البعد (مستودع البيانات)

جدول أبعاد في مكعب OLAP بمخطط نجمي

البُعد هو بنية تُصنّف الحقائق والمقاييس لتمكين المستخدمين من الإجابة على أسئلة الأعمال. ومن الأبعاد الشائعة الاستخدام: الأشخاص، والمنتجات، والمكان، والزمان. [ 1 ] [ 2 ] ( ملاحظة : قد لا يُصاغ الأشخاص والزمان أحيانًا كأبعاد).

في مستودع البيانات ، توفر الأبعاد معلومات تصنيف منظمة للمقاييس الرقمية غير المرتبة. البُعد عبارة عن مجموعة بيانات تتكون من عناصر بيانات فردية غير متداخلة . وتتمثل الوظائف الأساسية للأبعاد في ثلاثة جوانب: التصفية، والتجميع، والتصنيف.

تُوصف هذه الوظائف عادةً بأنها " تقسيم البيانات وتحليلها ". ومن الأمثلة الشائعة في مستودعات البيانات استخدام المبيعات كمقياس، مع اعتبار العميل والمنتج بُعدين. في كل عملية بيع، يشتري العميل منتجًا. يمكن تقسيم البيانات عن طريق إزالة جميع العملاء باستثناء مجموعة محددة قيد الدراسة، ثم تحليلها عن طريق تجميعها حسب المنتج.

يُشبه عنصر البيانات البُعدي المتغير الفئوي في الإحصاء.

عادةً ما تُنظَّم الأبعاد في مستودع البيانات داخليًا في تسلسل هرمي واحد أو أكثر. يُعدّ "التاريخ" بُعدًا شائعًا، وله عدة تسلسلات هرمية ممكنة:

  • "الأيام (مُجمّعة في) الشهور (التي تُجمّع في) السنوات".
  • "الأيام (تُجمع في) الأسابيع (التي تُجمع في) السنوات"
  • "الأيام (مُجمّعة في) الأشهر (مُجمّعة في) الفصول (مُجمّعة في) السنوات"
  • إلخ.

الأنواع

أبعاد متغيرة ببطء

البُعد المتغير ببطء هو مجموعة من سمات البيانات التي تتغير تدريجيًا على مدار فترة زمنية، بدلًا من تغيرها بانتظام، مثل العنوان أو الاسم. يمكن لهذه السمات أن تتغير بمرور الوقت، ويتم دمجها لتكوين بُعد متغير ببطء. يمكن تصنيف هذه الأبعاد إلى أنواع:

  • النوع 0 (الاحتفاظ بالأصل) : لا تتغير السمات أبدًا. لا يوجد سجل.
  • النوع 1 (الكتابة فوق) : يتم استبدال القيم القديمة بالقيم الجديدة للخاصية. لا يوجد سجل.
  • النوع 2 (إضافة صف جديد) : يتم إنشاء صف جديد إما بتاريخ بداية/تاريخ نهاية أو بإصدار لقيمة جديدة. وهذا يُنشئ سجلاً.
  • النوع 3 (إضافة سمة جديدة) : يتم إنشاء عمود جديد لقيمة جديدة. يقتصر سجل البيانات على عدد الأعمدة المخصصة لتخزين البيانات التاريخية.
  • النوع 4 (إضافة جدول السجل) : يحتفظ جدول واحد بالقيمة الحالية، بينما يتم حفظ السجل في جدول ثان.
  • النوع 5 (النهج المدمج 1 + 4) : مزيج من النوع 1 والنوع 4. يتم إنشاء التاريخ من خلال جدول تاريخ ثان.
  • النوع 6 (النهج المدمج 1 + 2 + 3) : مزيج من النوع 1 والنوع 2 والنوع 3. يتم إنشاء السجل من خلال صف وسمات منفصلة.
  • النوع 7 (النهج الهجين) : يتم استخدام كل من المفتاح البديل والمفتاح الطبيعي. [ 3 ]

الأبعاد المطابقة

البُعد المتوافق هو مجموعة من سمات البيانات التي تمت الإشارة إليها فعليًا في جداول قواعد بيانات متعددة باستخدام نفس قيمة المفتاح للإشارة إلى نفس البنية والسمات وقيم المجال والتعريفات والمفاهيم. ويشمل البُعد المتوافق العديد من الحقائق.

تُعتبر الأبعاد متوافقة عندما تكون إما متطابقة تمامًا (بما في ذلك المفاتيح) أو عندما يكون أحدها مجموعة فرعية مناسبة من الآخر. والأهم من ذلك، يجب أن تتطابق عناوين الصفوف الناتجة في مجموعتي إجابات مختلفتين من نفس البعد (الأبعاد) المتوافقة تمامًا.

الأبعاد المتوافقة هي إما متطابقة أو مجموعات فرعية رياضية دقيقة من البُعد الأكثر تفصيلاً ودقة. لا تُعتبر جداول الأبعاد متوافقة إذا كانت سماتها مُصنّفة بشكل مختلف أو تحتوي على قيم مختلفة. تأتي الأبعاد المتوافقة بأشكال مختلفة. على أبسط مستوى، تعني الأبعاد المتوافقة الشيء نفسه تمامًا مع كل جدول حقائق مُمكن ربطها به. جدول بُعد التاريخ المرتبط بحقائق المبيعات مُطابق لبُعد التاريخ المرتبط بحقائق المخزون. [ 4 ]

بُعد الخردة

البُعد غير المرغوب فيه هو تجميع ملائم لعلامات ومؤشرات ذات عدد محدود من القيم. من خلال إنشاء بُعد مجرد، تُزال هذه العلامات والمؤشرات من جدول الحقائق مع وضعها في إطار بُعدي مفيد. [ 5 ] البُعد غير المرغوب فيه هو جدول أبعاد يتكون من سمات لا تنتمي إلى جدول الحقائق أو أي من جداول الأبعاد الموجودة. عادةً ما تكون هذه السمات نصية أو علامات متنوعة، مثل التعليقات غير العامة أو مؤشرات بسيطة بنعم/لا أو صحيح/خطأ. عادةً ما تبقى هذه الأنواع من السمات بعد تحديد جميع الأبعاد الواضحة في عملية الأعمال، وبالتالي يواجه المصمم تحدي تحديد مكان وضع هذه السمات التي لا تنتمي إلى الأبعاد الأخرى.

أحد الحلول هو إنشاء بُعد جديد لكل سمة من السمات المتبقية، ولكن نظرًا لطبيعتها، قد يكون من الضروري إنشاء عدد كبير من الأبعاد الجديدة، مما ينتج عنه جدول حقائق يحتوي على عدد كبير جدًا من المفاتيح الخارجية. يمكن للمصمم أيضًا ترك السمات المتبقية في جدول الحقائق، ولكن هذا قد يزيد طول صفوف الجدول بشكل غير ضروري، على سبيل المثال، إذا كانت السمة عبارة عن سلسلة نصية طويلة.

يكمن حل هذه المشكلة في تحديد جميع السمات ثم وضعها في بُعد واحد أو عدة أبعاد غير مُرتبطة. يمكن أن يحتوي البُعد غير المرتبط على عدة مؤشرات صحيحة/خاطئة أو نعم/لا لا ترتبط ببعضها البعض، لذا يُفضّل تحويل هذه المؤشرات إلى سمة أكثر وصفًا. على سبيل المثال، مؤشر وصول طرد ما: بدلًا من الإشارة إليه بـ "نعم" أو "لا"، يُحوّل إلى "وصل" أو "معلق" في البُعد غير المرتبط. يمكن للمصمم اختيار إنشاء جدول الأبعاد بحيث يحتوي على جميع المؤشرات التي تتكرر مع كل مؤشر آخر، ما يغطي جميع الاحتمالات. يُحدد هذا حجمًا ثابتًا للجدول نفسه، وهو 2 × عدد الصفوف، حيث يُمثل x عدد المؤشرات. يُناسب هذا الحل الحالات التي يتوقع فيها المصمم مواجهة العديد من التوليفات المختلفة، وحيث تكون التوليفات الممكنة محدودة إلى مستوى مقبول. في حالة وجود عدد كبير من المؤشرات، مما يؤدي إلى إنشاء جدول ضخم، أو عندما يتوقع المصمم مواجهة عدد قليل فقط من التركيبات الممكنة، يكون من الأنسب إنشاء كل صف في بُعد البيانات غير المرغوب فيها عند مواجهة تركيبات جديدة. وللحد من حجم الجداول، قد يكون استخدام أبعاد متعددة للبيانات غير المرغوب فيها مناسبًا في حالات أخرى، وذلك بحسب العلاقة بين المؤشرات المختلفة.

تُعدّ الأبعاد غير المُخصصة مناسبةً أيضًا لوضع سمات مثل التعليقات غير العامة من جدول الحقائق. قد تتضمن هذه السمات بيانات من حقل تعليق اختياري عند قيام العميل بتقديم طلب، وبالتالي من المرجح أن يكون هذا الحقل فارغًا في كثير من الحالات. لذلك، يجب أن يحتوي البُعد غير المُخصص على صف واحد يُمثل الفراغات كمفتاح بديل يُستخدم في جدول الحقائق لكل صف مُعاد يحتوي على حقل تعليق فارغ. [ 6 ]

البعد المنحط

البُعد المُختزل هو مفتاح، مثل رقم المعاملة أو رقم الفاتورة أو رقم التذكرة أو رقم بوليصة الشحن، لا يحتوي على سمات، وبالتالي لا يرتبط بجدول أبعاد فعلي. تُعد الأبعاد المُختزلة شائعة جدًا عندما يُمثل مستوى تفصيل جدول الحقائق بندًا واحدًا من بنود المعاملة، لأن البُعد المُختزل يُمثل المعرف الفريد للعنصر الأصل. غالبًا ما تلعب الأبعاد المُختزلة دورًا أساسيًا في المفتاح الأساسي لجدول الحقائق. [ 7 ]

بُعد لعب الأدوار

غالبًا ما يُعاد استخدام الأبعاد في تطبيقات متعددة ضمن قاعدة البيانات نفسها. على سبيل المثال، يمكن استخدام بُعد "التاريخ" لـ "تاريخ البيع"، وكذلك "تاريخ التسليم"، أو "تاريخ التأجير". يُشار إلى هذا عادةً باسم "بُعد الأدوار". ويمكن تنفيذ ذلك باستخدام عرض على جدول الأبعاد نفسه.

أبعاد القارب الجانبي

عادةً لا تشير جداول الأبعاد إلى أبعاد أخرى عبر مفاتيح خارجية. وعندما يحدث ذلك، يُطلق على البُعد المُشار إليه اسم بُعد خارجي. ويُعتبر استخدام الأبعاد الخارجية نمطًا سيئًا في مستودعات البيانات، إذ يُفضّل استخدام جداول حقائق تربط بين البُعدين. [ 8 ]

بُعد مُصغّر

يُقال إن الأبعاد المتوافقة هي أبعاد منكمشة عندما تتضمن مجموعة فرعية من صفوف و/أو أعمدة البعد الأصلي. [ 9 ]

بُعد التاريخ في التقويم

يمكن استخدام نوع خاص من الأبعاد لتمثيل التواريخ بدقة تصل إلى يوم واحد. تُشار إلى التواريخ في جدول الحقائق كمفاتيح خارجية لبُعد التاريخ. يمكن أن يكون المفتاح الأساسي لبُعد التاريخ مفتاحًا بديلًا أو رقمًا بالصيغة YYYYMMDD.

يمكن أن يتضمن بُعد التاريخ سمات أخرى مثل أسبوع السنة، أو علامات تمثل أيام العمل، والعطلات الرسمية، وما إلى ذلك. كما يمكن أن يتضمن صفوفًا خاصة تمثل: تواريخ غير معروفة، أو تواريخ لم تُحدد بعد. يجب تهيئة بُعد التاريخ بجميع التواريخ المطلوبة، على سبيل المثال، تواريخ السنوات العشر القادمة، أو أكثر إذا لزم الأمر، أو تواريخ سابقة إذا تم التعامل مع أحداث وقعت في الماضي.

بدلاً من ذلك، يُفضل عادةً تمثيل الوقت كطابع زمني في جدول الحقائق . [ 10 ]

استخدام مصطلحات تمثيل ISO

عند الإشارة إلى البيانات من سجل بيانات وصفية مثل ISO/IEC 11179 ، تُستخدم عادةً مصطلحات تمثيلية مثل "المؤشر" (قيمة منطقية صحيحة/خاطئة) و"الرمز" (مجموعة من القيم المُعدّدة غير المتداخلة) كأبعاد. على سبيل المثال، باستخدام نموذج تبادل المعلومات الوطني (NIEM)، سيكون اسم عنصر البيانات "PersonGenderCode"، وقد تكون القيم المُعدّدة "ذكر" و"أنثى" و"غير معروف".

جدول الأبعاد

في مجال تخزين البيانات ، يعتبر جدول الأبعاد أحد الجداول المصاحبة لجدول الحقائق .

يحتوي جدول الحقائق على حقائق الأعمال (أو المقاييس)، والمفاتيح الخارجية التي تشير إلى المفاتيح المرشحة (عادةً المفاتيح الأساسية ) في جداول الأبعاد.

على عكس جداول الحقائق، تحتوي جداول الأبعاد على سمات وصفية (أو حقول) تكون عادةً حقولًا نصية (أو أرقامًا منفصلة تتصرف كنص). صُممت هذه السمات لخدمة غرضين أساسيين: تقييد الاستعلام و/أو تصفيته، وتسمية مجموعة نتائج الاستعلام.

ينبغي أن تكون سمات الأبعاد كالتالي:

  • مُسهب (تتكون التسميات من كلمات كاملة)
  • وصفي
  • مكتمل (بدون قيم مفقودة)
  • ذات قيم منفصلة (تحتوي على قيمة واحدة فقط لكل صف في جدول الأبعاد)
  • جودة مضمونة (خالية من الأخطاء الإملائية أو القيم غير المنطقية)

تُعرَّف صفوف جدول الأبعاد بشكل فريد بواسطة حقل مفتاح واحد. يُوصى بأن يكون حقل المفتاح عددًا صحيحًا بسيطًا، لأن قيمة المفتاح لا معنى لها، وتُستخدم فقط لربط الحقول بين جداول الحقائق وجداول الأبعاد. غالبًا ما تستخدم جداول الأبعاد مفاتيح أساسية تُستخدم أيضًا كمفاتيح بديلة. تُنشأ المفاتيح البديلة عادةً تلقائيًا (مثل عمود "الهوية" في Sybase أو SQL Server، أو رقم تسلسلي في PostgreSQL أو Informix، أو تسلسل في Oracle، أو عمود مُعرَّف باستخدام AUTO_INCREMENT في MySQL).

يوفر استخدام مفاتيح الأبعاد البديلة العديد من المزايا، بما في ذلك:

  • الأداء . تتم معالجة الربط بكفاءة أكبر باستخدام حقل واحد ( المفتاح البديل ).
  • التخزين المؤقت من ممارسات إدارة المفاتيح التشغيلية. يمنع هذا ظهور صفوف البيانات المحذوفة مرة أخرى عند إعادة استخدام مفاتيحها الطبيعية أو إعادة تعيينها بعد فترة طويلة من الخمول.
  • رسم الخرائط لدمج المصادر المتباينة
  • التعامل مع الاتصالات غير المعروفة أو غير القابلة للتطبيق
  • تتبع التغييرات في قيم سمات الأبعاد

على الرغم من أن استخدام المفاتيح البديلة يضع عبئًا على نظام ETL ، إلا أنه يمكن تحسين معالجة خط الأنابيب، كما أن أدوات ETL تحتوي على معالجة محسّنة مدمجة للمفاتيح البديلة.

الهدف من جدول الأبعاد هو إنشاء أبعاد موحدة ومتوافقة يمكن مشاركتها عبر بيئة مستودع بيانات المؤسسة ، وتمكين الربط بجداول حقائق متعددة تمثل عمليات الأعمال المختلفة.

تُعد الأبعاد المتوافقة مهمة لطبيعة أنظمة مستودعات البيانات/ذكاء الأعمال المؤسسية لأنها تعزز ما يلي:

  • الاتساق. يتم تصفية كل جدول حقائق بشكل متسق، بحيث يتم تصنيف إجابات الاستعلام بشكل متسق.
  • التكامل. يمكن للاستعلامات أن تتعمق في جداول حقائق العمليات المختلفة بشكل منفصل، ثم تربط النتائج بناءً على سمات الأبعاد المشتركة.
  • تقليل وقت التطوير لطرح المنتج في السوق. تتوفر الأبعاد الشائعة دون الحاجة إلى إعادة إنشائها.

بمرور الوقت، قد تتغير خصائص صف معين في جدول الأبعاد. على سبيل المثال، قد يتغير عنوان الشحن لشركة ما. يشير كيمبال إلى هذه الظاهرة باسم "البُعد المتغير ببطء" . تُقسم استراتيجيات التعامل مع هذا النوع من التغيير إلى ثلاث فئات:

  • النوع الأول: ببساطة قم باستبدال القيمة (القيم) القديمة.
  • النوع الثاني: أضف صفًا جديدًا يحتوي على القيمة (القيم) الجديدة، وقم بالتمييز بين الصفوف باستخدام تقنيات إصدار Tuple .
  • النوع الثالث: إضافة سمة جديدة إلى الصف الحالي.

الأنماط الشائعة

التاريخ والوقت

المصدر: [ 11 ]

نظرًا لأن العديد من جداول الحقائق في مستودع البيانات عبارة عن سلاسل زمنية من الملاحظات، فغالبًا ما تكون هناك حاجة إلى بُعد تاريخي واحد أو أكثر. أحد أسباب وجود أبعاد تاريخية هو تخزين معلومات التقويم في مستودع البيانات بدلًا من تضمينها مباشرةً في التطبيق. في حين أن استخدام طابع زمني بسيط في لغة SQL يُفيد في توفير معلومات دقيقة حول وقت تسجيل الحقيقة، إلا أنه لا يُمكنه توفير معلومات حول العطلات الرسمية، والفترات المالية، وما إلى ذلك. مع ذلك، يظل استخدام طابع زمني في لغة SQL مفيدًا لتخزينه في جدول الحقائق، لأنه يسمح بإجراء حسابات دقيقة.

قد يؤدي دمج التاريخ والوقت في بُعد واحد إلى بُعد ضخم يحتوي على ملايين الصفوف. لذا، يُنصح عادةً بفصل التاريخ والوقت إلى بُعدين أو أكثر عند الحاجة إلى تفاصيل دقيقة. فعلى سبيل المثال، يحتوي بُعد الوقت الذي تبلغ دقته ثوانٍ في اليوم على 86400 صف فقط. ويمكن اختيار دقة أبعاد التاريخ/الوقت حسب الحاجة. فعلى سبيل المثال، يمكن أن تكون دقة أبعاد التاريخ على مستوى السنة أو الربع أو الشهر أو اليوم، بينما يمكن أن تكون دقة أبعاد الوقت على مستوى الساعات أو الدقائق أو الثواني.

كقاعدة عامة، يجب إنشاء بُعد وقت اليوم فقط إذا كانت هناك حاجة إلى مجموعات هرمية أو إذا كانت هناك أوصاف نصية ذات معنى لفترات زمنية داخل اليوم (على سبيل المثال "ذروة المساء" أو "الوردية الأولى").

إذا كانت البيانات في جدول الحقائق تأتي من مناطق زمنية متعددة، فقد يكون من المفيد تخزين التاريخ والوقت بالتوقيت المحلي والتوقيت القياسي. يمكن تحقيق ذلك بإنشاء بُعدين لكل بُعد تاريخ/وقت مطلوب - أحدهما للتوقيت المحلي والآخر للتوقيت القياسي. يتيح تخزين التاريخ والوقت بالتوقيت المحلي والتوقيت القياسي تحليل وقت إنشاء الحقائق في كل من البيئة المحلية والعالمية. يمكن أن يكون التوقيت القياسي المُختار توقيتًا قياسيًا عالميًا (مثل UTC )، أو التوقيت المحلي للمقر الرئيسي للشركة (مثل CET )، أو أي منطقة زمنية أخرى مناسبة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. " دليل أوراكل لتخزين البيانات "، شركة أوراكل، تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2014
  2. التعريف: البُعد "إدارة بيانات البحث، TechTarget، تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2014
  3. روس، مارجي (5 فبراير 2013). "نصيحة تصميمية رقم 152: أنواع الأبعاد المتغيرة ببطء 0، 4، 5، 6، و7" . مجموعة كيمبال . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2022 .
  4. رالف كيمبال، مارجي روس، مجموعة أدوات مستودع البيانات: الدليل الكامل للنمذجة البُعدية، الطبعة الثانية، دار نشر وايلي للكمبيوتر، 2002. ISBN 0471-20024-7الصفحات 82-87، 394
  5. رالف كيمبال، مارجي روس، مجموعة أدوات مستودع البيانات: الدليل الكامل للنمذجة البُعدية، الطبعة الثانية، دار نشر وايلي للكمبيوتر، 2002. ISBN 0471-20024-7الصفحات 202، 405
  6. كيمبال، رالف، وآخرون (2008): مجموعة أدوات دورة حياة مستودع البيانات، الطبعة الثانية، دار نشر وايلي، إنديانابوليس، إنديانا. الصفحات 263-265
  7. رالف كيمبال، مارجي روس، مجموعة أدوات مستودع البيانات: الدليل الكامل للنمذجة البُعدية، الطبعة الثانية، دار نشر وايلي للكمبيوتر، 2002. ISBN 0471-20024-7، الصفحات 50، 398
  8. رالف كيمبال؛ مارجي روس (2013). مجموعة أدوات مستودع البيانات، الطبعة الثالثة . وايلي. ص 50. ISBN  978-1-118-53080-1.
  9. رالف كيمبال؛ مارجي روس (2013). مجموعة أدوات مستودع البيانات، الطبعة الثالثة . وايلي. ص 51. ISBN  978-1-118-53080-1.
  10. رالف كيمبال؛ مارجي روس (2013). مجموعة أدوات مستودع البيانات، الطبعة الثالثة . وايلي. ص 48. ISBN  978-1-118-53080-1.
  11. رالف كيمبال، مجموعة أدوات مستودع البيانات، الطبعة الثانية، دار نشر وايلي، 2008. رقم ISBN 978-0-470-14977-5الصفحات 253-256