OLAP基础知识梳理

问题导读：
1、为什么会出现OLAP应用？
2、OLAP的度过了哪些发展历史？
3、OLAP的基本内容有哪些？
4、OLAP常见操作有哪些？

OLAP（Online AnalyticalProcessing）是一种数据处理技术，专门设计用于支持复杂的分析操作，侧重对决策人员和高层管理人员的决策支持。

OLAP是数据仓库对外数据能力的一种重要的输出方式：

OLAP的起源

60年代，关系数据库之父Edgar F. Codd提出了关系模型，促进了联机事务处理OLTP( On-line Transaction Processing)的发展(数据以表格的形式而非文件方式存储)。

1993年，OLAP由被称为“关系数据库之父”的Edgar F. Codd在他的白皮书《Providing OLAP to User-Analysts: An IT Mandate》中首次提出。

他认为OLTP已不能满足终端用户对数据库查询分析的需要，SQL对大型数据库进行的简单查询也不能满足终端用户分析的要求。用户的决策分析需要对关系数据库进行大量计算才能得到结果，而查询的结果并不能满足决策者提出的需求。

因此，E.F.Codd提出了多维数据库和多维分析的概念，即OLAP。

他为OLAP产品建立了12条评估规则：

OLAP的发展历史

到现在为止，OLAP技术发展了20多年，正处于群雄逐鹿阶段，不知道未来有没有一统江湖的完美技术出现。

传统OLAP

根据Codd的关于OLAP的十二条准则，OLAP技术有了很大的发展，市场上的各种OLAP产品层出不穷。虽然OLAP的概念是在1993年才提出来的，但是支持OLAP相关产品的发展历史，最早可追溯到1975年：

1989年，SQL语言标准诞生，它可以从关系数据库中提取和处理业务数据。这可能是个转折点。在1980‘s年代，电子表格在OLAP应用中占绝对主导地位；而1990’s年代以后，越来越多的基于数据库的OLAP应用开始出现：

大数据OLAP

大数据方向OLAP相关技术的发展：

OLAP的基本内容

变量（度量）

变量是数据度量的指标，是数据的实际意义，即描述数据“是什么”。比如：人数。

维度

维度是描述与业务主题相关的一组属性，单个属性或属性集合可以构成一个维。比如：学历、民族、性别等都是维度。

维的层次

一个维往往可以具有多个层次，例如时间维度分为年、季度、月和日等层次，地区维可以是国家、地区、省、市等层次。这里的层次表示数据细化程度，对应概念分层。

维的成员

若维是多层次的，则不同的层次的取值构成一个维成员。部分维层次同样可以构成维成员，例如“某年某季度”、“某季某月”等都可以是时间维的成员。

多维数组

多维数组用维和度量的组合表示。一个多维数组可以表示为（维1，维2，……，维n，变量），例如（部门，职系、民族、性别，人数）组成一个多维数组。

数据单元（单元格）

多维数组的取值。当多维数组中每个维都有确定的取值时，就唯一确定一个变量的值。数据单元可以表示为（维1成员，维2成员，……，维N成员，变量的值），例如（人事教育部，技能，回族，男，1人）表示一个数据单元，表示人事教育部职系是技能的回族男性有1人。

事实

事实是不同维度在某一取值下的度量，例如上述人事教育部职系是技能的回族男性有1人就表示在部门、职系、民族、性别四个维度上企业人数的事实度量，并且在为人数事实中包含部门维度人事教育部这一个维度层次，如果将人数事实的所有维度考虑在内，就构成有关人数的多维分析立方体。

OLAP的特点

电子数据表与OLAP相比，不具备OLAP的多维性、层次、维度计算以及结构与视图分离等特点。

快速

终端用户对于系统的快速响应有很高的要求。调查表明如果用户在30秒内得不到回应，就会变得不耐烦。因此OLAP平台用了多种技术提高响应速度，例如专门的数据存储格式、大量的预处理和特殊的硬件设计等，通过减小在线分析处理的动态计算，事先存储OLAP所需粒度的数据等主要手段来获得OLAP响应速度的提高，尽管如此，查询反应慢仍然是OLAP产品中经常被提及的问题。

可分析

用户可以应用OLAP平台分析数据，也可以使用其他外部分析工具，例如电子数据表，这些分析工具基本上都以直观的方式为用户提供了分析功能。

共享

由于人们认为OLAP是只读的，仅需要简单的安全管理，导致目前许多OLAP产品在安全共享方面还存在许多问题。因此当多个用户访问OLAP服务器时，系统就在适当的粒度上加锁。

多维

维是OLAP的核心概念，多维性是OLAP的关键属性，这与数据仓库的多维数据组织正好相互补充。为了使用户能够从多个维度、多个数据粒度查看数据，了解数据蕴含的信息，系统需要提供对数据的多维分析功能，包括切片、旋转和钻取等多种操作

OLAP常见操作

OLAP的多维分析操作包括：钻取（Drill-down）、上卷（Roll-up）、切片（Slice）、切块（Dice）以及旋转（Pivot）、钻过（drill-across）、钻透（drill-through）

立方体的每个单元，存放一个聚合值。

钻过（drill-across）：钻过操作涉及多个事实表的查询并把结果合并为单个数据集。一个典型的例子就是预测数据与当前数据的结合：通常预测数据与当前数据存在于不同的表中，当用户比较预测销售与当月销售时，需要跨多个事实表查询。
钻透（drill-through）：钻透使用关系SQL，查询数据立方体的底层，一直到后端的关系表。

OLAP的分类

按建模类型分类

一般来说OLAP根据建模方式可分为MOLAP、ROLAP和HOLAP 3种主流类型，另外还有混合事务/分析处理（HTAP）、网络OLAP（WOLAP），桌面OLAP（DOLAP），移动OLAP（MOLAP）和空间OLAP（SOLAP）。

按处理数据量分类

工作中的实际情况是：几种数据引擎混合用，互相补充。

比如离线处理会先用hive或者sparksql跑出数据，对于数据量比较大的，先做一些汇总，再导入clickhouse等数据库，做自助分析。还有个别数据量大，clickhouse不能很好支持，但又需要临时摸底看数时，就要通过spark sql取数，这个就是数仓开发经常处理的临时提数任务。

按功能分类

OLAP系统核心技术点

作者：数据仓库践行者
来源：https://mp.weixin.qq.com/s/jLkQa9lfmhLMsxaMivp7xg

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