Схемы представления многомерных данных

Многомерные данные могут быть отображены инструментами в виде СУБД на основе реляционных моделей данных, а также и специальными многомерными инструментальными средствами.

Представление многомерных данных в рамках реляционных моделей может выполняться в виде трёх вариантов схем:

- " звезда";

- " снежинка";

- " созвездие".

Линейное представление на плоскости отображено на рис 5.1.

Названные схемы являются системами таблиц реляционной модели.

На рис. 5.2. представлены схема базы данных Northwind, входящей в комплект поставки СУБД MS SQL Server и MS Access, а также варианты схем построенных на их основе кубов данных.

В многомерном пуле информации создаётся большая центральная таблица, называемая таблица факта (fact table). В ней помещаются все данные относительно интересующего пользователя обобщающего показателя. Её окружают меньшие таблицы, содержащие данные по признакам, называемые таблицы размерности или иногда их называют измерений (dimensional table).

Таблицы размерности являются родительскими по отношению к таблице факта. Таблица факта является дочерней. Могут быть также консольные таблицы (outrigger table). Они присоединяются к таблицам размерности и детализируют отдельные атрибуты. Консольные таблицы являются родительскими по отношению к таблицам размерности.

Таблицы фактов содержат числовые или качественные (содержательные) значения.

При разработке базы данных по схеме "звезда или по другой многомерной схеме необходимо глубоко и тщательно проанализировать предметную область; поместить в центральную таблицу факта все характеризующие исследуемый объект данные, предварительно разработав систему признаков.

Консольные и таблицы размерности, а также таблица факта соединяются идентифицирующими связями. Первичные ключи родительских таблиц являются внешними ключами дочерних. Например первичный ключ таблицы размерности является внешним ключом таблицы факта.

Схема “звезда” состоит только из таблиц размерности и таблицы факта (рис. 5.1. а)

Развитием схемы "звезда" является схема "снежинка" (snowflake schema). Её отличает от первой схемы большое количество консольных таблиц, они имеются практически на каждой таблице размерности и могут иметь несколько уровней иерархии, как показано на рис. 5.1.б.

Схема "созвездие" (fact constellation schema) получается из нескольких таблиц фактов (Рис.5.1.б). В этом варианте многомерной модели через консольные или таблицы размерности сообщаются несколько таблиц фактов, отображающих несколько объектов с общими атрибутами.

В схемах "снежинка" и "созвездие" применение консольных таблиц приводит к дополнительным затратам времени на реализацию запроса. При проектировании этот фактор должен учитываться. При создании многомерных моделей на основе реляционной базы данных рекомендуют "создавать длинные и узкие таблицы фактов и сравнительно небольшие и широкие таблицы размерности (измерений). Схемы реализации многомерных баз на основе реляционной СУБД в табличном виде приведены на рис. 5.3. – 5.6.

Многомерные модели данных на основе многомерных СУБД отличаются денормализацией, точнее отсутствием или неполнотой нормализации. Допускаются дублирование или избыточность данных. Ячейки гиперкубов, формируемые такими средствами, имеют одинаковую размерность, что также приводит к избыточному расходу ресурсов системы.