ETL學習心得:探求數據倉庫關鍵環節ETL的本質【轉】

ETL學習心得:探求數據倉庫關鍵環節ETL的本質

        做數據倉庫系統,ETL是關鍵的一環。說大了,ETL是數據整合解決方案,說小了,就是倒數據的工具。回憶 一下工作這麼些年來,處理數據遷移、轉換的工作倒還真的不少。但是那些工作基本上是一次性工作或者很小數據量,使用access、DTS或是自己編個小程 序搞定。可是在數據倉庫系統中,ETL上升到了一定的理論高度,和原來小打小鬧的工具使用不同了。究竟什麼不同,從名字上就可以看到,人家已經將倒數據的 過程分成3個步驟,E、T、L分別代表抽取、轉換和裝載。


        其實ETL過程就是數據流動的過程,從不同的數據源流向不同的目標數據。但在數據倉庫中,ETL有幾個特點,一是數據同步,它不是一次性倒完數據就拉到, 它是經常性的活動,按照固定週期運行的,甚至現在還有人提出了實時ETL的概念。二是數據量,一般都是巨大的,值得你將數據流動的過程拆分成E、T和L。
        現在有很多成熟的工具提供ETL功能,例如datastage、powermart等,且不說他們的好壞。從應用角度來說,ETL的過程其實不是非常復 雜,這些工具給數據倉庫工程帶來和很大的便利性,特別是開發的便利和維護的便利。但另一方面,開發人員容易迷失在這些工具中。舉個例子,VB是一種非常簡 單的語言並且也是非常易用的編程工具,上手特別快,但是真正VB的高手有多少?微軟設計的產品通常有個原則是“將使用者當作傻瓜”,在這個原則下,微軟的 東西確實非常好用,但是對於開發者,如果你自己也將自己當作傻瓜,那就真的傻了。ETL工具也是一樣,這些工具爲我們提供圖形化界面,讓我們將主要的精力 放在規則上,以期提高開發效率。從使用效果來說,確實使用這些工具能夠非常快速地構建一個job來處理某個數據,不過從整體來看,並不見得他的整體效率會 高多少。問題主要不是出在工具上,而是在設計、開發人員上。他們迷失在工具中,沒有去探求ETL的本質。


        可以說這些工具應用了這麼長時間,在這麼多項目、環境中應用,它必然有它成功之處,它必定體現了ETL的本質。如果我們不透過表面這些工具的簡單使用去看 它背後蘊涵的思想,最終我們作出來的東西也就是一個個獨立的job,將他們整合起來仍然有巨大的工作量。大家都知道“理論與實踐相結合”,如果在一個領域 有所超越,必須要在理論水平上達到一定的高度


探求ETL本質之一
        ETL的過程就是數據流動的過程,從不同異構數據源流向統一的目標數據。其間,數據的抽取、清洗、轉換和裝載形成串行或並行的過程。ETL的核心還是在於 T這個過程,也就是轉換,而抽取和裝載一般可以作爲轉換的輸入和輸出,或者,它們作爲一個單獨的部件,其複雜度沒有轉換部件高。和OLTP系統中不同,那 裏充滿這單條記錄的insert、update和select等操作,ETL過程一般都是批量操作,例如它的裝載多采用批量裝載工具,一般都是DBMS系 統自身附帶的工具,例如Oracle SQLLoader和DB2的autoloader等。

        ETL本身有一些特點,在一些工具中都有體現,下面以datastage和powermart舉例來說。

        1、靜態的ETL單元和動態的ETL單元實例;一次轉換指明瞭某種格式的數據如何格式化成另一種格式的數據,對於數據源的物理形式在設計時可以不用指定, 它可以在運行時,當這個ETL單元創建一個實例時才指定。對於靜態和動態的ETL單元,Datastage沒有嚴格區分,它的一個Job就是實現這個功 能,在早期版本,一個Job同時不能運行兩次,所以一個Job相當於一個實例,在後期版本,它支持multiple instances,而且還不是默認選項。Powermart中將這兩個概念加以區分,靜態的叫做Mapping,動態運行時叫做Session。

        2、ETL元數據;元數據是描述數據的數據,他的含義非常廣泛,這裏僅指ETL的元數據。主要包括每次轉換前後的數據結構和轉換的規則。ETL元數據還包 括形式參數的管理,形式參數的ETL單元定義的參數,相對還有實參,它是運行時指定的參數,實參不在元數據管理範圍之內。

        3、數據流程的控制;要有可視化的流程編輯工具,提供流程定義和流程監控功能。流程調度的最小單位是ETL 單元實例,ETL單元是不能在細分的ETL過程,當然這由開發者來控制,例如可以將抽取、轉換放在一個ETL單元中,那樣這個抽取和轉換隻能同時運行,而 如果將他們分作兩個單元,可以分別運行,這有利於錯誤恢復操作。當然,ETL單元究竟應該細分到什麼程度應該依據具體應用來看,目前還沒有找到很好的細分 策略。比如,我們可以規定將裝載一個表的功能作爲一個ETL單元,但是不可否認,這樣的ETL單元之間會有很多共同的操作,例如兩個單元共用一個Hash 表,要將這個Hash表裝入內存兩次。

        4、轉換規則的定義方法;提供函數集提供常用規則方法,提供規則定義語言描述規則。

        5、對數據的快速索引;一般都是利用Hash技術,將參照關係表提前裝入內存,在轉換時查找這個hash表。Datastage中有Hash文件技術,Powermart也有類似的Lookup功能。

探求ETL本質之二(分類)
        昨在IT-Director上閱讀一篇報告,關於ETL產品分類的。一般來說,我們眼中的ETL工具都是價格昂貴,能夠處理海量數據的傢伙,但是這是其中的一種。它可以分成4種,針對不同的需求,主要是從轉換規則的複雜度和數據量大小來看。它們包括
        1、交互式運行環境,你可以指定數據源、目標數據,指定規則,立馬ETL。這種交互式的操作無疑非常方便,但是隻能適合小數據量和複雜度不高的ETL過 程,因爲一旦規則複雜了,可能需要語言級的描述,不能簡簡單單拖拖拽拽就可以的。還有數據量的問題,這種交互式必然建立在解釋型語言基礎上,另外他的靈活 性必然要犧牲一定的性能爲代價。所以如果要處理海量數據的話,每次讀取一條記錄,每次對規則進行解釋執行,每次在寫入一條記錄,這對性能影響是非常大的。
        2、專門編碼型的,它提供了一個基於某種語言的程序框架,你可以不必將編程精力放在一些周邊的功能上,例如讀文件功能、寫數據庫的功能,而將精力主要放在 規則的實現上面。這種近似手工代碼的性能肯定是沒話說,除非你的編程技巧不過關(這也是不可忽視的因素之一)。對於處理大數據量,處理複雜轉換邏輯,這種 方式的ETL實現是非常直觀的。
        3、代碼生成器型的,它就像是一個ETL代碼生成器,提供簡單的圖形化界面操作,讓你拖拖拽拽將轉換規則都設定好,其實他的後臺都是生成基於某種語言的程 序,要運行這個ETL過程,必須要編譯才行。Datastage就是類似這樣的產品,設計好的job必須要編譯,這避免了每次轉換的解釋執行,但是不知道 它生成的中間語言是什麼。以前我設計的ETL工具大挪移其實也是歸屬於這一類,它提供了界面讓用戶編寫規則,最後生成C++語言,編譯後即可運行。這類工 具的特點就是要在界面上下狠功夫,必須讓用戶輕鬆定義一個ETL過程,提供豐富的插件來完成讀、寫和轉換函數。大挪移在這方面就太弱了,規則必須手寫,而 且要寫成標準c++語法,這未免還是有點難爲最終用戶了,還不如做成一個專業編碼型的產品呢。另外一點,這類工具必須提供面向專家應用的功能,因爲它不可 能考慮到所有的轉換規則和所有的讀寫,一方面提供插件接口來讓第三方編寫特定的插件,另一方面還有提供特定語言來實現高級功能。例如Datastage提 供一種類Basic的語言,不過他的Job的腳本化實現好像就做的不太好,只能手工繪製job,而不能編程實現Job。
        4、最後還有一種類型叫做數據集線器,顧名思義,他就是像Hub一樣地工作。將這種類型分出來和上面幾種分類在標準上有所差異,上面三種更多指ETL實現 的方法,此類主要從數據處理角度。目前有一些產品屬於EAI(Enterprise Application Integration),它的數據集成主要是一種準實時性。所以這類產品就像Hub一樣,不斷接收各種異構數據源來的數據,經過處理,在實施發送到不同 的目標數據中去。
雖然,這些類看似各又千秋,特別在BI項目中,面對海量數據的ETL時,中間兩種的選擇就開始了,在選擇過程中,必須要考慮到開發效率、維護方面、性能、學習曲線、人員技能等各方面因素,當然還有最重要也是最現實的因素就是客戶的意象。


探求ETL本質之三(轉換)
        ETL探求之一中提到,ETL過程最複雜的部分就是T,這個轉換過程,T過程究竟有哪些類型呢?

一、宏觀輸入輸出
        從對數據源的整個宏觀處理分,看看一個ETL過程的輸入輸出,可以分成下面幾類:

        1、大小交,這種處理在數據清洗過程是常見了,例如從數據源到ODS階段,如果數據倉庫採用維度建模,而且維度基本採用代理鍵的話,必然存在代碼到此鍵值 的轉換。如果用SQL實現,必然需要將一個大表和一堆小表都Join起來,當然如果使用ETL工具的話,一般都是先將小表讀入內存中再處理。這種情況,輸 出數據的粒度和大表一樣。

        2、大大交,大表和大表之間關聯也是一個重要的課題,當然其中要有一個主表,在邏輯上,應當是主表Left Join輔表。大表之間的關聯存在最大的問題就是性能和穩定性,對於海量數據來說,必須有優化的方法來處理他們的關聯,另外,對於大數據的處理無疑會佔用 太多的系統資源,出錯的機率非常大,如何做到有效錯誤恢復也是個問題。對於這種情況,我們建議還是儘量將大表拆分成適度的稍小一點的表,形成大小交的類 型。這類情況的輸出數據粒度和主表一樣。

        3、站着進來,躺着出去。事務系統中爲了提高系統靈活性和擴展性,很多信息放在代碼表中維護,所以它的“事實表”就是一種窄表,而在數據倉庫中,通常要進 行寬化,從行變成列,所以稱這種處理情況叫做“站着進來,躺着出去”。大家對Decode肯定不陌生,這是進行寬表化常見的手段之一。窄表變寬表的過程主 要體現在對窄表中那個代碼字段的操作。這種情況,窄表是輸入,寬表是輸出,寬表的粒度必定要比窄表粗一些,就粗在那個代碼字段上。

        4、聚集。數據倉庫中重要的任務就是沉澱數據,聚集是必不可少的操作,它是粗化數據粒度的過程。聚集本身其實很簡單,就是類似SQL中Group by的操作,選取特定字段(維度),對度量字段再使用某種聚集函數。但是對於大數據量情況下,聚集算法的優化仍是探究的一個課題。例如是直接使用SQL的 Group by,還是先排序,在處理。

二、微觀規則
        從數據的轉換的微觀細節分,可以分成下面的幾個基本類型,當然還有一些複雜的組合情況,例如先運算,在參照轉換的規則,這種基於基本類型組合的情況就不在此列了。ETL的規則是依賴目標數據的,目標數據有多少字段,就有多少條規則。

        1、直接映射,原來是什麼就是什麼,原封不動照搬過來,對這樣的規則,如果數據源字段和目標字段長度或精度不符,需要特別注意看是否真的可以直接映射還是需要做一些簡單運算。

        2、字段運算,數據源的一個或多個字段進行數學運算得到的目標字段,這種規則一般對數值型字段而言。


        3、參照轉換,在轉換中通常要用數據源的一個或多個字段作爲Key,去一個關聯數組中去搜索特定值,而且應該只能得到唯一值。這個關聯數組使用Hash算法實現是比較合適也是最常見的,在整個ETL開始之前,它就裝入內存,對性能提高的幫助非常大。


        4、字符串處理,從數據源某個字符串字段中經常可以獲取特定信息,例如身份證號。而且,經常會有數值型值以字符串形式體現。對字符串的操作通常有類型轉 換、字符串截取等。但是由於字符類型字段的隨意性也造成了髒數據的隱患,所以在處理這種規則的時候,一定要加上異常處理。


        5、空值判斷,對於空值的處理是數據倉庫中一個常見問題,是將它作爲髒數據還是作爲特定一種維成員?這恐怕還要看應用的情況,也是需要進一步探求的。但是 無論怎樣,對於可能有NULL值的字段,不要採用“直接映射”的規則類型,必須對空值進行判斷,目前我們的建議是將它轉換成特定的值。


        6、日期轉換,在數據倉庫中日期值一般都會有特定的,不同於日期類型值的表示方法,例如使用8位整型20040801表示日期。而在數據源中,這種字段基 本都是日期類型的,所以對於這樣的規則,需要一些共通函數來處理將日期轉換爲8位日期值、6位月份值等。


        7、日期運算,基於日期,我們通常會計算日差、月差、時長等。一般數據庫提供的日期運算函數都是基於日期型的,而在數據倉庫中採用特定類型來表示日期的話,必須有一套自己的日期運算函數集。


        8、聚集運算,對於事實表中的度量字段,他們通常是通過數據源一個或多個字段運用聚集函數得來的,這些聚集函數爲SQL標準中,包括sum,count,avg,min,max。


        9、既定取值,這種規則和以上各種類型規則的差別就在於它不依賴於數據源字段,對目標字段取一個固定的或是依賴系統的值。


探求ETL本質之四(數據質量)
        “不要絕對的數據準確,但要知道爲什麼不準確。”
        這是我們在構建BI系統是對數據準確性的要求。確實,對絕對的數據準確誰也沒有把握,不僅是系統集成商,包括客戶也是無法確定。準確的東西需要一個標準, 但首先要保證這個標準是準確的,至少現在還沒有這樣一個標準。客戶會提出一個相對標準,例如將你的OLAP數據結果和報表結果對比。雖然這是一種不太公平 的比較,你也只好認了吧。

        首先在數據源那裏,已經很難保證數據質量了,這一點也是事實。在這一層有哪些可能原因導致數據質量問題?可以分爲下面幾類:

        1、數據格式錯誤,例如缺失數據、數據值超出範圍或是數據格式非法等。要知道對於同樣處理大數據量的數據源系統,他們通常會捨棄一些數據庫自身的檢查機 制,例如字段約束等。他們儘可能將數據檢查在入庫前保證,但是這一點是很難確保的。這類情況諸如身份證號碼、手機號、非日期類型的日期字段等。


        2、數據一致性,同樣,數據源系統爲了性能的考慮,會在一定程度上舍棄外鍵約束,這通常會導致數據不一致。例如在帳務表中會出現一個用戶表中沒有的用戶ID,在例如有些代碼在代碼表中找不到等。


        3、業務邏輯的合理性,這一點很難說對與錯。通常,數據源系統的設計並不是非常嚴謹,例如讓用戶開戶日期晚於用戶銷戶日期都是有可能發生的,一個用戶表中存在多個用戶ID也是有可能發生的。對這種情況,有什麼辦法嗎?

        構建一個BI系統,要做到完全理解數據源系統根本就是不可能的。特別是數據源系統在交付後,有更多維護人員的即興發揮,那更是要花大量的時間去尋找原因。 以前曾經爭辯過設計人員對規則描述的問題,有人提出要在ETL開始之前務必將所有的規則弄得一清二楚。我並不同意這樣的意見,倒是認爲在ETL過程要有處 理這些質量有問題數據的保證。一定要正面這些髒數據,是丟棄還是處理,無法逃避。如果沒有質量保證,那麼在這個過程中,錯誤會逐漸放大,拋開數據源質量問 題,我們再來看看ETL過程中哪些因素對數據準確性產生重大影響。

        1、規則描述錯誤。上面提到對設計人員對數據源系統理解的不充分,導致規則理解錯誤,這是一方面。另一方面,是規則的描述,如果無二義性地描述規則也是要 探求的一個課題。規則是依附於目標字段的,在探求之三中,提到規則的分類。但是規則總不能總是用文字描述,必須有嚴格的數學表達方式。我甚至想過,如果設 計人員能夠使用某種規則語言來描述,那麼我們的ETL單元就可以自動生成、同步,省去很多手工操作了。


        2、ETL開發錯誤。即時規則很明確,ETL開發的過程中也會發生一些錯誤,例如邏輯錯誤、書寫錯誤等。例如對於一個分段值,開區間閉區間是需要指定的,但是常常開發人員沒注意,一個大於等於號寫成大於號就導致數據錯誤。


        3、人爲處理錯誤。在整體ETL流程沒有完成之前,爲了圖省事,通常會手工運行ETL過程,這其中一個重大的問題就是你不會按照正常流程去運行了,而是按照自己的理解去運行,發生的錯誤可能是誤刪了數據、重複裝載數據等。


探求ETL本質之五(質量保證)
        上回提到ETL數據質量問題,這是無法根治的,只能採取特定的手段去儘量避免,而且必須要定義出度量方法來衡量數據的質量是好還是壞。對於數據源的質量, 客戶對此應該更加關心,如果在這個源頭不能保證比較乾淨的數據,那麼後面的分析功能的可信度也都成問題。數據源系統也在不斷進化過程中,客戶的操作也在逐 漸規範中,BI系統也同樣如此。本文探討一下對數據源質量和ETL處理質量的應對方法。
        如何應對數據源的質量問題?記得在onteldatastage列表中也討論過一個話題-"-1的處理",在數據倉庫模型維表中,通常有一條-1記錄,表 示“未知”,這個未知含義可廣了,任何可能出錯的數據,NULL數據甚至是規則沒有涵蓋到的數據,都轉成-1。這是一種處理髒數據的方法,但這也是一種掩 蓋事實的方法。就好像寫一個函數FileOpen(filename),返回一個錯誤碼,當然,你可以只返回一種錯誤碼,如-1,但這是一種不好的設計, 對於調用者來說,他需要依據這個錯誤碼進行某些判斷,例如是文件不存在,還是讀取權限不夠,都有相應的處理邏輯。數據倉庫中也是一樣,所以,建議將不同的 數據質量類型處理結果分別轉換成不同的值,譬如,在轉換後,-1表示參照不上,-2表示NULL數據等。不過這僅僅對付了上回提到的第一類錯誤,數據格式 錯誤。對於數據一致性和業務邏輯合理性問題,這仍有待探求。但這裏有一個原則就是“必須在數據倉庫中反應數據源的質量”。
        對於ETL過程中產生的質量問題,必須有保障手段。從以往的經驗看,沒有保障手段給實施人員帶來麻煩重重。實施人員對於反覆裝載數據一定不會陌生,甚至是 最後數據留到最後的Cube,才發現了第一步ETL其實已經錯了。這個保障手段就是數據驗證機制,當然,它的目的是能夠在ETL過程中監控數據質量,產生 報警。這個模塊要將實施人員當作是最終用戶,可以說他們是數據驗證機制的直接收益者。
        首先,必須有一個對質量的度量方法,什麼是高質什麼是低質,不能靠感官感覺,但這卻是在沒有度量方法條件下通常的做法。那經營分析系統來說,聯通總部曾提 出測試規範,這其實就是一種度量方法,例如指標的誤差範圍不能高於5%等,對系統本身來說其實必須要有這樣的度量方法,先不要說這個度量方法是否科學。對 於ETL數據處理質量,他的度量方法應該比聯通總部測試規範定義的方法更要嚴格,因爲他更多將BI系統看作一個黑盒子,從數據源到展現的數據誤差允許一定 的誤差。而ETL數據處理質量度量是一種白盒的度量,要注重每一步過程。因此理論上,要求輸入輸出的指標應該完全一致。但是我們必須正面完全一致只是理 想,對於有誤差的數據,必須找到原因。
        在質量度量方法的前提下,就可以建立一個數據驗證框架。此框架依據總量、分量數據稽覈方法,該方法在高的《數據倉庫中的數據稽核技術》一文中已經指出。作爲補充,下面提出幾點功能上的建議:


        1、提供前端。將開發實施人員當作用戶,同樣也要爲之提供友好的用戶界面。《稽核技術》一文中指出測試報告的形式,這種形式還是要依賴人爲判斷,在一堆數 據中去找規律。到不如用OLAP的方式提供界面,不光是加上測試統計出來的指標結果,並且配合度量方法的計算。例如誤差率,對於誤差率爲大於0的指標,就 要好好查一下原因了。


        2、提供框架。數據驗證不是一次性工作,而是每次ETL過程中都必須做的。因此,必須有一個框架,自動化驗證過程,並提供擴展手段,讓實施人員能夠增加驗 證範圍。有了這樣一個框架,其實它起到規範化操作的作用,開發實施人員可以將主要精力放在驗證腳本的編寫上,而不必過多關注驗證如何融合到流程中,如何展 現等工作。爲此,要設計一套表,類似於DM表,每次驗證結果數據都記錄其中,並且自動觸發多維分析的數據裝載、發佈等。這樣,實施人員可以在每次裝載,甚 至在流程過程中就可以觀察數據的誤差率。特別是,如果數據倉庫的模型能夠統一起來,甚至數據驗證腳本都可以確定下來,剩下的就是規範流程了。


        3、規範流程。上回提到有一種ETL數據質量問題是由於人工處理導致的,其中最主要原因還是流程不規範。開發實施人員運行單獨一個ETL單元是很方便的, 雖然以前曾建議一個ETL單元必須是“可重入”的,這能夠解決誤刪數據,重複裝載數據問題。但要記住數據驗證也是在流程當中,要讓數據驗證能夠日常運作, 就不要讓實施者感覺到他的存在。總的來說,規範流程是提高實施效率的關鍵工作,這也是以後要繼續探求的。


探求ETL本質之六(元數據漫談)
        對於元數據(Metadata)的定義到目前爲止沒有什麼特別精彩的,這個概念非常廣,一般都是這樣定義,“元數據是描述數據的數據(Data about Data)”,這造成一種遞歸定義,就像問小強住在哪裏,答,在旺財隔壁。按照這樣的定義,元數據所描述的數據是什麼呢?還是元數據。這樣就可能有元元 元...元數據。我還聽說過一種對元數據,如果說數據是一抽屜檔案,那麼元數據就是分類標籤。那它和索引有什麼區別?
        元數據體現是一種抽象,哲學家從古至今都在抽象這個世界,力圖找到世界的本質。抽象不是一層關係,它是一種逐步由具體到一般的過程。例如我->男人 ->人->哺乳動物->生物這就是一個抽象過程,你要是在軟件業混會發現這個例子很常見,面向對象方法就是這樣一種抽象過程。它對世界 中的事物、過程進行抽象,使用面向對象方法,構建一套對象模型。同樣在面向對象方法中,類是對象的抽象,接口又是對類的抽象。因此,我認爲可以將“元”和 “抽象”換一下,叫抽象數據是不是好理解一些。
        常聽到這樣的話,“xx領導的講話高屋建瓴,給我們後面的工作指引的清晰的方向”,這個成語“高屋建瓴”,站在10樓往下到水,居高臨下,能砸死人,這是 指站在一定的高度看待事物,這個一定的高度就是指他有夠“元”。在設計模式中,強調要對接口編程,就是說你不要處理這類對象和那類對象的交互,而要處理這 個接口和那個接口的交互,先別管他們內部是怎麼幹的。
        元數據存在的意義也在於此,雖然上面說了一通都撤到哲學上去,但這個詞必須還是要結合軟件設計中看,我不知道在別的領域是不是存在Metadata這樣的 叫法,雖然我相信別的領域必然有類似的東東。元數據的存在就是要做到在更高抽象一層設計軟件。這肯定有好處,什麼靈活性啊,擴展性啊,可維護性啊,都能得 到提高,而且架構清晰,只是彎彎太多,要是從下往上看,太複雜了。很早以前,我曾看過backorifice的代碼,我靠,一個簡單的功能,從這個類轉到 父類,又轉到父類,很不理解,爲什麼一個簡單的功能不在一個類的方法中實現就拉到了呢?現在想想,還真不能這樣,這雖然使代碼容易看懂了,但是結構確實混 亂的,那他只能幹現在的事,如果有什麼功能擴展,這些代碼就廢了。

        我從98年剛工作時就開始接觸元數據的概念,當時叫做元數據驅動的系統架構,後來在QiDSS中也用到這個 概念構建QiNavigator,但是現在覺得元數據也沒啥,不就是建一堆表描述界面的元素,再利用這些數據自動生成界面嗎。到了數據倉庫系統中,這個概 念更強了,是數據倉庫中一個重要的部分。但是至今,我還是認爲這個概念過於玄乎,看不到實際的東西,市面上有一些元數據管理的東西,但是從應用情況就得 知,用的不多。之所以玄乎,就是因爲抽象層次沒有分清楚,關鍵就是對於元數據的分類(這種分類就是一種抽象過程)和元數據的使用。你可以將元數據抽象成0 和1,但是那樣對你的業務有用嗎?必須還得抽象到適合的程度,最後問題還是“度”。
        數據倉庫系統的元數據作用如何?還不就是使系統自動運轉,易於管理嗎?要做到這一步,可沒必要將系統抽象到太極、兩儀、八卦之類的,業界也曾定義過一些元數據規範,向CWM、XMI等等,可以借鑑,不過俺對此也是不精通的說,以後再說。

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九大數據倉庫方案特點比較

        IBM、Oracle、Sybase、CA、NCR、Informix、Microsoft、和SAS等有實力的公司相繼(通過收購或研發的途徑)推出了 自己的數據倉庫解決方案,BO和Brio等專業軟件公司也在前端在線分析處理工具市場上佔有一席之地。下面針對這些數據倉庫解決方案的性能和特點做分析和 比較。
        IBM IBM公司提供了一套基於可視數據倉庫的商業智能(BI)解決方案,包括:Visual Warehouse(VW)、Essbase/DB2 OLAP Server 5.0、IBM DB2 UDB,以及來自第三方的前端數據展現工具(如BO)和數據挖掘工具(如SAS)。其中,VW是一個功能很強的集成環境,既可用於數據倉庫建模和元數據管 理,又可用於數據抽取、轉換、裝載和調度。Essbase/DB2 OLAP Server支持“維”的定義和數據裝載。Essbase/DB2 OLAP Server不是ROLAP(Relational OLAP)服務器,而是一個(ROLAP和MOLAP)混合的HOLAP服務器,在Essbase完成數據裝載後,數據存放在系統指定的DB2 UDB數據庫中。
        嚴格說來,IBM自己並沒有提供完整的數據倉庫解決方案,該公司採取的是合作伙伴戰略。例如,它的前端數據展現工具可以是Business Objects的BO、Lotus的Approach、Cognos的Impromptu或IBM的Query Management Facility;多維分析工具支持Arbor Software的Essbase和IBM(與Arbor聯合開發)的DB2 OLAP服務器;統計分析工具採用SAS系統。
        Oracle Oracle數據倉庫解決方案主要包括Oracle Express和Oracle Discoverer兩個部分。Oracle Express由四個工具組成:Oracle Express Server是一個MOLAP (多維OLAP)服務器,它利用多維模型,存儲和管理多維數據庫或多維高速緩存,同時也能夠訪問多種關係數據庫;Oracle Express Web Agent通過CGI或Web插件支持基於Web的動態多維數據展現;Oracle Express Objects前端數據分析工具(目前僅支持Windows平臺)提供了圖形化建模和假設分析功能,支持可視化開發和事件驅動編程技術,提供了兼容 Visual Basic語法的語言,支持OCX和OLE;Oracle Express Analyzer是通用的、面向最終用戶的報告和分析工具(目前僅支持Windows平臺)。Oracle Discoverer即席查詢工具是專門爲最終用戶設計的,分爲最終用戶版和管理員版。
        在Oracle數據倉庫解決方案實施過程中,通常把彙總數據存儲在Express多維數據庫中,而將詳細數據存儲在Oracle關係數據庫中,當需要詳細 數據時,Express Server通過構造SQL語句訪問關係數據庫。但目前的Express還不夠靈活,數據倉庫設計的一個變化往往導致數據庫的重構。另外,目前的 Oracle 8i和Express 之間集成度還不夠高,Oracle 8i和Express之間需要複製元數據,如果Oracle Discoverer(或BO)需要訪問彙總數據,則需要將彙總數據同時存放在Oracle和Express中,系統維護比較困難。值得注意的是,剛剛問 世的Oracle 9i把OLAP和數據挖掘作爲重要特點。
        Sybase Sybase提供的數據倉庫解決方案稱爲Warehouse Studio,包括數據倉庫的建模、數據抽取與轉換、數據存儲與管理、元數據管理以及可視化數據分析等工具。其中,Warehouse Architect是PowerDesigner中的一個設計模塊,它支持星形模型、雪花模型和ER模型;數據抽取與轉換工具包括PowerStage、 Replication Server、Carleton PASSPORT,PowerStage是Sybase提供的可視化數據遷移工具。
        Adaptive Server Enterprise是Sybase企業級關係數據庫,Adaptive Server IQ是Sybase公司專爲數據倉庫設計的關係數據庫,它爲高性能決策支持系統和數據倉庫的建立作了優化處理,Sybase IQ支持各種流行的前端展現工具(如Cognos Impromptu、Business Objects、Brio Query等);數據分析與展現工具包括PowerDimensions、EnglishWizard、InfoMaker、PowerDynamo 等,PowerDimensions是圖形化的OLAP分析工具,它支持SMP和多維緩存技術,能夠集成異構的關係型數據倉庫和分佈式數據集市,從而形成 單一的、新型的多維模式;數據倉庫的維護與管理工具包括Warehouse Control Center、Sybase Central、Distribution Director,其中Warehouse Control Center是爲數據倉庫開發人員提供的元數據管理工具。
Sybase提供了完整的數據倉庫解決方案Quick Start DataMart,具有良好的性能,並支持第三方數據展現工具。從Quick Start DataMart的名稱不難看出,它尤其適合於數據集市應用。另外,Sybase可以提供面向電信、金融、保險、醫療保健這4個行業的客戶關係管理 (CRM)產品,在這4個產品中,有80%的功能是共性的,有20%的功能需要Sybase與合作伙伴針對不同需求共同開發。
        Informix Informix於1998和1999年相繼收購了國際上享有盛譽的數據倉庫供應商Red Brick System和數據管理軟件供應商Ardent,並提供了完整、集成的數據倉庫解決方案。該解決方案還包括一個“快速啓動”諮詢服務,能夠幫助用戶快速完 成數據倉庫或數據集市的開發。Informix產品能夠集成Microsoft IIS或Netscape Enterprise/FastTrack服務器,從而支持基於Web的數據倉庫應用。
        Informix沒有提供自己的報表和數據挖掘工具,但他們與Brio和SAS公司建立了戰略聯盟,並推出了“Informix商務智能聯盟計劃”。該計 劃以Informix爲主,結合Brio的前端數據分析和報表功能,以及SAS的數據挖掘功能,形成了一個“BI中心”打包方案。
        (今年4月Informix Software已被IBM公司收購,此舉將給IBM公司數據庫及數據倉庫產品,從技術和市場佔有率上帶來極大的提升。)
        CA CA於1999年收購了Platinum Technology公司後,得到了完整的數據倉庫解決方案,包括:Erwin數據倉庫設計工具、InfoPump數據轉換與抽取工具、 InfoBeacon ROLAP服務器、Forest&Trees前端數據展現工具、Provision系統監視與作業調度工具和DecisionBase元數據管理工具等。
        與Informix解決方案相似,CA解決方案也提供了數據倉庫建模、元數據管理、數據抽取與轉換、基於關係數據庫的在線分析服務器、系統監視與作業調 度、前端數據展現等功能,同時還支持Web應用。不同之處是Informix提供了專門爲數據倉庫設計的高性能目標數據庫(Red Birck),而CA解決方案則提供ODBC接口,並將數據存儲在第三方關係數據庫(如Oracle、Sybase、SQL Server、Informix和IBM DB2等)中,其性能要打一些折扣,但開放性要好些。另外,CA的OLAP服務器目前只能與Microsoft的IIS Web服務器集成。
        NCR Teradata NCR Teradata是高端數據倉庫市場最有力的競爭者,主要運行在NCR WorldMark SMP硬件的Unix操作系統平臺上。1998年,該公司也提供了基於Windows NT的Teradata,試圖開拓數據集市(Data Mart)市場。總的來看,NCR的產品性能很好,Teradata數據倉庫在100GB、300GB、1TB和3TB級的TPC D指標測試中均創世界紀錄。但是,NCR產品的價格相對較高,中小企業用戶難以接受。
        Microsoft Microsoft將OLAP功能集成到Microsoft SQL Server 7.0中,提供可擴充的基於COM的OLAP接口。它通過一系列服務程序支持數據倉庫應用。數據傳輸服務DTS(Data Transformation Services)提供數據輸入/輸出和自動調度功能,在數據傳輸過程中可以完成數據的驗證、清洗和轉換等操作,通過與Microsoft Repository集成,共享有關的元數據;Microsoft Repository存儲包括元數據在內的所有中間數據;SQL Server OLAP Services支持在線分析處理;PivotTable Services提供客戶端OLAP數據訪問功能,通過這一服務,開發人員可以用VB或其他語言開發用戶前端數據展現程序,PivotTable Services還允許在本地客戶機上存儲數據;MMC(Microsoft Management Console)提供日程安排、存儲管理、性能監測、報警和通知的核心管理服務;Microsoft Office 2000套件中的Access和Excel可以作爲數據展現工具,另外SQL Server還支持第三方數據展現工具。
        SAS SAS公司在20世紀70年代以“統計分析”和“線性數學模型”而享譽業界,90年代以後,SAS公司也加入了數據倉庫市場的競爭,並提供了特點鮮明的數 據倉庫解決方案,包括30多個專用模塊。其中,SAS/WA(Warehouse Administrator)是建立數據倉庫的集成管理工具,包括定義主題、數據轉換與彙總、更新彙總數據、元數據管理、數據集市的實現 等;SAS/MDDB是SAS用於在線分析的多維數據庫服務器;SAS/AF提供了屏幕設計功能和用於開發的SCL(屏幕控制語言);SAS /ITSV(IT Service Vision)是IT服務的性能評估和管理的軟件,這些IT服務包括計算機系統、網絡系統、Web服務器和電話系統等。SAS系統的優點是功能強、性能 高、特長突出,缺點是系統比較複雜。
        Business Objects Business Objects(BO)是集查詢、報表和OLAP技術爲一身的智能決策支持系統。它使用獨特的“語義層”技術和“動態微立方”技術來表示數據庫中的多維數 據,具有較好的查詢和報表功能,提供鑽取(Drill)等多維分析技術,支持多種數據庫,同時它還支持基於Web瀏覽器的查詢、報表和分析決策。雖然BO 在不斷增加新的功能,但從嚴格意義上說,BO只能算是一個前端工具。也許正因爲如此,幾乎所有的數據倉庫解決方案都把BO作爲可選的數據展現工具。
        雖然國內有很多大學和研究機構從事數據倉庫技術的研究,但到目前爲止,國內基本上沒有成熟的數據倉庫解決方案。

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