затратам на хранение из-за избыточности, тогда как нормализованная структура схемы «снежинка» может помочь оптимизировать эффективность хранения за счет уменьшения избыточности. Если стоимость хранения является серьезной проблемой, схема «снежинка» может оказаться более экономичным вариантом для управления большими объемами данных. 

Понимание ваших данных: Анализируйте структуру и сложность ваших данных, включая взаимосвязи между различными анализами. Это поможет выбрать правильную схему для вашего бизнеса. Если ваши данные демонстрируют высокую степень нормализации и требуют детального анализа с отношениями «многие ко многим» между измерениями, схема «снежинка» может оказаться более подходящей. Однако если ваши данные относительно просты и могут быть представлены с меньшим количеством измерений и простыми связями, звездообразной схемы может быть достаточно.

Голы: Определите, требуется ли вам быстрая аналитика или подробные сведения. Выберите схему «звезда» для быстрого создания отчетов и схему «снежинка» для подробного анализа. Звездообразная схема хорошо подходит для более быстрого составления отчетов и простого анализа, что делает ее идеальной для организаций, которые отдают приоритет скорости и гибкости при принятии решений. Напротив, схема «снежинка» обеспечивает большую степень детализации и детализации, что делает ее подходящей для организаций, которым требуется углубленный анализ и более глубокое понимание своих данных. 

Заключение 

Схема звезды и схема снежинки имеют свои достоинства и недостатки. Одной из причин более распространенной схемы «звезда» является ее упрощенная структура. Хотя схема «звезда» менее сложна и обеспечивает более быстрое выполнение запросов, она может привести к ограничениям избыточности данных и масштабируемости, которые схема «снежинка» устраняет посредством нормализации таблиц измерений.  

Независимо от того, выберете ли вы схему «звезда» или схему «снежинка», вы можете значительно упростить процесс разработки хранилища данных за счет автоматизации. Astera Data Warehouse Builder автоматизирует каждый аспект создания хранилища данных. От проектирования схемы до интеграции данных и не только. Astera Построитель хранилища данных позволяет вам создать и развернуть полнофункциональное хранилище данных для вашей организации — и все это без написания единой строки кода. 

Попробуйте простую разработку хранилища данных с помощью Astera. Начните бесплатную пробную версию сегодня и посмотрите, насколько она упростит процесс.