什么是数据建模
数据建模是为信息系统创建数据模型的过程,通过应用正式的数据建模技术定义和分析组织内业务流程所需的数据要求。数据建模过程通常包括三个主要步骤:首先创建概念数据模型,规定与技术无关的数据需求;其次将概念模型转化为逻辑数据模型,记录可在数据库中实现的数据结构;最后将逻辑模型转换为物理数据模型,将数据组织到表中,并考虑访问、性能和存储细节。数据建模用于确保数据以标准、一致和可预测的方式进行定义和组织,以便将其作为有价值的资源进行管理。它是软件工程和数据库设计中的一项基本活动,有时也称为数据库建模。数据建模对组织而言非常重要,因为它让组织有机会了解自己的数据,并为存储和管理这些数据做出正确的技术选择。
数据建模的工作原理是什么
数据建模定义
数据建模是创建组织信息收集和管理系统的可视化表示或蓝图的过程,帮助不同利益相关者统一理解组织数据。
数据建模步骤
包括识别实体及其属性、确定实体间关系、选择适当的建模技术、优化和迭代模型等步骤。
数据建模类型
根据具体需求和数据特征,可采用层次式、图形式或关系式等不同建模技术。
数据建模目标
创建结构化的组织数据可视化表示,指导高效的数据管理和分析系统的设计与实施。
数据建模过程
涉及数据建模师与业务利益相关方密切合作,定义支持业务流程所需的数据需求。
数据模型类型
概念数据模型(技术无关)、逻辑数据模型(数据库实现)和物理数据模型(表和访问细节)。
数据建模有哪些优势
数据建模为企业信息系统的构建和数据共享带来了诸多优势。以下是数据建模的主要优点:
最小化系统重复工作
一个高效设计的基础数据模型可以最小化不同系统之间的重复工作,只需进行最小的修改即可满足组织内各系统的需求,有助于减少构建、运营和维护系统及接口的成本。
提供数据使用框架
数据模型为信息系统内的数据提供了明确的定义和格式,确保数据模型能够满足业务需求并保持一致性。这种功能有助于避免数据模型结构中固化业务规则等常见问题,从而减少业务变更时对计算机系统和接口的大规模改动。
实现数据共享和兼容性
如果在整个组织内的系统中一致使用数据模型,就可以实现数据的兼容性,使不同应用程序能够无缝共享数据。这将为企业带来显著的好处,如减少构建、运营和维护系统及接口的成本。
促进沟通和理解
数据建模能够促进数据工程师和业务智能团队之间的沟通,让所有相关方都能够充分理解数据及其在业务中的作用。这为做出正确的技术选择以存储和管理数据奠定了基础。
综上所述,有效的数据建模对于支持业务流程、实现组织内信息系统之间的数据共享和兼容性至关重要。数据建模确保了数据在整个企业中的一致性和完整性,从而提高了企业的生产效率、降低了生产成本。
如何搭建数据建模
数据建模是一个定义和分析数据需求的过程,以支持组织内相应信息系统的业务流程。数据建模过程通常包括三个主要步骤:
开发概念数据模型
根据正在构建的应用程序的数据需求,开发概念数据模型。概念模型描述了业务需求,而不考虑实现细节,由实体类型、属性、关系、完整性规则和定义组成。
构建物理数据模型
将逻辑模型转换为物理数据模型,将数据组织到表中,并考虑访问、性能和存储细节。物理模型定义了数据在特定数据库管理系统中的物理实现。
转换为逻辑数据模型
将概念模型转换为逻辑数据模型,记录可在数据库中实现的数据结构。逻辑模型定义了数据的逻辑视图,包括实体、属性、关系和约束。
优化和迭代
在整个过程中,数据架构师、分析师和利益相关者共同努力,创建一个逻辑数据模型,将概念设计与底层技术实现相结合。目标是开发一个全面的数据视图,以支持高效的数据收集、存储和分析,从而支持业务决策。数据建模技术和方法以标准、一致和可预测的方式对数据进行建模,以便管理数据资源。
数据建模有哪些应用场景
数据建模在各个行业和领域都有广泛的应用场景。以下是一些主要的应用场景:
支持业务流程
数据建模被广泛用于定义和分析支持组织内部业务流程所需的数据需求。通过数据建模,可以创建概念、逻辑和物理数据模型,记录数据的结构和关系,以便在信息系统中实现。数据建模可以帮助业务分析师、程序员、测试人员和IT包选择者定义和管理数据作为资源。
数据库设计
数据建模被用于定义数据库的业务需求,有时也被称为数据库建模。一个有效的基本数据模型设计可以最大限度地减少组织内不同系统的重复工作和修改。
金融行业
在金融行业,数据建模可以帮助产生欺诈的合成实例,使模型能够更准确地训练以检测现实场景中的欺诈。通过数据建模产生的更大的训练数据池还可以增强深度学习模型准确评估风险和预测未来趋势的潜力。
制造业
在制造业中,ML 模型可以使用数据建模改善其图像识别能力,并定位产品中的潜在缺陷。这种策略减少了损坏或缺陷产品被运送到工厂和生产线的可能性。
零售业
零售环境使用数据模型识别产品并根据视觉因素为它们分配类别。数据建模可以产生产品图像的合成数据变体,创建具有更多光线、背景和角度变化的训练集,有助于提高产品识别模型的准确性。
数据建模的类型有哪些
数据建模是构建数据系统的关键步骤,通过创建不同类型的数据模型来确保数据的完整性、一致性和可用性。根据数据建模的目的和阶段,主要有以下几种数据建模类型:
概念数据模型
概念数据模型是数据建模过程中的初始阶段,它独立于技术实现,用于与业务利益相关者讨论数据需求。概念数据模型定义了系统中包含的数据、数据属性、约束条件、业务规则、数据组织方式以及安全性和数据完整性要求。概念数据模型为后续的逻辑数据模型奠定了基础。
逻辑数据模型
逻辑数据模型在概念数据模型的基础上,根据所选技术对数据结构进行了详细描述。一个概念数据模型可能对应多个逻辑数据模型。逻辑数据模型定义了数据在数据库中的组织方式,包括表、视图、索引等,为物理数据模型的实现做好准备。
物理数据模型
物理数据模型在最后一个阶段,是在逻辑数据模型的基础上,考虑了数据访问、性能和存储等具体实现细节。物理数据模型将数据组织成表格,并确定了数据存储的亚马逊云科技区域等信息,是逻辑数据模型到最终技术实现的桥梁。
自顶向下和自底向上建模
除了上述三种主要数据模型类型外,数据建模还可以采用自顶向下或自底向上的方法。自顶向下的逻辑数据模型是通过与主题专家收集信息而抽象创建,而自底向上的模型则通常是对现有数据结构进行反向工程的结果。一些组织可能会混合使用这两种方法。
数据建模的挑战是什么
数据模型中往往固化了特定场景下的业务规则。这意味着一旦业务流程发生变化,就需要对计算机系统和界面进行大规模修改,维护方面存在困难。
实体类型的识别错误或遗漏是数据建模中常见的问题,可能导致数据、数据结构和功能的重复,增加开发和维护成本。
不同系统之间的数据模型存在显著差异,这就需要复杂的接口实现数据共享,占据了当前系统成本的 25-70%。
由于数据结构和含义缺乏标准化,企业难以与客户和供应商实现电子数据共享。
数据建模缺乏能够确保数据模型满足业务需求并保持跨系统一致性的标准。
在生成合成数据时,数据质量和准确性往往与隐私保护存在权衡关系,这是数据建模面临的一大挑战。
数据建模需要处理大量复杂且不断变化的数据,需要提升技术层面的能力。
跨组织范围内获得员工的认可和培训是一项耗时的过程。
数据建模需要解决如何使数据治理计划与业务发展目标保持一致,而不是直接提出数据治理价值的问题。
对于基因组等敏感数据,如何有效保护隐私是数据建模必须谨慎应对的重大挑战。
数据建模与数据分析的区别是什么
数据建模与数据分析的定义
数据建模是定义和分析数据需求以支持组织内业务流程的过程,涉及创建概念、逻辑和物理数据模型,以记录数据的结构和关系。相比之下,数据分析是检查、转换和建模数据以提取见解和得出结论的过程。
数据分析旨在从数据中获取见解
数据分析侧重于从现有数据中提取有意义的信息和见解。数据分析师利用统计学、数学和统计分析提供定期报告和数据洞见。
数据建模关注数据结构设计
数据建模更关注定义数据结构和格式。它为不同的利益相关者(如数据分析师、科学家和工程师)创建了组织数据的统一视图。数据模型概述了业务收集的数据、不同数据集之间的关系以及存储和分析数据的方法。
数据建模与数据分析相辅相成
总的来说,数据建模是定义数据架构,而数据分析则是利用该架构从数据中提取见解。两者相互协作,实现有效的数据驱动决策。数据建模为数据分析奠定了基础,而数据分析则充分利用了数据建模的成果。
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