数据仓库模型中的雪花模式

简介

雪花模式（Snowflake Schema）是数据仓库模型中的一种常用数据模型，也叫做扩展星型模型。相比于星型模式，雪花模式将维度表进一步拆分成多张表，以减少数据冗余和提高数据集成的灵活性。

结构

雪花模式的数据结构如下图所示：

其中，中心的事实表和星型模式相同，描述了数据仓库中的业务过程、事件等。但是，雪花模式将维度表进一步拆分，每个维度都对应一个维度表，维度表之间通过外键进行关联。同时，维度表也可能进一步拆分成多张子表，例如时间维度表可以分解成年、月、日等子表。

优缺点

优点

• 数据冗余度低：雪花模式将维度表拆分成多张表，使得相同的属性只存储一份。相比于星型模式，可以大幅度降低数据冗余度。
• 数据集成灵活性高：在雪花模式下，不同维度表之间具有更大的灵活性和扩展性，可以根据具体需求自由添加或删除某些维度表。
• 查询性能较优：由于维度表较多，可以通过对部分维度表的查询来提高查询性能。同时，对于大型数据集，雪花模式也可以降低存储空间和提高查询处理速度。

缺点

• 复杂度高：相比于星型模式，雪花模式的数据结构更为复杂，需要更多的设计和维护工作。
• 查询复杂度高：查询与维度表的关联查询会变得更为复杂，需要更多的查询语句和查询计划来处理。
• 性能受限：由于多张维度表的存在，查询时需要关联多个表，可能导致查询性能降低。

示例

以下是使用 SQL 创建一个简单的雪花模型的示例：

-- 创建中心的事实表
CREATE TABLE Fact_Trips (
  TripID      int,
  DriverID    int,
  PassengerID int,
  Date        datetime,
  Fare        decimal(10, 2)
);

-- 创建地点维度表
CREATE TABLE Dim_Location (
  LocationID int,
  City       varchar(50),
  State      char(2)
);

-- 创建时间维度表
CREATE TABLE Dim_Time (
  TimeID   int,
  Date     date,
  Year     int,
  Month    int,
  Day      int,
  Weekday  int,
  Hour     int,
  Minute   int,
  Second   int
);

-- 创建车辆维度表
CREATE TABLE Dim_Car (
  CarID int,
  Make  varchar(50),
  Model varchar(50),
  Year  int
);

-- 创建司机维度表
CREATE TABLE Dim_Driver (
  DriverID  int,
  Name      varchar(50),
  Age       int,
  Gender    char(1),
  City      varchar(50),
  State     char(2),
  Zip       char(5),
  Rating    decimal(2, 1),
  HireDate  datetime,
  Terminate datetime
);

-- 创建子维度表，如时间维度表的子表
CREATE TABLE Dim_Time_Day (
  TimeID int,
  Date   date,
  Year   int,
  Month  int,
  Day    int
);

-- 创建地点维度表的子表
CREATE TABLE Dim_Location_State (
  LocationID int,
  State      char(2)
);

-- 在表之间建立关系
ALTER TABLE Fact_Trips ADD CONSTRAINT FK_Trips_LocationID FOREIGN KEY (LocationID) REFERENCES Dim_Location(LocationID);
ALTER TABLE Fact_Trips ADD CONSTRAINT FK_Trips_TimeID FOREIGN KEY (TimeID) REFERENCES Dim_Time(TimeID);
ALTER TABLE Fact_Trips ADD CONSTRAINT FK_Trips_CarID FOREIGN KEY (CarID) REFERENCES Dim_Car(CarID);
ALTER TABLE Fact_Trips ADD CONSTRAINT FK_Trips_DriverID FOREIGN KEY (DriverID) REFERENCES Dim_Driver(DriverID);
ALTER TABLE Dim_Location_State ADD CONSTRAINT FK_Location_State FOREIGN KEY (LocationID) REFERENCES Dim_Location(LocationID);
ALTER TABLE Dim_Time_Day ADD CONSTRAINT FK_Time_Day FOREIGN KEY (TimeID) REFERENCES Dim_Time(TimeID);

以上代码创建了一个包含中心事实表和四张维度表的雪花模型，其中时间和地点维度表各有一张子表用于进一步拆分。在表之间建立了外键约束，使得它们能够互相关联。