數據建模是使用簡單圖表(包括文本和符號)將復雜軟件系統可視化的過程,以描述數據將如何在企業信息系統中流動。它有助于說明系統中存儲和使用的數據類型、如何組織或分組數據以及不同數據類型之間的關系。
換句話說,數據建模是創建數據模型的過程。數據模型是數據對象的概念表示,以及它們與規則之間的關系。實際上,可以將數據模型視為類似于建筑師的建筑計劃或藍圖,這有助于創建概念模型,同時設置不同數據項之間的關系。
數據模型有助于保持命名約定、語義、默認值和安全性的一致性,同時確保數據質量。這有助于提供一種一致且可預測的方式來定義和管理整個組織的數據資源。它們的構建涵蓋了業務需求。業務利益相關者通過反饋幫助定義規則和要求。這允許利益相關者在編寫新系統的實際代碼之前識別和糾正錯誤。
它們通常是根據不斷變化的業務需求而發展的動態文檔。它們提供了對正在設計的內容的更深入了解,并在規劃 IT 架構和戰略以及支持各種業務流程方面發揮著至關重要的作用。
什么是數據建模?
數據模型的類型
與大多數設計過程類似,數據建模從高級抽象開始,逐漸變得更加具體。根據它們的抽象程度,數據模型可以分為三種類型:
- 概念數據模型:這種數據模型是數據庫概念的直觀表示,也是它們之間的關系。它提供了數據庫設計的高級描述,展示了數據如何相互關聯以及可以存儲什么樣的數據。它也被稱為域模型,通常是作為初始項目需求收集過程的一部分創建的。概念數據模型旨在為業務受眾而不是技術受眾提供對數據的更好理解。一旦創建了概念模型,就可以將其轉換為邏輯數據模型。
- 邏輯數據模型:該數據模型定義了數據實體的結構,從技術角度描述了數據。它不那么抽象,并提供了有關數據概念和關系的更好細節。在邏輯數據模型中,每個實體的屬性都被明確定義。它用作數據庫設計的詳細表示,并作為創建物理數據模型的基礎。
- 物理數據模型:此類數據模型用于特定于數據庫的建模。它提供了數據將如何存儲在數據庫中的模式。這種類型的數據模型描述了特定數據庫管理系統 (DBMS)的數據庫設計,并詳細介紹了主鍵和外鍵、列鍵和約束。
數據建模的類型
數據建模使組織能夠在數據處理中建立一致性、紀律性和可重復性。它與 DBMS 一起快速發展。以下是一些數據建模方法:
- 分層數據建模:這種數據建模方法具有樹狀結構,其中每條記錄都有一個父節點或根節點。它代表一對多的關系。分層數據建模用于地理信息系統 (GIS) 和可擴展標記語言 (XML) 系統,盡管與最近開發的數據庫模型相比,它的效率相對較低。
- 關系數據建模:這種數據庫建模技術被建議作為分層數據模型的替代方案。它不要求開發人員定義數據路徑,并且在其中,數據段是使用表專門連接的,從而降低了數據庫的復雜性。
- 實體關系 (ER) 建模: ER 建模使用圖表以圖形方式顯示數據庫中不同實體之間的關系。數據架構師使用 ER 建模工具通過創建可視化地圖來傳達數據庫設計目標。
- 面向對象的建模:隨著面向對象的編程變得流行,面向對象的數據建模變得流行。它類似于 ER 建模技術,但不同之處在于它側重于現實世界實體的對象抽象。它可以支持復雜的數據關系并在類層次結構中對對象進行分組。
- 維度數據建模:這種數據建模技術旨在優化數據存儲在數據倉庫軟件中的檢索速度。與專注于高效存儲的 ER 和關系模型不同,維度數據模型增加了冗余,從而更容易定位信息。
數據建模過程中的關鍵步驟
數據模型只不過是一張圖。它們只是沒有填充數據的外殼。可以將數據模型視為指南,成為構建詳細數據模式的基礎。它還可用于在數據生命周期的后期支持數據模式。以下是數據建模過程中涉及的一些關鍵步驟:
- 識別要建模的數據集中表示的實體或業務對象
- 識別每個實體的關鍵屬性以在數據模型中區分它們
- 識別每個實體彼此之間的關系的性質
- 識別應合并到數據模型中的不同數據屬性
- 將數據屬性映射到實體,以便數據模型反映數據的業務用途
- 通過考慮減少冗余的需要以及性能要求來適當地分配密鑰并確定規范化程度
- 完成數據模型并對其進行驗證
數據建模的好處
作為數據管理的一部分,數據建模為組織提供了幾個明顯的優勢。它使數據架構師、開發人員、業務分析師和利益相關者更容易查看和理解存儲在數據庫或數據倉庫中的數據之間的關系。以下是數據建模的一些好處:
- 使數據庫不易出錯并提高數據質量
- 促進更智能的數據庫設計,這可以轉化為更好的應用程序
- 創建可視化數據流,幫助員工了解數據正在發生的情況
- 改善整個組織中與數據相關的溝通
- 提高文檔的一致性
- 使整個組織的數據映射更容易
- 在概念、邏輯和物理級別加快數據庫設計過程
- 降低開發和維護成本
- 以更好的方式描述業務需求
- 有助于識別冗余或缺失數據
數據建模最佳實踐
數據模型必須全面且具有彈性,以幫助組織降低風險、減少錯誤、提高一致性并最終降低成本。以下是數據建模的一些最佳實踐:
- 驗證邏輯
- 列出所有涉及的實體類型
- 參考并利用推薦的命名約定
- 映射所有實體及其關系
- 檢查數據冗余并使用規范化將其刪除
- 如果不是最優的,應用非規范化方法來提高性能