大数据仓库的工作原理是什么

大数据仓库是一种集中式数据存储和管理系统,旨在整合来自多个异构数据源的数据,并为企业提供统一的数据视图,支持商业智能和决策制定。其工作原理可概括为以下几个方面:

大数据仓库的工作原理是什么_数据收集与存储

数据收集与存储

大数据仓库首先从各种数据源(如交易系统、日志文件、移动设备等)收集原始数据,这些数据可能是结构化、非结构化或半结构化的。收集到的数据会被安全地存储在可扩展、高持久性的存储库中,如数据湖或数据库与数据湖相结合的数据存储系统。

大数据仓库的工作原理是什么_数据处理与转换

数据处理与转换

为了使原始数据能够被分析工具和可视化工具所利用,大数据仓库需要对存储的数据进行必要的处理和转换,包括排序、聚合、连接等操作,将其转化为分析友好的格式。这一步骤对于优化查询速度和性能至关重要。

大数据仓库的工作原理是什么_数据集成与建模

数据集成与建模

大数据仓库通常采用中心化的“集线器与辐条”架构,将来自客户关系管理、企业资源计划等遗留系统的大量数据集成到仓库中。为了整合这些异构数据模型并促进数据提取、转换和加载(ETL/ELT)过程,大数据仓库可能会利用操作数据存储(ODS)等技术。

大数据仓库的工作原理是什么_元数据管理与数据质量

元数据管理与数据质量

元数据、数据质量和数据治理流程对于确保大数据仓库满足预期用途至关重要。良好的元数据管理有助于数据的可追溯性和可解释性,而数据质量和治理则确保数据的完整性、一致性和准确性。

大数据仓库的工作原理是什么_商业智能与决策支持

商业智能与决策支持

大数据仓库的最终目标是为企业提供统一的数据视图,以支持商业智能、数据分析和决策制定。基于集中式数据仓库,企业可以构建专门的数据集市,满足特定的业务需求。


大数据仓库有哪些优势

大数据仓库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,为企业提供全面的中央视图。这一优势对于通过并购发展壮大的组织而言尤为宝贵。大数据仓库还能缓解事务处理系统中由于运行大型复杂分析查询而导致的数据库隔离级别锁定争用问题。

大数据仓库有哪些优势_保留历史数据并提高数据质量

保留历史数据并提高数据质量

即使源事务系统不保留历史数据,大数据仓库也能维护历史数据。此外,通过提供一致的代码、描述和修复错误数据,大数据仓库还能提高数据质量。它能够重构数据,为复杂的分析查询提供出色的查询性能,同时不影响运营系统。

大数据仓库有哪些优势_分离分析处理和事务处理

分离分析处理和事务处理

大数据仓库将分析处理与事务处理分离,从而提高了两个系统的性能。它们为报告、仪表板和分析工具提供动力,通过高效存储数据来最小化输入/输出操作,并快速向多个用户并发交付查询结果。此外,大数据仓库还可以利用快速存储和廉价对象存储的组合,自动管理数据放置以优化查询速度。

大数据仓库有哪些优势_支持数据驱动决策

支持数据驱动决策

通过整合多源数据并提供历史数据分析,大数据仓库为企业做出数据驱动决策提供了有力支持。它们确保了数据的一致性、准确性和高质量,为企业提供了可靠的分析基础。


如何搭建大数据仓库

搭建大数据仓库是一个复杂的过程,需要仔细规划和执行多个关键步骤。以下是如何搭建大数据仓库的主要步骤:

设计数据仓库架构

首先需要设计数据仓库的整体架构,包括数据集成、存储和建模等方面。数据仓库应当能够从多个来源(如CRM、ERP等系统)集成数据,并将其存储在统一的数据模型中,以支持复杂的分析查询。典型的数据仓库架构包括暂存层(存储原始提取数据)、集成层(转换和集成数据)以及数据仓库层(以维度模型存储组织数据)。

构建数据管道

接下来,需要构建数据管道来从源系统提取、转换和加载(ETL或ELT)数据到数据仓库中。这个过程需要处理各种结构化和非结构化数据,并以实时或批量的方式进行数据摄取。一个好的大数据平台可以简化这一步骤。

数据处理和分析

数据被加载到数据仓库后,需要进行进一步的处理和分析,以便将原始数据转换为易于消费和理解的格式。这可能包括排序、聚合、数据连接、清洗以及执行各种高级分析操作。处理后的数据集可以存储在数据仓库中供后续处理使用,或者通过商业智能和数据可视化工具直接呈现给最终用户。

数据可视化和洞见发现

最后,需要为利益相关者提供自助式商业智能和敏捷数据可视化工具,以便快速轻松地探索数据集、提取洞见、监控性能并支持决策。这使业务用户能够从数据中获取价值。

优化和扩展

除了上述核心步骤,还需要注意数据仓库的优化和扩展。数据仓库应该以规范化的方式存储数据,减少冗余,同时在其之上构建的数据集市可以使用为分析查询优化的非规范化维度模型。数据仓库还应保留源系统中不存在的数据历史记录。此外,数据仓库架构应具有可扩展性和灵活性,以适应不断增长的数据量和不断变化的业务需求。


大数据仓库有哪些应用场景

大数据仓库在当今数据驱动的商业环境中扮演着重要角色,为各种应用场景提供了强大的数据处理和分析能力。以下是大数据仓库的一些主要应用场景:

整合多源数据

大数据仓库能够将来自多个不同源系统(如CRM、ERP等)的结构化数据以及非结构化数据(如移动应用、物联网设备、社交媒体等)集中到一个统一的数据模型中。这解决了数据库孤岛问题,为企业提供了全面的数据视图。

保留数据历史

与传统的运营数据库不同,大数据仓库保留了数据的历史记录。这使得企业能够进行趋势分析、时间序列分析等,从而更好地了解业务发展轨迹并做出前瞻性决策。

提高数据质量

大数据仓库通过提供一致的代码和描述,能够显著提高数据质量。这确保了数据在整个组织内的一致性,为更准确的分析和决策奠定了基础。

支持复杂分析查询

大数据仓库针对复杂的分析查询进行了优化,能够提供卓越的查询性能。这使得用户能够快速获取所需的分析结果,支持更高效的决策过程。

支持多种分析类型

大数据仓库不仅支持传统的SQL查询,还能够支持大数据分析、全文搜索、实时分析和机器学习等多种分析类型。这使得企业能够从海量数据中挖掘更深层次的见解。


大数据仓库的组成部分有哪些

大数据仓库是一种集中式数据存储库,用于整合来自多个异构数据源的数据。它的主要组成部分包括:

数据摄取层

大数据仓库需要能够摄取各种形式的数据,包括结构化和非结构化数据,以及实时和批量数据。数据摄取层负责从各种运营系统中提取原始数据。

数据存储层

大数据仓库需要一个安全、可扩展且持久的存储库来存储数据,包括临时存储传输中的数据和长期存储。常用的存储方式包括快速存储(如SSD)用于存储频繁访问的数据,以及廉价对象存储用于存储不常访问的数据。

数据处理和分析层

在这一层,原始数据会被转换为可消费的格式,通过排序、聚合、连接和高级分析等操作进行处理。处理后的数据集将被存储以供进一步处理或直接消费。

数据消费和可视化层

经过处理的数据将通过自助式商业智能和数据可视化工具提供给利益相关者,以便其快速轻松地探索数据集并提取洞见。

元数据管理

元数据是大数据仓库的关键组成部分,用于定义数据仓库的各个元素及其工作方式。主要包括技术元数据、业务元数据和流程元数据三大类。

ETL/ELT流程

这是将数据从源系统提取、转换并加载到数据仓库的关键环节。可以是传统的“提取-转换-加载”(ETL)流程,也可以是“提取-加载-转换”(ELT)方式,具体取决于数据仓库的架构和需求。


大数据仓库与传统数据仓库的区别是什么

数据类型和来源

传统数据仓库专为存储结构化的企业数据而优化,如交易系统和业务应用程序中的数据。而大数据仓库则旨在处理来自各种来源的大量非结构化数据,包括移动应用、物联网设备和社交媒体等。

数据管理系统

大数据仓库通常采用面向列的数据库管理系统,以高效存储和查询大型数据集。而传统数据仓库则通常使用面向行的数据库管理系统。

分析方法

传统数据仓库侧重于提供企业数据的统一视图,用于报告和分析。而大数据仓库则更加灵活,可以处理多样化的数据源和类型,支持大数据分析、全文搜索和机器学习等技术。

数据模式和结构

传统数据仓库需要预先定义数据结构和模式,以实现高效的报告和分析。而大数据仓库则无需预先定义数据结构和模式,可以灵活存储所有数据,为未来的分析提供更多可能性。

数据加载方式

传统数据仓库通常采用“提取-转换-加载”(ETL)流程,先对数据进行转换,再加载到数据仓库。而大数据仓库则可能采用“提取-加载-转换”(ELT)方式,先将数据加载到仓库,再在仓库内进行转换。

存储成本

大数据仓库或数据湖可以利用成本较低的对象存储(如亚马逊云科技Amazon S3)来存储不常访问的数据,同时将常访问数据存储在更快的存储介质中,从而实现大数据量的成本效益存储。这种方式有助于降低存储成本,提高数据仓库的整体经济性。


大数据仓库面临的挑战有哪些

大数据仓库面临着诸多挑战,需要企业制定合理的大数据战略来应对。以下是一些主要挑战:

数据采集、存储和管理

随着工业自动化设备产生的数据量和速度不断增加,存储和管理这些数据的基础设施成为一大挑战。传统的商业智能系统专注于内部结构化数据,但现代“工业大数据”分析系统要求近实时分析和可视化,这需要更加集成的数据存储、管理和处理能力。

数据质量和完整性

对于工业应用而言,变量通常具有明确的物理含义,数据完整性至关重要。低质量数据或错误记录可能会极大地改变变量之间的关系,从而对分析的准确性产生灾难性影响。大数据挖掘和发现的重点无法弥补这些应用中的低数据质量问题。

海量数据规模

正在被创建和复制的数据量正以指数级增长,如何有效处理这种海量数据规模,成为企业和组织面临的重大挑战。

非结构化数据

大量增长的数据是非结构化的,它们并不适合存储在传统的行列数据库中。这种数据格式的差异为数据管理和分析工作带来了额外的挑战。


大数据仓库的发展历程是怎样的

大数据仓库的发展历程是怎样的_20世纪60年代

20世纪60年代

合作研究项目提出了维度和事实的概念,这些理论为后续数据仓库的发展奠定了坚实的基础。

大数据仓库的发展历程是怎样的_20世纪70年代

20世纪70年代

维度数据集市在零售销售等领域得到应用,同时,Bill Inmon开始定义和讨论“数据仓库”这一术语,推动了数据仓库概念的普及和发展。

大数据仓库的发展历程是怎样的_20世纪80年代

20世纪80年代

专门为决策支持而设计的数据库计算机被推出,面向业务用户的硬件/软件包和GUI(图形用户界面)也相继发布,这些工具极大地简化了数据库管理和分析系统的创建过程。此外,Barry Devlin和Paul Murphy在1988年提出了“业务数据仓库”的术语,进一步丰富了数据仓库的理论体系。

大数据仓库的发展历程是怎样的_20世纪90年代

20世纪90年代

数据仓库专用的数据库管理系统开始涌现,为数据仓库的建设提供了更加专业的技术支持。James M. Kerr的著作《IRM Imperative》强调了将数据资源作为资产列入资产负债表的重要性,进一步推动了数据仓库在企业中的普及和应用。同时,用于开发数据仓库的软件不断涌现,Bill Inmon也出版了《Building the Data Warehouse》一书,为数据仓库的建设提供了详尽的指导。


大数据仓库的类型有哪些

大数据仓库是一种集中存储和管理企业数据的系统,根据其特点和用途可分为多种类型。

离线运营数据仓库

离线运营数据仓库定期从运营系统中获取数据,并将其存储在面向报告的集成数据库中。这种仓库通常每天、每周或每月更新一次,用于支持分析和报告需求。

离线数据仓库

与离线运营数据仓库类似,离线数据仓库也是定期从运营系统中获取数据,并将其存储在专门为报告设计的结构中。这种仓库的更新频率较低,主要用于长期分析和决策支持。

实时数据仓库

实时数据仓库也称为在线集成数据仓库,它代表了真正的实时数据仓库,每当源数据发生变化时就会立即更新。这种仓库适用于需要实时数据分析和决策的场景。

集成数据仓库

集成数据仓库从企业不同领域汇集数据,使用户能够跨系统访问信息。它为整个组织提供了一个统一的数据视图,支持全面的业务分析和报告。

数据湖仓

数据湖仓是一种混合方法,它能够像数据湖一样摄取原始数据格式,同时还提供了数据仓库的功能,如事务支持和数据质量控制。这种架构结合了数据湖和数据仓库的优势,为企业提供了更大的灵活性和分析能力。


大数据仓库的实现方法有哪些

底层设计方法

底层设计方法是指首先创建数据集市,为特定业务流程提供报告和分析功能,然后将这些数据集市整合以创建综合数据仓库。这种方法从底层开始构建,逐步扩展到整个企业级数据仓库。

混合数据仓库

混合或集成数据仓库数据库将数据保存在第三范式规范化形式以消除冗余,同时小型数据集市可以从整合的仓库中访问它们需要的特定过滤数据。这种方法结合了规范化数据库和维度建模的优点,用于商业智能报告。

多层架构

大数据仓库通常采用多层架构实现。顶层由前端客户端工具组成,用于通过报告、分析和数据挖掘工具呈现结果。中间层是用于访问和分析数据的分析引擎。底层是加载和存储数据的数据库服务器。

自顶向下设计方法

自顶向下设计方法则是先设计数据仓库,然后从中为特定业务流程或部门创建数据集市。这种方法从顶层开始,再向下细分为各个部分。

ELT方法

ELT(提取、加载、转换)方法是指先将数据提取并加载到数据仓库中,然后在仓库内部进行转换,而不是使用单独的ETL(提取、转换、加载)工具。这种方法可以简化数据仓库的实施和管理。


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