数据架构的工作原理是什么
数据架构描述了组织中数据的处理、存储和利用方式,为实现目标状态和实现业务或组织目标奠定了基础。它是企业架构或解决方案架构的几个架构领域之一。

数据流程控制
数据架构为数据处理操作提供了标准,使其能够设计数据流并控制系统中的数据流动。它描述了业务及其应用程序使用的数据结构,包括存储数据和运行数据的描述、数据存储、数据组和数据项,以及这些数据工件与数据质量、应用程序、位置等的映射关系。

数据建模
数据建模是数据架构的关键部分,在其中创建概念和逻辑数据模型,以可视化不同数据类型之间的工作流程和关系。数据建模通常从概念上表示数据开始,然后在所选技术的上下文中再次表示。

数据治理
数据治理也是数据架构的关键组成部分,它包括组织为管理数据安全性、完整性和负责任的数据利用而实施的政策和程序。数据治理定义了数据管理策略,并确定谁可以访问哪些数据。它包括技术细节,如最适合实施数据管理策略的操作数据库、数据湖、数据仓库和服务器。
数据架构有哪些优势
数据架构为企业提供了多方面的优势和价值。以下是数据架构的主要优势:

集成多源数据
数据架构能够将来自多个来源的数据集成到单一数据库和数据模型中,为企业提供跨系统的统一视图。这一优势对于通过并购扩张的企业尤为宝贵,有助于整合不同系统中的数据。

提高数据质量
通过提供一致的代码和描述,数据架构可以改善数据质量,标记或修复错误数据。它还能确保组织内部信息的一致性,为所有感兴趣的数据提供统一的数据模型,而不论数据来源如何。

优化查询性能
数据架构能够对数据进行重构,为复杂的分析查询提供卓越的查询性能,而不会影响运营系统。这使得编写决策支持查询变得更加容易。

分离分析处理与事务处理
数据架构可以将分析处理与事务处理数据库分离,从而提高两种系统的性能。这有助于缓解由于长时间运行分析查询而导致的数据库隔离级别锁争用问题。

支持数据管理
数据架构为数据工程师提供了一个框架,使他们能够做出符合业务目标的架构决策,同时确保相关人员能够访问所需数据。它支持整个组织的协作和一致的数据管理。
如何搭建数据架构
搭建数据架构是一个复杂的过程,需要经过多个关键步骤。以下是如何搭建数据架构的详细说明:
数据建模
数据建模是创建数据模型的过程,通过应用正式的数据建模技术来描述数据模型。这包括根据正在开发的应用程序的数据需求,开发概念数据模型,通常包括实体类型、属性、关系、完整性规则和定义。
定义数据结构
数据架构描述了企业及其应用程序使用的数据结构,包括存储数据和运动数据的描述、数据存储、数据组和数据项,以及这些数据工件与数据质量、应用程序、位置等的映射。
处理和存储数据
数据架构还描述了如何在给定系统中处理、存储和利用数据,并为设计和控制数据流提供了数据处理操作的标准。
考虑数据属性
在数据架构中需要考虑数据的一些重要属性,如相关性、清晰性和一致性。
建立数据治理模型
建立联邦数据治理模型,需分析现有数据并确定相关业务领域,并定义可应用于所有领域的全局标准和政策,同时确保每个业务领域在遵循这些标准和政策的前提下,能够保持其在实施细节上的自主权。
利用现有数据存储系统
利用现有的数据仓库和数据湖等数据存储系统,将其从单一系统转变为多个分散的数据存储库,来为数据网格架构提供支持。同时,采用新兴技术也有助于降低构建数据网格的运营成本和工作量。
实现文化转变
建立数据架构需要组织范围内的文化转变,摆脱过去集中式数据架构的思维定式。这包括强调数据发现和使用而不是提取和加载,以及采用自助式数据平台方法,允许业务部门处理和存储自己的数据产品。
建立合适的团队
建立合适的团队对于搭建数据架构至关重要,这需要具有不同视角的人员,负责资源分配、政策制定和技术优化等任务,从而创建一个使数据可访问、可共享和可操作的数据战略,满足所有利益相关者的需求。
数据架构有哪些应用场景
数据架构在各种应用场景中扮演着关键角色,为企业提供了数据驱动的决策支持。以下是一些典型的应用场景:

流程设计与创新
数据架构支持协作机器人的应用,这些机器人能够学习人类操作员演示的动作和路径,并执行相同的任务。在这个场景中,数据架构负责处理和存储机器人的运动数据,以及人工示范的数据,为机器学习算法提供训练数据。

机械设备维护
通过数据驱动的机器学习模型,数据架构可以支持机械设备的预测性维护和预防性维护。在这种应用中,数据架构需要整合来自各种异构数据源的设备运行数据,并对这些数据进行处理和分析,以预测故障发生的可能性,从而提高设备的可靠性。

营销和销售分析
数据架构可以将日常的营销和销售数据输入到营销仪表板等应用程序中,进一步整合和分析信息,以揭示广告支出与区域销售之间的关系。数据架构在这里的作用是确保数据的准确性、一致性和可访问性,为分析应用提供高质量的数据。

数据集成
在企业数据架构中,数据架构支持使用多个低成本的独立应用程序,通过数据集成接口提取、组合和分析来自不同组件的数据。这种灵活的数据集成方式有助于降低成本,同时满足不同部门的数据需求。

数据流分析
数据架构可以支持处理数据流的分析应用程序,这些应用程序能够生成报告,并在关键指标超过特定阈值时自动发出警报等响应。更复杂的流处理应用程序还可以通过将机器学习算法应用于业务和客户活动数据,从中提取出更深入的见解。
数据架构的组成部分有哪些
数据架构是一个复杂的系统,由多个关键组成部分构成。以下是数据架构的主要组成部分:

硬件和软件组件
数据架构包括构建数据仓库的硬件和软件组件,如计算组件、芯片内存层次结构和管理数据通信与计算流程的控制逻辑。数据仓库架构还包括多个阶段,在这些阶段中组织的需求会被修改和微调。

数据描述和映射
数据架构还包括对存储和流动中的数据、数据存储和数据项的描述,以及它们如何映射到数据质量、应用程序和位置等方面。这为数据处理操作和控制系统中的数据流提供了标准。

数据模型理论
数据模型理论定义了数据的结构、完整性和操作部分,包括用于创建和更新数据库的数据结构、规则和运算符。这包括概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型,它们在不同的抽象层次上描述数据。

分布式并行架构和数据湖
数据架构涵盖了分布式并行架构,这种架构能够跨多个服务器分发数据以提高处理速度,同时还包括了数据湖,它允许实现快速的数据隔离与存储。
数据架构的类型有哪些
数据架构是指组织和管理数据的整体结构和设计。根据不同的数据存储、处理和管理方式,数据架构可分为多种类型。
共享内存架构
在共享内存架构中,多个处理器共享主内存空间以及其他数据存储。这种架构通常用于单机系统,可以提高内存访问效率,但扩展性较差。
无共享架构
在无共享架构中,每个处理单元都拥有独立的主内存和存储。这是最早在云上实现的架构类型,具有良好的可扩展性和容错能力,但需要复杂的数据分区和复制机制。
其他架构类型
除上述主要架构外,还有概率数据库(使用模糊逻辑)、实时数据库(快速处理事务)、空间数据库(存储和查询多维数据)等特殊类型的数据架构。
共享磁盘架构
在共享磁盘架构中,每个处理单元都有自己的主内存,但所有单元共享其他存储设备,如磁盘阵列。这种架构常见于云数据库,可实现良好的扩展性和高可用性。
混合架构
实际应用中,数据库的不同层可采用不同的架构。例如,计算层使用无共享架构,存储层使用共享磁盘架构,一些云数据库就采用了这种混合架构。
数据架构面临的挑战是什么
数据架构面临着多重挑战,需要全面应对。
数据量激增带来的扩展性挑战
随着组织需要管理的数据量不断增长,在集中式数据平台上保持敏捷性和效率的成本可能会变得高昂。数据团队的孤岛化以及缺乏特定领域知识,都会使得传统的集中式数据管理方式面临着可扩展性问题。
数据治理和安全性挑战
处理敏感数据(如基因组信息)时,数据治理政策必须遵守监管限制和隐私法律。组织需要清楚了解AI模型如何使用和交互客户数据。确保数据安全和隐私保护是数据架构设计与实施中面临的重大挑战。
数据集成和一致性挑战
多样化的数据源和格式使得将数据集成并转换为一致可信的格式变得困难。数据网格架构旨在通过分散数据所有权和管理来解决这一关键挑战。
新兴技术的技术复杂性挑战
实施 AI 和机器学习等新兴技术面临着高计算需求和健壮基础设施需求等技术难题,这也给数据架构带来了挑战。
数据架构与信息架构的区别是什么
数据架构与信息架构的区别主要体现在以下几个方面:

关注重点不同
数据架构关注于企业及其应用程序所使用的数据结构,包括存储数据和运行数据的描述、数据存储、数据组和数据项的描述,以及将这些数据工件映射到数据质量、应用程序、位置等方面。它为数据处理操作提供了标准,从而能够设计数据流并控制系统中的数据流动。

目标层次不同
与之相反,信息架构是一个更广泛的领域,关注于向用户呈现和传递信息。它涉及确定什么数据、按什么时间表和以什么格式向不同的受众呈现,以便通过最有效和高效的方式提供知识。这包括数据可视化等技能,但信息架构的范畴不仅限于此,它还包括信息传递的整体策略和设计。

侧重点不同
数据架构关注于底层的数据结构和流程,而信息架构则是处理更高层次的信息组织、呈现和传递的设计,以满足不同利益相关者的需求。
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