数据仓库概述[1]
数据仓库 概述
引子
• 如今的管理人员都了解，无论他们的核心业务是什么，他们 都从事着“ 信息业务”。他们所作出的决策对其结果有直接 的影响。高效利用信息去管理和影响决策过程的企业将获得 巨大的竞争优势 。 • 面向事务处理的强大信息系统已十分常见，它们使全球各地 的企业拉开了档次,如果企业需要在行业中领先，他们就需要 能够重新发现和应用现有信息的分析型系统 。 …… • 分析系统可以深入分析当前浩如烟海的数据，寻找基于事 实， 有意义而且可行的信息 。
概述
• NCR公司为WalMart建立了第一个数据仓库 • 加拿大的IDC公司调查了多家实现了数据仓库的欧美企业， 结果表明：数据仓库为企业提供了巨大的收益。 • IBM的实验室在数据仓库方面已经进行了10多年的研究， 并将研究成果发展成为商用产品。 • 其他数据库厂商在数据仓库领域也纷纷提出了各自的解决 方案。
数据仓库
• 教学方式
– 以课堂教学为主，以电子教案的内容为主线 – 课外阅读指定的参考文献并利用网上资源，加 深对教学内容的理解 – 上机实习
数据仓库
• 考核方式及要求
– 撰写课程论文一篇
• 课程论文的内容不仅包括数据仓库与数据挖掘的综 述，而且应包括对某一方面深入的分析、独立的见 解或实际应用。 • 课程论文的格式按照正式发表学术论文的要求，篇 幅一般可大于正式发表的论文。
– 上机实习 – 笔试
数据仓库
• 教材及参考书
– 《Building the Data Warehouse》， W. H. Inmon，机械工业出版社（Fourth Edition） – 数据仓库基础 【美】Paulraj Ponniah 电子工 业出版社 – 因特网上有关参考资料和文献 – 学术刊物上有关论文
数据仓库概述(概念、应用、体系结构)
事务处理 分析处理
DB
从数据 OLTP 数据
DW
从数据 信息（知识） OLAP（DM、OLAM）
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数据仓库与传统数据库的区别
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OLTP和OLAP的区别
用户和系统的面向性:
转换描述从操作数据库到数据仓库的映射方法以及转换数据的算法访问权限备份历史存档历史信息传输历史数据获取历史数据访问等等29主题区和信息对象类型包括查询报表图像音频视频等支持数据仓库的其它信息例如信息传输系统包括的预约信息调度信息传送目标的详细描述商业查询对例如数据历史快照版本拥有权数据抽取的审计跟踪数据的使用方法30与数据访问和分析工具的集成31元数据库metadatarepository和工具32主要使用数据来源的物理结构信息企业数据模型和仓库数据模型最终用户最关心两类元数据
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业务系统不适宜DSS应用
事务处理和分析处理的性能要求和特性不同
事务处理对数据的存取操作频率高而每次操作处理的时 间短； 在分析处理环境中，某个DSS应用程序可能需要连续几 个小时，会消耗大量的系统资源。
数据集成问题 历史数据问题 数据的综合问题（更高粒度）
5
建立数据仓库的投资回报
数据模型：（1）逻辑数据结构，包括为有效进行数据
用的数据集合,是不同于DB的一种新的数据环境, 是DW 扩 展后得到的一个混合形式。四个基本特点：面向主题的、 集成的、可变的、 当前或接近当前的。 库处理由DBMS提供的操作和约束；（2）数据表示系统（ 例如，ER图和关系模型）。
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元数据
数据仓库的概念和体系结构概述
数据仓库的概念和体系结构概述数据仓库是指将企业各个部门和业务系统产生的大量数据进行整合、清洗、集成和存储，以满足企业决策分析和业务需求的信息系统。
数据仓库的设计和建设需要考虑到数据的整合、一致性、稳定性、易用性和安全性等方面的需求。
它是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、可供企业管理者和决策者使用的数据集合。
1.数据源层：数据仓库的数据源可以来自企业内部的各个部门和业务系统，也可以来自外部的合作伙伴和第三方数据提供商。
数据源的选择和集成是数据仓库建设的关键环节，需要确定数据的提取方式、频率、粒度和格式等。
2.数据提取层：数据提取层负责从各个数据源中提取数据，并进行初步的清洗和转换。
数据提取可以通过批量处理、定时任务或实时流数据处理等方式进行。
在数据提取过程中，需要解决数据一致性、完整性和准确性等问题。
3. 数据集成层：数据集成层是将从各个数据源提取的数据进行整合和合并的地方。
这里的数据整合包括数据清洗、数据转换和数据聚合等操作。
数据集成层可以使用ETL（Extract、Transform、Load）工具进行数据的清洗和转换。
在数据集成层，还需要对数据进行一致性校验和冲突解决。
4.数据存储层：数据存储层是数据仓库最核心的组成部分，它负责存储整合后的数据。
数据存储层可以采用关系数据库、数据仓库等不同的技术来进行存储。
在设计数据存储层时，需要考虑到数据的存储结构、索引方式、数据分区和冗余备份等问题。
6. 数据访问层：数据访问层是用户直接访问数据仓库的接口，它提供了用户对数据仓库的查询、分析和报表生成等功能。
数据访问层可以使用OLAP（Online Analytical Processing）工具、报表工具、数据挖掘工具和BI（Business Intelligence）平台等进行实现。
7.数据安全层：数据安全是数据仓库设计和建设过程中必须要考虑的问题之一、数据安全层负责保护数据仓库中的数据不受未经授权的访问、修改和破坏。
数据仓库设计方案
数据仓库设计方案【正文】一、引言数据驱动的决策已经成为企业中不可或缺的一部分。
为了有效地管理和分析海量的数据，数据仓库设计方案应运而生。
本文将介绍数据仓库的概念、设计原则和关键步骤，帮助企业构建高效可靠的数据仓库。
二、数据仓库概述数据仓库是指将各类数据整合、清洗、转化并存储于统一的数据存储区域，旨在为决策支持系统提供准确可靠的数据服务。
其设计方案需要考虑多个方面，包括数据源、数据的抽取与转换、数据建模和数据的加载等。
三、数据仓库设计原则1. 一致性：数据仓库应该保持与源系统的数据一致性，确保决策所依据的数据准确无误。
2. 高性能：数据仓库需要具备高性能的查询和分析能力，以满足用户对数据的实时性和响应性要求。
3. 安全性：严格管理数据仓库的访问权限，确保敏感数据的安全性和隐私保护。
4. 可扩展性：数据仓库需要具备良好的扩展能力，能够适应数据量的增长和业务需求的变化。
5. 可维护性：数据仓库的设计应该具备良好的可维护性，便于数据的更新、维护和监控。
四、数据仓库设计步骤1. 需求分析：明确数据仓库的功能和目标，分析业务需求和数据源的特点，为后续的设计提供指导。
2. 数据抽取与转换：根据需求分析的结果，选择合适的数据抽取方式，并进行数据的清洗、转换和集成。
3. 数据建模：根据业务需求和数据源的特点，设计数据仓库的物理和逻辑模型，并建立相应的维度表和事实表。
4. 数据加载：将清洗和转换后的数据加载到数据仓库中，并进行合理的存储和索引，以便进行后续的查询和分析。
5. 数据质量控制：定期监控数据仓库的数据质量，并进行必要的修复和优化，确保数据准确无误。
6. 安全管理：建立合适的权限控制机制，确保数据仓库的安全性和合规性。
五、数据仓库设计工具和技术1. ETL工具：ETL（Extract-Transform-Load）工具可以帮助实现数据的抽取、转换和加载，实现数据仓库的数据集成和清洗。
2. 数据建模工具：数据建模工具可以辅助设计数据仓库的物理和逻辑模型，提供建模、维护和文档化的功能。
数据仓库概要设计
数据仓库概要设计数据仓库（Data Warehouse）是指把企业分散在不同数据库中的数据统一整合到一个数据库中进行存储和管理，并对这些数据进行分析和管理的一种数据库应用系统。
数据仓库的建设是企业信息化建设的重要组成部分，是企业对内部外部信息资源进行整合、挖掘和利用最有效的平台之一。
因此，进行数据仓库的概要设计是非常重要的一步。
1.数据仓库概述数据仓库，是一个能够存储大量历史数据的集合体，使得企业能够快速地进行数据分析、查询和决策。
数据仓库通常包括存储、管理和查询技术。
数据仓库的设计是基于自底向上的过程，通过收集各种应用中的数据来建立。
数据仓库的需求分析是设计的第一个步骤，通过需求分析可以把握到数据的来源、数据的主要特征、数据的处理方法、数据的处理效果等。
2.数据仓库的工作过程a.数据的收集数据收集的目的是获取各个分散在企业内部外部的数据源，并把这些数据源整合成数据集。
数据收集包括了跟踪源数据、数据的标准化、数据的清洗、数据的转换等。
b.数据的整合数据整合意味着将不同的数据源集成到一起，通常是通过ETL工具来实现。
ETL（Extract, Transform, Load）工具的主要功能是提取、转换和加载。
c.数据的存储数据仓库的存储方式一般有两种：关系型数据库和非关系型数据库。
d.数据的查询与分析数据仓库的用户可以通过BI工具（Business Intelligence）来进行数据的查询、分析和报表生成。
3.数据仓库的概要设计步骤a.数据仓库设计的第一步是需求分析，需求分析的目的是明确数据仓库的目标、范围和需求。
需求分析应该包括数据仓库的使用者、数据仓库所需数据的类型、数据的来源、数据的质量要求等。
b.数据仓库的概念设计是在需求分析的基础上，开始进行数据仓库的抽象模型的设计。
概念设计包括了数据仓库的模型设计、元数据的设计等。
c.数据仓库的逻辑设计是在概念设计的基础上，开始进行数据仓库的逻辑结构的设计。
数据仓库
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LOGO
实施数据仓库的条件
数据积累已达到一定规模 面临激烈的市场竞争 在IT方面的资金能得到保障
8
LOGO
数据仓库(Data Warehouse)
A warehouse is a subject-oriented,integrated,time-variant and non-volatile collection of data in support of management’s decision making process. ——Bill Inmon 1990 A data warehouse is a copy of transaction data，specially restructured for queries and analysis.
数据挖掘 解决的业务问题
OLAP 分析
业务人员
数据挖掘
访问工具 投资组合分析 投资组合分 析 /KPI 平衡计分卡 平衡记分卡
利润成本分析 利润成本分 析
资产分析
营销分析
LOGO
数据仓库流程
LOGO
BW基本原理
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LOGO
数据仓库系统的组成（1）
数据仓库系统的组成（1） 源数据：数据仓库中的数据来源于多个数据源， 它不仅可以是企业内部的关系型数据库，还包括 非传统数据，如文件、HTML文档等。 数据仓库管理系统：
元数据库及元数据管理部件：元数据库用来存储由定义 部件生成的关于源数据、目标数据、提取规则、转换规 则以及源数据与数据仓库之间的映射信息等。 数据转换部件：该部件把数据从源数据中提取出来，依 定义部件的规则将不同数据格式的源数据转换成数据仓 库的数据格式并装载进数据仓库。 数据集成部件：该部件根据定义部件的规则、统一各源 数据的编码规则，并净化数据，根据元数据中定义的数 据组织形式对数据进行汇总、聚合计算。 数据仓库管理部件：它主要用于维护数据仓库中的数据， 备份、恢复数据以及管理数据的安全权限问题。
数据仓库概述PPT(共 57张)
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细节的
操1作.型1.数3据两者数据处理模式的分析差型数别据
综合的，或提炼的
当前数据
历史数据
更新的
不可更新，只读的
生命周期符合SDLC （软件开发生命周期）
完全不同的生命周期
对性能要求高 一个时刻操作一个单元 事务驱动 面向应用 一次操作数据量小，计算简单 支持日常操作
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1.2 数据仓库的基本概念
数据仓库就是一个面向主题的、集成的、不可更新 的、随时间不断变化的数据集合，通常用于企业的 决策支持。
30
1.2.1 面向主题
主题：是一个抽象的概念，是在较高层次上将企业 信息系统中的数据综合、归类并进行分析利用的抽 象。在逻辑上，它对应于企业中某一宏观分析领域 所涉及的分析必须把分析数 据从事务处理环境中提取出来，按照决策支持系统处 理的需要进行重新组织，建立单独的分析型处理环境。 数据仓库正是为了构建这种新的分析型处理环境而 出现的一种数据存储和组织技术。
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数据仓库概述 1.1 数据仓库产生的原因 1.2 数据仓库的基本概念 1.3 数据仓库的体系结构
第1讲 数据仓库概述
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数据仓库概述 1.1 数据仓库产生的原因 1.2 数据仓库的基本概念 1.3 数据仓库的体系结构
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数据仓库概述
1.1 数据仓库产生的原因 1.1.1 操作型数据处理 1.1.2 分析型数据处理 1.1.3 两种数据处理模式的差异 1.1.4 数据库系统的局限性
对性能要求宽松 一个时刻操作一个集合 分析驱动 面向分析 一次操作数据量大，计算复杂 支持管理需求
数据仓库 的名词解释
数据仓库的名词解释数据仓库的名词解释数据仓库（Data Warehouse）是指一个用于存储、整合和管理企业各个部门产生的大规模数据的集中式数据库系统。
它主要用于支持企业决策制定、战略规划以及业务分析。
数据仓库的设计和构建需要考虑数据的采集、转换、加载以及存储等多个方面，以确保数据的准确性和可用性。
一、数据仓库的基本概念数据仓库是一个面向主题的、集成的、时间一致的、非易失的数据集合，用于支持企业决策制定和业务分析。
它将来自不同数据源的数据进行抽取、转换和加载，形成一个统一的、易于查询和分析的数据源。
数据仓库的特点：1. 面向主题：数据仓库以主题为中心，将数据按照主题进行组织和存储，以满足不同部门和用户的信息需求。
2. 集成：数据仓库将来自不同数据源的数据进行整合，消除了数据冗余和不一致性。
3. 时间一致性：数据仓库中的数据是按照一致的时间标准进行存储和管理的，以支持历史数据分析和趋势预测。
4. 非易失性：数据仓库中的数据一旦存储，不会轻易被删除或修改，以确保数据的可追溯性和可靠性。
二、数据仓库的架构和组成部分数据仓库的架构通常包括数据采集、数据转换、数据加载、数据存储和数据查询等几个关键组成部分。
1. 数据采集：数据仓库的数据采集涉及到从各个数据源中提取和抽取数据的过程。
这些数据源可以是企业内部的关系型数据库、操作型数据源，也可以是外部的数据源，如Web数据、日志数据等。
数据采集可以通过ETL（Extract、Transform、Load）工具进行，在此过程中可以对数据进行清洗、转换和加工。
2. 数据转换：数据采集后，需要进行数据转换的操作，将采集到的数据进行整合和规范化。
这包括数据清洗、数据集成、数据变换等一系列处理，以确保数据的一致性和质量。
3. 数据加载：数据加载是将经过转换的数据加载到数据仓库中的过程。
数据加载可以是全量加载，也可以是增量加载。
在加载过程中，还可以对数据进行校验和验证，以确保数据的准确性和完整性。
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¢ 1.1 数据仓库的产生 ¢ 1.2 数据仓库的含义 ¢ 1.3 数据仓库的特征 ¢ 1.4 数据库系统与数据仓库 ¢ 1.5 数据仓库的基本结构 ¢ 1.6 数据仓库的基本概念 ¢ 1.7 数据仓库的数据组织
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数据仓库概述[1]
1．1 数据仓库的产生
1. 数据处理分为两类：
事物处理
同的用户有不同的要求，同一个用户的要求也会随 时间而经常变化，因此，数据仓库中的主题有时会 因用户主观要求的变化而变化的。
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数据仓库概述[1]
面向主题
¢ 为特定数据分析领域提供的数据与传统数据库中的 数据是有不同的。传统数据库中的数据是原始的、 基础的数据，而特定分析领域数据则是需要对它们 作必要的抽取、加工与总结而形成。
将数据提交给终端用户的一种手段”。
¢
“数据仓库是对分布在企业内部各处的业务数据的整合、
加工和分析的过程”。
¢
“数据仓库是一种具有集成性、稳定性和提供决策支持的
处理”。
¢
“为查询和分析（不是事务处理）而设计的关系数据库”
20世纪80年代中期，“数据仓库”这个名词首次出现在号称 “数据仓库之父”W.H.Inmon的《Building Data Warehouse》一 书中，在该书中，W.H.Inmon把数据仓库定义为“一个面向主 题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据的集合，以用于支 持管理决策过程。”（“A data warehouse is a subject-oriented, integrated, non-volatile, time-variant collection of data in support of management decisions.”）
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数据仓库概述[1]
面向主题示例
¢ 例：一个面向事务处理的“商场”数据库系统，其数据 模式如下 采购子系统：
订单（订单号，供应商号，总金额，日期） 订单细则（订单号，商品号，类别，单价，数量） 供应商（供应商号，供应商名，地址，电话）
销售子系统：
顾客（顾客号，姓名，性别，年龄，文化程度，地址，电话） 销售（员工号，顾客号，商品号，数量，单价，日期）
数据仓库概述[1]
考核方法：
¢ 考核采取笔试结合实验的方法： 实验成绩 30% 笔试成绩 70%
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数据仓库概述[1]
第一章 数据仓库概述
本章介绍了数据仓库技术产生的背景、数据仓库的含义与特征、数 据仓库与操作型数据库系统的区别和数据仓库的基本体系结构。
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数据仓库概述[1]
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数据仓库概述[1]
面向主题示例
¢ 如果按照面向主题的方式进行数据组织，首先应该 抽取主题，即按照管理人员的分析要求来确定主题， 而与每个主题相关的数据又与有关的事务处理所需 的数据不尽相同。
¢ 在每个主题中，都包含了有关该主题的所有信息， 同时又抛弃了与分析处理无关或不需要的数据，从 而将原本分散在各个子系统中的有关信息集中在一 个主题中，形成有关该主题的一个完整一致的描述。 面向主题的数据组织方式所强调的就是要形成一个 这样一致的信息集合
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数据仓库概述[1]
面向主题示例
库存管理子系统：
领料单（领料单号，领料人，商品号，数量，日期） 进料单（进料单号，订单号，进料人，收料人，日期） 库存（商品号，库房号，库存量，日期） 库房（库房号，仓库管理员，地点，库存商品描述）
人事管理子系统：
员工（员工号，姓名，性别，年龄，文化程度，部门号） 部门（部门号，部门名称，部门主管，电话）
分析处理
2. 传统数据库较难满足分析处理的要求：
¢
历史数据需求量大
¢
不同系统的数据难以集成（蜘蛛网问题）
¢ห้องสมุดไป่ตู้
对大量数据的访问性能不足
¢
事务处理和分析处理数据环境的分离
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数据仓库概述[1]
1.2 数据仓库的含义
对于什么是数据仓库，还有许多不同的定义，如：
¢
“数据仓库是融合方法、技术和工具以在完整的平台上
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数据仓库概述[1]
¢ William H.Inmon:数据仓库是一个面向主题 的、集成的、非易失的且随时间变化的数据
集合，用于支持管理人员的决策。
William H. Inmon: William H. Inmon是世界公认的“数据仓库之父”， 是数据仓库及其相关技术网站 的 合 作 伙 伴 ， 是 “企业信息工厂”的创造者之一。他一直致 力于数据库和数据仓库技术方面的研究，在 数据管理和数据仓库技术方面以及数据处理 的 管 理 方 面 撰 写 了 40 多 本 著 作 ， 发 表 过 600 多 篇 学 术 论 文 ， 并 且 经 常 应 邀 在 技 术 和学术会议上演讲。
数据仓库之父--Bill Inmon
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数据仓库概述[1]
1.3 数据仓库的特征 ¢ 数据仓库的数据是面向主题的 ¢ 数据仓库的数据是集成的 ¢ 数据仓库的数据是非易失的 ¢ 数据仓库的数据是随时间不断变化的
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数据仓库概述[1]
面向主题
¢ 主题（Subject）：特定的数据分析领域与目标。 ¢ 面向主题：为特定的数据分析领域提供数据支持。 ¢ 数据仓库是面向分析、决策人员的主观要求的，不
数据仓库概述[1]
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主要学习内容：
第一篇 数据仓库与OLAP
1. 数据仓库 2. 联机分析处理技术（OLAP） 3. 数据预处理技术
— 数据清洗 — 数据集成和变换 — 数据约简
第二篇 数据挖掘
1. 数据挖掘技术
— 关联规则挖掘、分类、聚类分析 — 数据挖掘在各领域的应用等。
数据仓库概述[1]
主要参考书：
1．《数据仓库》 Inmon W.H 著 机械工业出版社 2．《数据挖掘 – 概念与技术》 Jiawei Han & Micheline Kamber 著 机械工业出版社 3．《数据挖掘 》 朱明 著 中国科学技术大学出版社 4．《数据仓库与联机分析处理》 王珊等 著 科学出版社
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数据仓库概述
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2020/11/21
数据仓库概述[1]
课程简介：
1. 为什么出现数据仓库与数据挖掘？
— 啤酒与尿布 — 7-11
2. 研究内容
— 从海量数据中找到规律与联系，为决策提 供支持
3. 数据仓库与数据库的不同
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数据仓库概述[1]
数据库与数据仓库
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