扫盲系列（6）：数据仓库建模之OLTP&OLAP

目录

一、数据仓库OLTP系统建模方法

二、数据仓库OLAP系统建模方法

1、数据仓库ROLAP系统

2、数据仓库MOLAP系统

3、数据仓库HOLAP系统

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一、数据仓库OLTP系统建模方法

数据仓库OLET（Online Transaction Processing）系统通常用于记录和处理业务交易数据，其主要特点是高并发、高速度、高可靠性和高可用性。在OLTP系统中，数据的操作主要是随机读写，用于支持实时业务数据处理。

为保证OLTP系统中数据的一致性和完整性，常使用关系模型（ER模型）进行建模。在关系模型中，通过数据表（或实体）和关系（或关联）来表示业务实体之间的关系，从而将数据按照规范的格式进行存储和管理。关系模型可以使用3NF（Third Normal Form）来减少数据冗余，提高数据的可靠性和一致性。

3NF是关系数据库设计的一种范式，主要是为了消除冗余的数据，增加数据表的独立性。3NF的实现需要满足以下条件：

1. 第一范式（1NF）：一个关系表的所有列都是不可分割的数据项（即原子数据项），且每个表中存在一个唯一的主键；

2. 第二范式（2NF）：在满足第一范式的基础上，每个非主键属性都完全依赖于主键，而不是依赖于主键的一部分；

3. 第三范式（3NF）：在满足第二范式的基础上，非主键属性之间互不依赖。

OLTP关系模型

二、数据仓库OLAP系统建模方法

数据仓库OLAP（Online Analytical Processing）系统主要用于数据分析和报表统计，其主要操作是复杂分析查询和报表生成，关注数据整合和数据分析处理性能。

1、数据仓库ROLAP系统

数据仓库ROLAP（Relational Online Analytical Processing）是一种基于关系型数据库的OLAP技术，其主要特点是使用关系模型来构建多维数据立方体，采用SQL查询语句进行查询和分析。

ROLAP系统主要借助关系型数据库管理系统（RDBMS）来存储和管理多维数据，因此可以充分利用关系数据库的强大分析功能和SQL查询优化器。此外，ROLAP系统还可以利用已有的数据仓库基础设施，并且与其他数据仓库组件（如ETL工具和报表工具）通信和协作，更好地支持数据分析与交互式查询。

相对于MOLAP和HOLAP而言，ROLAP的数据存储和计算成本相对较低，但是对于处理大规模数据和高并发查询可能存在性能瓶颈。此外，ROLAP系统通常需要依赖于模型设计来获得较好的分析性能，并需要编写复杂的SQL查询语句来支持复杂的分析查询需求。

ROLAP模型

2、数据仓库MOLAP系统

数据仓库MOLAP（Multidimensional Online Analytical Processing）是一种基于多维数据存储的OLAP技术，其主要特点是将预处理聚合数据结果以多维数组的形式保存，并采用MDX（Multidimensional Expression）查询语言进行查询和分析，从而加快分析查询的速度。

相对于ROLAP和HOLAP，MOLAP系统具有更快的查询分析时间和更直观的报表呈现能力，因为它在数据存储时就已经进行了预处理和聚合。同时，MOLAP系统可以利用多维数据库的高维数据结构来更好地支持复杂的数据分析计算和决策支持。

但是，MOLAP系统的数据存储和维护成本相对较高，需要占用更多的存储空间和计算资源，而且对于大规模数据的分析查询需求可能存在性能瓶颈。此外，MOLAP系统的性能很大程度上依赖于产品的底层实现和数据仓库产品的选型。

MOLAP模型

3、数据仓库HOLAP系统

数据仓库HOLAP（Hybrid Online Analytical Processing）是一种混合OLAP技术，综合了ROLAP和MOLAP的优点，其主要特点是同时支持关系型数据库和多维数据存储，以便更好地满足不同的分析查询需求。

例如，在HOLAP系统中，低层由关系型数据库来存储和管理原始数据，高层则采用多维矩阵的形式来存储预计算结果，大大加快查询速度。HOLAP系统适用于分析查询需求较为灵活，既需要支持快速的交互式查询，又需要较强的数据分析计算能力。

相对于ROLAP和MOLAP而言，HOLAP的查询速度通常高于ROLAP，但低于MOLAP，同时在数据存储和计算资源利用方面具有更好的平衡。但是，在选择HOLAP系统时需要考虑数据仓库产品的选型，以确保系统具备足够的性能和功能支持。

在选择ROLAP、MOLAP和HOLAP技术时，需要根据企业的实际需求和数据量选择适合的技术。

1. 如果数据量较大且不需要快速查询，可以选择ROLAP。

2. 如果需要快速查询和分析大量数据，可以选择MOLAP。

3. 如果需要兼顾查询速度和可扩展性，可以选择HOLAP。