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全方位解读星型模型,雪花模型及星座模型

大数据私房菜 大数据私房菜 2022-07-01


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背景


         在多维分析的商业智能解决方案中,根据事实表和维度表的关系,又可将常见的模型分为星型模型,雪花型模型及星座模型。在设计逻辑型数据的模型的时候,就应考虑数据是按照星型模型,雪花型模型还是星座模型进行组织。


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星型模型


         星形模型中有一张事实表,以及零个或多个维度表,事实表与维度表通过主键外键相关联,维度表之间没有关联,当所有维表都直接连接到“ 事实表”上时,整个图解就像星星一样,故将该模型称为星型模型。星形模型是最简单,也是最常用的模型。由于星形模型只有一张大表,因此它相比于其他模型更适合于大数据处理。其他模型可以通过一定的转换,变为星形模型。

       星型架构是一种非正规化的结构,多维数据集的每一个维度都直接与事实表相连接,不存在渐变维度,所以数据有一定的冗余,如在地域维度表中,存在国家 A 省 B 的城市 C 以及国家 A 省 B 的城市 D 两条记录,那么国家 A 和省 B 的信息分别存储了两次,即存在冗余。



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雪花模型


         当有一个或多个维表没有直接连接到事实表上,而是通过其他维表连接到事实表上时,其图解就像多个雪花连接在一起,故称雪花模型。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维度表,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。如图,将地域维表又分解为国家,省份,城市等维表。它的优点是 : 通过最大限度地减少数据存储量以及联合较小的维表来改善查询性能。雪花型结构去除了数据冗余。


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星座模型


         星座模型是由星型模型延伸而来,星型模型是基于一张事实表而星座模式是基于多张事实表,并且共享维度表信息,这种模型往往应用于数据关系比星型模型和雪花模型更复杂的场合。星座模型需要多个事实表共享维度表,因而可以视为星形模型的集合,故亦被称为星系模型



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对比



  • 星型模型因为数据的冗余所以很多统计查询不需要做外部的连接,因此一般情况下效率比雪花型模型要高。

  • 星型结构不用考虑很多正规化的因素,设计与实现都比较简单。

  • 雪花型模型由于去除了冗余,有些统计就需要通过表的联接才能产生,所以效率比较低

  • 正规化也是一种比较复杂的过程,相应的数据库结构设计、数据的 ETL、以及后期的维护都要复杂一些。


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总结


       通过对比,我们可以发现数据仓库大多数时候是比较适合使用星型模型构建底层数据Hive表,通过大量的冗余来减少表查询的次数从而提升查询效率,星型模型对OLAP的分析引擎支持比较友好,这一点在Kylin中比较能体现。而雪花模型在关系型数据库中如MySQL,Oracle中非常常见,尤其像电商的数据库表。在数据仓库中雪花模型和星座模型的应用场景比较少,但也不是没有,所以在具体设计的时候,可以考虑是不是能结合两者的优点参与设计,以此达到设计的最优化目的。

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