Детаљно поређење у ДБМС-у

Razumevanje OLAP i OLTP sistema u bazama podataka

OLAP (On-Line Analytical Processing) i OLTP (On-Line Transaction Processing) su oba onlajn sistema za obradu podataka, ali se razlikuju po svojoj osnovnoj nameni. Dok je OLAP sistem usmeren na analitičku obradu podataka, OLTP se fokusira na obradu transakcija.

U oblasti nauke o podacima, sirovi podaci zahtevaju obradu pre nego što se mogu efikasno koristiti. OLAP i OLTP predstavljaju dva ključna sistema za obradu podataka koja koriste kako preduzeća, tako i pojedinci.

Iako se njihovi načini obrade podataka i primarne namene razlikuju, oba sistema su od velike vrednosti pri rešavanju ključnih poslovnih izazova. U kontekstu sistema za upravljanje bazama podataka (DBMS), ovi sistemi imaju vitalnu ulogu u podržavanju analitičkih i transakcionih aktivnosti preduzeća.

U nastavku ćemo detaljnije istražiti OLAP i OLTP sisteme, njihove prednosti i ograničenja, kao i ključne razlike između njih.

Šta je DBMS?

Sistem za upravljanje bazom podataka (DBMS) je sofisticiran alat dizajniran za upravljanje kompletnim podacima organizacije. Ovaj mehanizam omogućava pristup, zaključavanje i modifikaciju podataka prema potrebi. Struktura baze podataka definisana je pomoću šeme baze podataka.

DBMS pruža centralizovani pogled na sve podatke, omogućavajući istovremeni pristup više korisnika sa različitih lokacija na precizan i kontrolisan način. Takođe, omogućava ograničenje pristupa i pregleda podataka za krajnje korisnike, pružajući različite perspektive šeme baze podataka.

Dodatno, DBMS obezbeđuje fizičku i logičku nezavisnost, štiteći aplikacije i korisnike od detalja o lokaciji podataka. Ovaj složeni sistem se sastoji od integrisanih komponenti koje obezbeđuju upravljano i dosledno okruženje za pristup, kreiranje i modifikaciju podataka u bazama podataka. Te komponente uključuju:

Mehanizam za skladištenje
Katalog metapodataka
Jezik za pristup bazi podataka
Mehanizam za optimizaciju
Procesor upita
Upravljač zaključavanjem
Menadžer dnevnika
Uslužni programi za podatke

Neki od popularnih DBMS sistema i modela uključuju NoSQL DBMS, DBMS u memoriji, DBMS u oblaku, multimodelne DBMS, kolumne DBMS, NewSQL DBMS i RDBMS. Ključna prednost korišćenja DBMS-a je da omogućava programerima aplikacija i korisnicima pristup istim podacima uz održavanje integriteta podataka.

OLAP vs. OLTP: Osnovne definicije

Šta je OLAP?

Analitička obrada na mreži (OLAP) je sistem za onlajn obradu koji vrši višedimenzionalnu analizu velikih količina podataka sa velikom brzinom. Podaci koje obrađuje ovaj sistem potiču iz baze podataka, centralnog skladišta podataka ili data lake-a.

OLAP sistem je idealan za kompleksne analitičke proračune, poslovnu inteligenciju, rudarenje podataka i funkcije poslovnog izveštavanja, kao što su budžetiranje, predviđanje prodaje i finansijska analiza.

Suština OLAP baza podataka je OLAP kocka, koja omogućava brzo izveštavanje, postavljanje upita i analizu višedimenzionalnih podataka. Dimenzija podataka predstavlja element određenog skupa podataka. Na primer, podaci o prodaji imaju različite dimenzije koje se odnose na doba godine, region, modele proizvoda itd.

OLAP kocka proširuje format redova i kolona relacione baze podataka, dodajući slojeve u više dimenzija podataka. Ovi istorijski podaci se čuvaju u šemi pahuljice ili zvezde.

Primeri primene OLAP-a uključuju analizu finansijskog marketinga i trendova učinka iz godine u godinu, preporuke filmova ili serija na Netflix-u na osnovu prethodnih pretraga, kao i Spotify analizu pesama kako bi se korisnicima omogućilo kreiranje personalizovanih plejlista.

Ukratko, OLAP skladišti istorijske podatke iz kojih je moguće izvući željene informacije iz velike baze podataka. Ove informacije se mogu koristiti za donošenje boljih poslovnih odluka.

U OLAP-u, transakcije su dugotrajne, što rezultira dužim vremenom potrebnim za obradu željenih podataka. Postoje tri glavna tipa OLAP sistema:

Višedimenzionalni OLAP (MOLAP), koji se direktno indeksira u višedimenzionalnu bazu podataka.
Relacioni OLAP (ROLAP), koji vrši višedimenzionalnu analizu podataka koji se dinamički čuvaju u relacionoj bazi podataka.
Hibridni OLAP (HOLAP), koji kombinuje karakteristike ROLAP-a i MOLAP-a, i razvijen je kako bi kombinovao kapacitet podataka sa sposobnošću obrade.

Šta je OLTP?

Onlajn obrada transakcija (OLTP) je sistem koji omogućava izvršavanje različitih transakcija baze podataka od strane velikog broja korisnika putem interneta. OLTP sistemi su u osnovi mnogih svakodnevnih transakcija, od bankomata do kupovine u prodavnicama i rezervacija.

Pored finansijskih transakcija, OLTP sistemi podržavaju i nefinansijske transakcije, kao što su slanje tekstualnih poruka i promene lozinki. OLTP koristi relacionu bazu podataka koja:

Omogućava pristup podacima za više korisnika
Obrađuje veliki broj jednostavnih transakcija, kao što su ažuriranja, brisanja i umetanja podataka
Pruža setove podataka za brzo pronalaženje, ispitivanje i pretragu
Podržava brzu obradu sa vremenom odziva merenim u milisekundama
Obezbeđuje dostupnost 24/7 uz stalno inkrementalno pravljenje rezervnih kopija

Mnoge organizacije koriste OLTP softverske sisteme za obezbeđivanje informacija za OLAP sisteme. Jednostavno rečeno, kombinacija oba sistema je korisna u današnjem svetu vođenom podacima.

Da bismo ovo bolje razumeli, uzmimo primer bankomata. Zamislimo da par ima zajednički račun u banci. Jednog dana, oba partnera istovremeno dolaze do različitih bankomata i pokušavaju da podignu ukupan iznos koji se nalazi na računu.

U ovom scenariju, osoba koja prva izvrši transakciju će podići novac. OLTP softverski sistem osigurava da je podignuti iznos manji ili jednak trenutnom stanju na računu. Dakle, ključna karakteristika OLTP sistema je da su dizajnirani za superiornost transakcija, a ne za analizu podataka.

OLAP vs. OLTP: Principi rada

Kako funkcioniše OLAP?

OLAP pomaže u skladištenju podataka u data warehouse-ovima, koji se prikupljaju iz različitih izvora podataka. Zatim se podaci čiste i organizuju u kocke podataka. Svaka OLAP kocka sadrži podatke kategorisane prema različitim dimenzijama, kao što su geografski region prodaje, vremenski period, kupci, itd., koji se izvode pomoću tablica dimenzija.

Podaci su organizovani hijerarhijski kako bi se olakšalo pronalaženje traženih informacija. Kocke podataka su unapred sumirane po dimenzijama kako bi se ubrzalo vreme upita. Analitičari izvršavaju pet tipova analitičkih operacija nad višedimenzionalnim bazama podataka:

Roll-up (agregacija)
Drill-down (detaljizacija)
Slice (izdvajanje podskupa)
Dice (kockanje, selekcija više dimenzija)
Pivot (rotacija)

OLAP sistem zatim locira preseke dimenzija, kao što su proizvodi koji se prodaju u zapadnom regionu po određenoj ceni tokom određenog perioda, i prikazuje podatke.

Kako funkcioniše OLTP?

OLTP sistemi uključuju prihvatanje informacija o transakcijama, obradu podataka i ažuriranje baze podataka u pozadini kako bi se reflektovali novi uneti podaci. Iako su aplikacije kompleksne, ova ažuriranja obično uključuju mali broj zapisa u bazi podataka.

Sistem za upravljanje relacionim bazama podataka (RDBMS) kontroliše i upravlja OLTP sistemom. OLTP zahteva bazu podataka koja može da obradi više ažuriranja i upita, uz podršku brzog vremena odziva. To čini RDBMS dobrim izborom za OLTP sisteme.

OLTP se koristi za izvršavanje transakcija baze podataka koje generišu front-end radnici, kao što su bankarski službenici i blagajnici u prodavnicama. Samouslužne aplikacije za klijente, poput e-trgovine, rezervacije putovanja i online bankarstva, takođe generišu transakcije baze podataka na mreži.

Sistemi za obradu transakcija na mreži obično koriste troslojnu arhitekturu koja se sastoji od sloja aplikacije, sloja podataka i sloja prezentacije.

OLAP vs. OLTP: Karakteristike

Karakteristike OLAP-a

Glavne karakteristike OLAP-a su:

OLAP omogućava vlasnicima preduzeća logičan i višedimenzionalni prikaz podataka.
Pruža podršku za više korisnika.
Deluje kao posrednik između front-end-a i skladišta podataka.
Rezultati se čuvaju odvojeno od izvora podataka.
Nudi uniformnu dokumentaciju.
Može da razlikuje nedostajuće vrednosti od nula vrednosti.
Ignoriše nedostajuće vrednosti i izračunava tačne vrednosti.
Olakšava kompleksne analize i interaktivne upite za korisnike.
Omogućava kompleksna poređenja i proračune.
Prikazuje rezultate u grafikonima i dijagramima.

Karakteristike OLTP-a

Aplikacije zasnovane na OLTP-u imaju širok spektar funkcija i karakteristika. Neke od njih su:

Česta modifikacija podataka.
Indeksirani skupovi podataka za brze upite, pronalaženje i pretragu.
Brže vreme odziva, mereno u milisekundama.
Transakcije uključuju mali broj zapisa u bazi podataka sa manjim količinama podataka.
Podržava veliki broj istovremenih korisnika koji pristupaju podacima.
Transakcije se odvijaju određenim redosledom, i korisnici ne mogu menjati podatke u okviru transakcije.
Uključuje jednostavne transakcije, kao što su umetanja, brisanja, jednostavni upiti i ažuriranja podataka.
Visoka dostupnost podataka.

OLAP vs. OLTP: Upotreba

Upotreba OLAP-a

Mnoge kompanije mogu koristiti OLAP sistem za sticanje uvida u podatke, kao što su angažovanje, finansije, tržišta i prodaja. Neke primene OLAP sistema su:

Izveštavanje o prodaji
Predviđanje
Budžetiranje
Izveštavanje menadžmentu
Marketing
Upravljanje procesima

Upotreba OLTP-a

OLTP softverski sistemi se koriste na širokom spektru tržišta. Neke od njih su:

Internet bankarstvo
Slanje tekstualnih poruka
Online kupovina
Unos porudžbina
Pregled osoblja call centra
Ažuriranje detalja o klijentima
Telemarketeri snimaju rezultate anketa
Rezervacija avio karata

OLAP vs. OLTP: Prednosti

Prednosti OLAP-a

OLAP je koristan alat za preduzeća da unaprede svoje znanje o poslovnoj prodaji, marketingu, procesima i angažovanju. Posedovanje više podataka omogućava preduzećima da donose preciznije odluke. Neke od prednosti korišćenja OLAP-a su:

Veći uvidi
Pouzdanost podataka
Ad hoc izveštavanje
Brz pristup
Višedimenzionalni podaci
Brza obrada podataka
Sumirane i detaljne informacije
Poznati poslovni izrazi
„Šta ako“ scenariji
Kriva učenja je skoro ravna
Proračuni fokusirani na posao
Samouslužno izveštavanje
Fleksibilnost
Pouzdani proračuni

Prednosti OLTP-a

Prednosti OLTP-a uključuju:

Atomski karakter transakcija (atomicity)
Konkurentnost (concurrency)
Veća upotrebljivost
Brzina
Potpuni poslovni uvid
Jedna platforma
Podrška za velike baze podataka
Proširena baza kupaca
Sigurnosna ograničenja
Doslednost (consistency)
Jednostavna manipulacija podacima kroz particionisanje podataka
Deluje kao izvor podataka za druge baze podataka, kao što je OLAP.
Omogućava donošenje odluka na višem nivou
Transakcije koje su jednostavne za upotrebu i pogodne
Proširuje bazu kupaca privlačenjem novih klijenata

OLAP vs. OLTP: Ograničenja

Ograničenja OLAP-a

Uprkos mnogim prednostima, OLAP sistemi imaju i ograničenja. Prvenstveno, mnogim korisnicima se čini manje atraktivnim. Ostala ograničenja uključuju:

Visoki troškovi
Potencijalni rizici
Loša sposobnost izračunavanja
OLAP je relacioni
Uvek je potrebno prethodno modeliranje
Apstraktni model
Plića interaktivna analiza
Velika zavisnost od IT-a
Može biti sporije

Ograničenja OLTP-a

Poput OLAP-a, i u OLTP sistemima postoje izazovi ili nedostaci zasnovani na njihovim sistemima upravljanja i projektovanja. Ova ograničenja uključuju:

Silosi podataka i preopterećenje
Ograničena analiza
Određene poteškoće za mala i srednja preduzeća
Nedostaci vezani za hardver
Online transakcije su pogođene ako sistem naiđe na kvarove na hardveru.
Mali broj upita i ažuriranja
Potrebno je da zaposleni rade u grupama kako bi održavali listu.
Ranljiviji na uljeze i hakere
U slučaju kvara servera, veliki broj podataka može biti trajno obrisan, što utiče na poslovanje na mnogo načina.

OLAP vs. OLTP: Razlike

Glavna razlika između dva sistema za onlajn obradu je njihova namena: analitička nasuprot transakcione. Svaki sistem je optimizovan da radi u skladu sa svojom namenom, kako bi vam pomogao da donosite bolje poslovne odluke u realnom vremenu.

OLAP je dizajniran za sprovođenje kompleksnih analiza podataka i koriste ga stručnjaci za podatke, radnici koji rade sa znanjem i poslovni analitičari. S druge strane, OLTP je dizajniran za obradu velikog broja transakcija i koriste ga operativni radnici, kao što su bankarski službenici, blagajnici i službenici na recepcijama hotela.

Pogledajmo ključne razlike između OLAP-a i OLTP-a u tabeli ispod.

Parametar	OLAP	OLTP
Izvor podataka	Sastoji se od istorijskih podataka iz različitih baza podataka. Ili, može se reći da koristi različite OLTP baze podataka kao izvore podataka.	Sastoji se od trenutnih operativnih podataka.
Fokus	Omogućava izvlačenje informacija za kompleksnu analizu. Upiti često uključuju ogroman broj zapisa za donošenje poslovnih odluka.	Idealan je za jednostavna ažuriranja, brisanja i umetanja u baze podataka. Ovde upiti uključuju jedan ili nekoliko zapisa.
Karakteristike	Omogućava korisnicima da kreiraju prikaz pomoću tabela. Karakteriše ga ogroman obim podataka.	Lako je i jednostavno za kreiranje i održavanje. Karakteriše ga veliki broj onlajn transakcija.
Transakcije	Transakcije su ređe, ali duže.	Transakcije su veoma česte, brze i kratke.
Upit	Relativno spor zbog velike količine podataka. Upiti mogu trajati satima.	Upiti rade veoma brzo.
Integritet	Integritet podataka je problem jer se baza podataka ne menja često.	Uvek treba da održava ograničenja integriteta podataka.
Vreme	Vreme obrade složenih upita je dugo.	Brzo je u poređenju sa OLAP-om zbog jednostavnih upita.
Normalizacija	Tabele nisu normalizovane.	Tabele su normalizovane.
Operacija	Maksimalna operacija čitanja i retko pisanje.	I operacije pisanja i čitanja.
Dizajn	Dizajniran je sa fokusom na temu.	Dizajniran je sa fokusom na aplikaciju.
Zahtevi za prostor	Generalno veliki zbog velikih skupova podataka.	Generalno mali ako se arhiviraju istorijski podaci.
Produktivnost	Može poboljšati produktivnost analitičara podataka, rukovodilaca i poslovnih menadžera.	Može poboljšati produktivnost krajnjih korisnika.
Backup i oporavak	Izgubljeni podaci se mogu preuzeti iz OLTP baze podataka.	Da bi se ispunili zakonski zahtevi i obezbedio kontinuitet poslovanja, potrebne su redovne rezervne kopije.
Proces	Nudi brze rezultate za redovno korišćene podatke.	Osigurava brz odgovor na upit.
Broj korisnika	Omogućava hiljade korisnika.	Omogućava stotine korisnika.
Tipovi korisnika	Idealni korisnici su stručnjaci za podatke, izvršni direktori, menadžeri, najviše rukovodstvo i drugi kojima je potreban detaljan uvid u sve podatke.	Službenici, DBA, ljudi iz baze podataka i drugi kojima su potrebne bitne informacije su idealni korisnici.
Aplikacija	Predmetno je orijentisan i koristi se za analitiku, rudarenje podataka itd.	Orijentisan je na aplikacije i koristi se za poslovne zadatke.

Zaključak

Izbor odgovarajućeg softverskog sistema za obradu podataka u velikoj meri zavisi od vašeg cilja ili ciljeva.

OLAP može pomoći u otključavanju vrednosti iz velikih količina podataka, dok OLTP može pomoći da se brzo obradi veliki broj transakcija. Tradicionalnim OLAP alatima je potrebna ekspertiza za modeliranje podataka, zajedno sa saradnjom između različitih poslovnih jedinica. S druge strane, OLTP sistemi su od vitalnog značaja za poslovanje.

U mnogim slučajevima, organizacije koriste OLAP i OLTP sisteme zajedno. To znači da se OLAP sistemi koriste za analizu podataka koji mogu pomoći u poboljšanju poslovnih procesa u OLTP sistemima.

Dakle, možete odabrati jedan od njih na osnovu vaših analitičkih potreba ili potreba za transakcijama. Međutim, ako su vam potrebne obe funkcije, korišćenje i OLAP-a i OLTP-a biće najefikasnije rešenje.