Mô hình hoá dữ liệu là gì? Tổng quan, Khái niệm cơ bản và các loại chi tiết

Dữ liệu đang thay đổi cách vận hành của thế giới. Đó có thể là một nghiên cứu về cách chữa bệnh, chiến lược doanh thu của công ty, xây dựng tòa nhà hiệu quả hoặc những quảng cáo nhằm mục tiêu đó trên trang mạng xã hội của bạn; tất cả là nhờ dữ liệu. Dữ liệu này đề cập đến thông tin mà máy có thể đọc được thay vì con người. Ví dụ: dữ liệu khách hàng là vô nghĩa đối với nhóm sản phẩm nếu họ không hướng đến việc mua sản phẩm cụ thể. Tương tự, nhóm tiếp thị sẽ không sử dụng cùng dữ liệu đó nếu các ID không liên quan đến các mức giá cụ thể trong quá trình mua. Đây là lúc Mô hình hoá dữ liệu (data modeling) xuất hiện. Đây là quá trình gán các quy tắc quan hệ cho dữ liệu. Mô hình dữ liệu (data model) gỡ các dữ liệu phức tạp thành thông tin hữu ích mà sau đó các tổ chức có thể sử dụng để ra quyết định và chiến lược. Đây là nghề phát triển nhanh nhất trên thị trường việc làm hiện nay. Trước khi bắt đầu với mô hình dữ liệu là gì, hãy hiểu chi tiết Mô hình dữ liệu là gì.

Mô hình dữ liệu là gì?

Dữ liệu tốt cho phép các tổ chức thiết lập đường cơ sở, điểm chuẩn và mục tiêu để tiếp tục. Để dữ liệu cho phép đo lường này, nó phải được tổ chức thông qua mô tả dữ liệu, ngữ nghĩa dữ liệu và các ràng buộc về tính nhất quán của dữ liệu. Mô hình dữ liệu là một mô hình trừu tượng cho phép xây dựng thêm các mô hình khái niệm và thiết lập mối quan hệ giữa các mục dữ liệu. Một tổ chức có thể có một kho dữ liệu khổng lồ; tuy nhiên, nếu không có tiêu chuẩn nào để đảm bảo tính chính xác cơ bản và khả năng diễn giải của dữ liệu đó, thì nó không có ích lợi gì. Một mô hình dữ liệu thích hợp cần đảm bảo những kết quả có thể hành động phía dưới, hiểu biết về các phương pháp hay nhất bất kể dữ liệu, và các công cụ tốt nhất để truy cập.

Mô hình hoá dữ liệu là gì?

Mô hình hóa dữ liệu trong kỹ thuật phần mềm (software engineering) là quá trình đơn giản hóa sơ đồ hoặc mô hình dữ liệu của hệ thống phần mềm bằng cách áp dụng các kỹ thuật nhất định. Nó liên quan đến việc thể hiện dữ liệu và thông tin thông qua văn bản và ký hiệu. Mô hình dữ liệu cung cấp kế hoạch chi tiết để xây dựng cơ sở dữ liệu mới hoặc tái cấu trúc các ứng dụng kế thừa. Theo những điều trên, đây là bước quan trọng đầu tiên trong việc xác định cấu trúc của dữ liệu có sẵn. Mô hình hóa dữ liệu là quá trình tạo ra các mô hình dữ liệu theo đó các liên kết và ràng buộc dữ liệu được mô tả và cuối cùng được mã hóa để sử dụng lại. Nó biểu diễn dữ liệu về mặt khái niệm bằng sơ đồ, ký hiệu hoặc văn bản để hình dung mối tương quan. Do đó, mô hình hóa dữ liệu giúp tăng tính nhất quán trong cách đặt tên, quy tắc, ngữ nghĩa và bảo mật. Điều này sẽ cải thiện phân tích dữ liệu. Sự nhấn mạnh là nhu cầu về tính sẵn có và tổ chức của dữ liệu, độc lập với cách thức ứng dụng của nó.

Ví dụ về Mô hình hoá dữ liệu

Cách tốt nhất để hình dung một mô hình dữ liệu là nghĩ về kế hoạch xây dựng của một kiến trúc sư. Kế hoạch xây dựng kiến trúc hỗ trợ đưa ra tất cả các mô hình khái niệm tiếp theo và mô hình dữ liệu cũng vậy. Các ví dụ mô hình hóa dữ liệu này sẽ làm rõ cách mô hình dữ liệu và quá trình mô hình hóa dữ liệu làm nổi bật dữ liệu thiết yếu và cách sắp xếp nó.

1. Mô hình ER (Entity-Relationship: Thực thể-Mối quan hệ) Mô hình này dựa trên khái niệm về các thực thể trong thế giới thực và các mối quan hệ giữa chúng. Nó tạo ra một tập thực thể, tập quan hệ, các thuộc tính chung và các ràng buộc. Ở đây, một thực thể là một đối tượng trong thế giới thực; ví dụ: một nhân viên là một thực thể trong cơ sở dữ liệu nhân viên. Thuộc tính là một tài sản có giá trị và các tập hợp thực thể chia sẻ các thuộc tính có giá trị giống nhau. Cuối cùng là mối quan hệ giữa các thực thể.
2. Mô hình Phân cấp Mô hình dữ liệu này sắp xếp dữ liệu dưới dạng cây với một gốc, dữ liệu khác được kết nối với nhau. Hệ thống phân cấp bắt đầu từ gốc và kéo dài như một cái cây. Mô hình này giải thích hiệu quả một số mối quan hệ thời gian thực với mối quan hệ một-nhiều giữa hai loại dữ liệu khác nhau. Ví dụ, một siêu thị có thể có nhiều phòng ban khác nhau và nhiều lối đi. Như vậy, siêu thị nút ‘gốc’ sẽ có hai nút ‘con’ của (1) Pantry, (2) Thực phẩm đóng gói.
3. Mô hình Mạng Mô hình cơ sở dữ liệu này cho phép các mối quan hệ nhiều-nhiều giữa các nút được kết nối. Dữ liệu được sắp xếp theo cấu trúc giống như đồ thị và ở đây các nút ‘con’ có thể có nhiều nút ‘mẹ’. Các nút mẹ được gọi là chủ sở hữu và các nút con được gọi là thành viên.
4. Mô hình Quan hệ Ví dụ về mô hình dữ liệu phổ biến này sắp xếp dữ liệu thành các bảng. Các bảng có các cột và hàng, mỗi cột lập danh mục một thuộc tính có trong thực thể. Nó làm cho các mối quan hệ giữa các điểm dữ liệu dễ dàng xác định. Ví dụ: các trang web thương mại điện tử có thể xử lý mua hàng và theo dõi hàng tồn kho bằng cách sử dụng mô hình quan hệ.
5. Mô hình Cơ sở dữ liệu Hướng đối tượng Mô hình dữ liệu này định nghĩa cơ sở dữ liệu là một tập hợp đối tượng, hoặc các thành phần phần mềm có thể tái chế, với các phương pháp và tính năng liên quan. Ví dụ: hệ thống thời gian thực kiến trúc và kỹ thuật được sử dụng trong mô hình 3D sử dụng quy trình mô hình hóa dữ liệu này
6. Mô hình Quan hệ Đối tượng Mô hình này là sự kết hợp giữa mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng và mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ. Do đó, nó kết hợp các chức năng nâng cao của mô hình hướng đối tượng với sự dễ dàng của mô hình dữ liệu quan hệ. Quá trình mô hình hóa dữ liệu giúp các tổ chức trở nên hướng dữ liệu hơn. Điều này bắt đầu với dữ liệu làm sạch và mô hình hóa. Hãy để chúng tôi xem xét cách mô hình hóa dữ liệu xảy ra ở các cấp độ khác nhau. Đây là những kiểu quan trọng mà chúng ta đã thảo luận trong mô hình dữ liệu là gì. Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét các kỹ thuật.

Các loại mô hình hóa dữ liệu

Có ba loại mô hình dữ liệu chính mà các tổ chức sử dụng. Chúng được tạo ra trong quá trình lập kế hoạch cho một dự án trong phân tích. Chúng bao gồm các đặc điểm kỹ thuật trừu tượng đến rời rạc, liên quan đến sự đóng góp của một nhóm nhỏ các bên liên quan khác nhau và phục vụ các mục đích khác nhau.

1. Mô hình Khái niệm Đây là miêu tả trực quan của các khái niệm cơ sở dữ liệu và các mối quan hệ giữa chúng xác định chế độ xem dữ liệu của người dùng cấp cao. Thay vì các chi tiết của chính cơ sở dữ liệu, nó tập trung vào việc thiết lập các thực thể, đặc điểm của một thực thể và mối quan hệ giữa chúng.
2. Mô hình Logic Mô hình này xác định rõ hơn cấu trúc của các thực thể dữ liệu và các mối quan hệ của chúng. Thông thường, một mô hình dữ liệu logic được sử dụng cho một dự án cụ thể vì mục đích là phát triển một bản đồ kỹ thuật về các quy tắc và cấu trúc dữ liệu.
3. Mô hình Vật lý Đây là một lược đồ hoặc khung xác định cách dữ liệu được lưu trữ vật lý trong cơ sở dữ liệu. Nó được sử dụng để lập mô hình cơ sở dữ liệu cụ thể trong đó các cột bao gồm các loại và thuộc tính chính xác. Một mô hình vật lý thiết kế lược đồ bên trong. Mục đích là triển khai thực tế cơ sở dữ liệu. Mô hình logic so với dữ liệu vật lý được đặc trưng bởi thực tế là mô hình logic mô tả dữ liệu ở một mức độ lớn, nhưng nó không tham gia vào việc triển khai cơ sở dữ liệu như một mô hình vật lý. Nói cách khác, mô hình dữ liệu logic là cơ sở để phát triển mô hình vật lý, mô hình này đưa ra sự trừu tượng của cơ sở dữ liệu và giúp tạo ra lược đồ.

Đây là những kiểu quan trọng mà chúng ta đã thảo luận trong mô hình dữ liệu là gì. Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét các kỹ thuật.

Kỹ thuật Mô hình hoá Dữ liệu

Có ba kỹ thuật mô hình dữ liệu cơ bản. Đầu tiên, có kỹ thuật Siểu đồ Thực thể Mối quan hệ (Entity-Relationship Diagram) hay ERD để mô hình hóa và thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ hoặc truyền thống. Thứ hai, UML hoặc Sơ đồ lớp ngôn ngữ mô hình hóa hợp nhất (Unified Modeling Language Class Diagram) là một họ ký hiệu được tiêu chuẩn hóa để mô hình hóa và thiết kế hệ thống thông tin. Cuối cùng, thứ ba là kỹ thuật lập mô hình Từ điển Dữ liệu (Data Dictionary), nơi định nghĩa hoặc biểu diễn tài sản dữ liệu dạng bảng được thực hiện.

Công cụ Mô hình hoá Dữ liệu

Ta đã thấy rằng mô hình hóa dữ liệu là quá trình áp dụng các kỹ thuật và phương pháp luận nhất định vào dữ liệu để chuyển đổi nó sang dạng hữu ích. Điều này được thực hiện thông qua các công cụ Mô hình hóa dữ liệu hỗ trợ tạo cấu trúc cơ sở dữ liệu từ các bản vẽ sơ đồ. Nó giúp kết nối dữ liệu dễ dàng hơn và tạo thành một cấu trúc dữ liệu hoàn hảo theo yêu cầu. Đó là những công cụ quan trọng mà chúng ta đã thảo luận trong mô hình dữ liệu là gì.

Tầm quan trọng của mô hình hóa dữ liệu

Rõ ràng là bây giờ mô hình hóa dữ liệu là công việc cơ bản cần thiết. Nó cho phép dữ liệu dễ dàng được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và tác động tích cực đến việc phân tích dữ liệu. Nó rất quan trọng đối với việc quản lý dữ liệu, quản trị dữ liệu và thông minh dữ liệu.

1. Nó có nghĩa là tài liệu tốt hơn từ nguồn dữ liệu, chất lượng cao hơn và phạm vi sử dụng dữ liệu rõ ràng hơn với hiệu suất nhanh và ít lỗi hơn.
2. Từ quan điểm tuân thủ quy định, mô hình hoá dữ liệu đảm bảo rằng một tổ chức tuân thủ luật của chính phủ và các quy định hiện hành của ngành.
3. Nó cho phép nhân viên đưa ra các quyết định và chiến lược dựa trên dữ liệu.
4. Nó được xây dựng dựa trên thông tin kinh doanh vì nó cho phép xác định các cơ hội mới bằng cách mở rộng khả năng dữ liệu.