数据仓库（一）：数据仓库的两种建模方法

一、关系模式
关系型数据库设计时，遵照一定的规范要求，目的在于降低数据的冗余性和数据的一致性，目前业界范式有：

第一范式（1NF）
第二范式（2NF）
第三范式（3NF）
巴斯-科德范式（BCNF）
第四范式（4NF）
第五范式（5NF）

1）第一范式（1NF）
域都是原子性的，即数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项。
例如下面这张表：

“商品”字段就不是原子性的，可以分割成“4件”和“毛衣”。

2）第二范式（2NF）：

在1NF的基础上，实体的属性完全依赖于主关键字，不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，也就是不存在局部依赖。

例如下面这张表：

主键ID为“学生ID，所修课程”，但是字段“所属系”只依赖于“学生ID”，不符合2NF。

3）第三范式（3NF）：

在2NF的基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性，也就是不存在传递依赖。
例如下面这张表：

主键为“订单ID”，但是字段“商品颜色”依赖于“商品ID”，不符合3NF。

二、常见数仓建模方法：

1、ER实体模型

在信息系统中，将事务抽象为“实体”（Entity）、“属性”（Property）、“关系”（Relationship）来表示数据关联和事物描述，这种对数据的抽象建模通常被称为ER实体关系模型。
实体：通常为参与到过程中的主体，客观存在的，比如商品、仓库、货位、汽车，此实体非数据库表的实体表。
属性：对主体的描述、修饰即为属性，比如商品的属性有商品名称、颜色、尺寸、重量、产地等。
关系：现实的物理事件是依附于实体的，比如商品入库事件，依附实体商品、货位，就会有“库存”的属性产生；用户购买商品，依附实体用户、商品，就会有“购买数量”、“金额”的属性产品。
在日常建模中，“实体”用矩形表示，“关系”用菱形，“属性”用椭圆形。ER实体关系模型也称为E-R关系图。
实体之间建立关系时，存在对照关系：

1:1：即1对1的关系
1:n：即1对多的关系
n:m：即多对多的关系

Inmon提出的集线器的自上而下（EDW-DM）的数据仓库架构。操作型或事务型系统的数据源，通过ETL抽取转换和加载到数据仓库的ODS层，然后通过ODS的数据建设原子数据的数据仓库EDW，EDW不是多维格式的，不方便上层应用做数据分析，所以需要通过汇总建设成多维格式的数据集市层。优势：易于维护，高度集成；劣势：结构死板，部署周期较长
应用场景：

1、ER模型是数据库设计的理论基础，当前几乎所有的OLTP系统设计都采用ER模型建模的方式。
2、Bill Inom提出的数仓理论，推荐采用ER关系模型进行建模。
3、BI架构提出分层架构，数仓底层ods、dwd也多采用ER关系模型进行设计。

但是由于EDW的数据是原子粒度的，数据量比较大，完全规范的3范式在数据的交互的时候效率比较低下，所以通常会根据实际情况在事实表上做一些冗余，减少过多的数据交互。

二、维度建模

Kimball提出的总线式的自下而上（DM-DW）的数据仓库架构。同样的，操作型或事务型系统的数据源，通过ETL抽取转换和加载到数据仓库的ODS层，然后通过ODS的数据，利用维度建模方法建设一致维度的数据集市。通过一致性维度可以将数据集市联系在一起，由所有的数据集市组成数据仓库。优势：构建迅速，最快的看到投资回报率，敏捷灵活；劣势：作为企业资源不太好维护，结构复杂，数据集市集成困难。
星型模型（推荐）和雪花模型
在复合式的数据仓库架构中，操作型或事务型系统的数据源，通过ETL抽取转换和加载到数据仓库的ODS层，然后通过ODS的数据，利用范式建模方法，建设原子数据的数据仓库EDW，然后基于EDW，利用维度建模方法建设数据集市。

当下的数据仓库模型架构设计中，dw层通常会采用范式建模，并且可以根据实际情况允许存在一些冗余。dm层通常会采用维度建模，因为采用维度建模构建出来的数据模型更加符合普通人的认知、易于被普通人所理解，从而有利于数据的推广使用。