Понятие многомерного куба
Сущность многомерного представления данных состоит в следующем. Большинство реальных бизнес-процессов описывается множеством показателей, свойств, атрибутов и т.д. Например, для описания процесса продаж могут понадобиться сведения о наименованиях товаров или их групп, о поставщике и покупателе, о городе, где производились продажи, а также о ценах, количествах проданных товаров и общих суммах. Кроме того, для отслеживания процесса во времени должен быть введен в рассмотрение такой атрибут, как дата. Если собрать всю эту информацию в таблицу, то она окажется сложной для визуального анализа и осмысления. Более того, она может оказаться избыточной: если, например, один и тот же товар продавался в один и тот же день в различных городах, то придется несколько раз повторить одно и то же соответствие «город — товар» с указанием различных суммы и количества. Все это способно окончательно запутать и сбить с толку любого, кто попытается извлечь из такой таблицы полезную информацию с целью анализа текущего состояния продаж и поиска путей оптимизации процесса торговли. Указанные проблемы возникают по одной простой причине: в плоской таблице хранятся многомерные данные.
Проясним суть вопроса с помощью геометрической аналогии. Представьте себе трехмерную фигуру (например, тетраэдр или параллелепипед) и спроецируйте его на плоскость, а затем по полученной плоской проекции попытайтесь оценить форму и размеры исходной объемной фигуры. Сделать это будет трудно: во-первых, потеряна информация об одном измерении, а во-вторых, фигура теперь представлена в совершенно несвойственном ей плоском виде.
Примерно то же самое можно сказать об информации, представленной несколькими рядами данных. Каждый такой ряд (поле таблицы) можно рассматривать как своего рода информационное измерение, и тогда «плоская» таблица может быть интерпретирована как результат преобразования многомерной информационной структуры в совершенно несвойственную ей плоскую форму. Чтобы компенсировать потерю информации от исключения одного или нескольких измерений, приходится усложнять структуру таблицы, а это в большинстве случаев приводит к тому, что разобраться в ней становится очень сложно.
Можно пойти другим путем — выполнить декомпозицию информации в несколько более простых таблиц, связать их некоторым набором отношений и перейти к реляционной модели, которую используют классические базы данных. Однако доказано, что реляционная модель не является оптимальной с точки зрения задач анализа, поскольку предполагает высокую степень нормализации, в результате чего снижается скорость выполнения запросов. Поэтому разработка многомерной модели представления данных, которая реализуется с помощью многомерных кубов, стала естественным шагом.
Многомерное представление информации. Кубы OLAP предоставляет удобные быстродействующие средства доступа, просмотра и анализа деловой информации. Пользователь получает естественную, интуитивно понятную модель данных, организуя их в виде многомерных кубов (Cubes). Осями многомерной системы координат служат основные атрибуты анализируемого бизнес-процесса. Например, для продаж это могут быть товар, регион, тип покупателя. В качестве одного из измерений используется время. На пересечениях осей - измерений (Dimensions) находятся данные, количественно характеризующие процесс - меры (Measures). Это могут быть объемы продаж в штуках или в денежном выражении, остатки на складе, издержки и т.п. Пользователь, анализирующий информацию, может разрезать куб по разным направлениям, получать сводные (например, по годам) или, наоборот, детальные (по неделям) сведения и осуществлять прочие манипуляции, которые ему придут в голову в процессе анализа.
В качестве мер в трехмерном кубе, изображенном на рис. 56, использованы суммы продаж, а в качестве измерений - время, товар и магазин. Измерения представлены на определенных уровнях группировки: товары группируются по категориям, магазины - по странам, а данные о времени совершения операций - по месяцам.
Рис. 56. Пример куба
Разрезание куба
Даже трехмерный куб сложно отобразить на экране компьютера так, чтобы были видны значения интересующих мер. Что уж говорить о кубах с количеством измерений, большим трех. Для визуализации данных, хранящихся в кубе, применяются, как правило, привычные двумерные, т.е. табличные представления, имеющие сложные иерархические заголовки строк и столбцов