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WBA0748_v2.0 Modelagem e arquitetura do DW (Data Warehouse) Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse Fontes de Dados de um Data Warehouse Bloco 1 Anderson Emidio de Macedo Gonçalves Vamos refletir? O sucesso de um Data Warehouse depende diretamente das ferramentas e tecnologias que o suportam. Ferramentas de ETL garantem a integração e transformação de dados de diversas fontes, enquanto as tecnologias de OLAP e Data Mining permitem análises profundas e detalhadas. Já as ferramentas de visualização tornam os dados acessíveis e fáceis de interpretar, oferecendo suporte essencial para decisões estratégicas. A partir deste contexto, reflita: como essas ferramentas podem ser usadas para transformar dados em inovações estratégicas, agregando valor ao negócio? Fontes de dados em DWs: Uma visão geral Três tipos de fontes de dados de um Data Warehouse: • Banco de Dados Relacionais (ex.: MySQL). • Arquivos CSV. • APIs e Web Services. Fonte: https://www.cetax.com.br/wp- content/uploads/2018/04/data-warehouse.gif Fontes de Dados para DWs Banco de dados relacionais Tabela do Banco de Dados Fonte: elabora pelo autor, por meio da ferramenta MySQL Workbench. Descrição: Bancos de dados como MySQL, PostgreSQL e Oracle que armazenam dados em tabelas estruturadas. Características: • Dados organizados em linhas e colunas. • Utilização de SQL para consultas. • Integridade referencial por meio de chaves primárias e estrangeiras. Arquivos CSV (Comma-Separated Values) Imp. E Exp. de Dados• O que são: arquivos de texto simples onde os dados são separados por vírgulas. • Uso Comum: exportações de sistemas legados ou exportações manuais de dados. • Desafios: dados não estruturados, possibilidade de duplicações e inconsistências. • Exemplo Prático: importação de dados de vendas de um sistema antigo para um DW. Fonte: https://cdn.pixabay.com/photo /2016/12/24/01/23/database- 1928236_1280.png. APIs e Web Services Consumo de APIs Fonte: https://cdn.pixabay.com/photo/2018/05 /18/15/30/web-design-3411373_1280.jpg. • O que são: interfaces que permitem a comunicação entre sistemas para acessar dados em tempo real. • Formatos Comuns: JSON, XML. • Integração: utilização de APIs RESTful e SOAP para obter dados externos. • Exemplo prático: coleta de dados de marketing digital via API do Google Analytics para análise de performance. Importância da diversidade de fonte de dados Por que ter múltiplas fontes: diferentes sistemas trazem diferentes perspectivas de dados (operacionais, históricos, em tempo real). Benefícios: Conclusão: Um Data Warehouse eficaz deve integrar fontes heterogêneas de forma coesa e escalável. Melhora a qualidade da análise. Permite uma visão holística do negócio. Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse Ferramentas de ETL (Extração, Transformação e Carga) Bloco 2 Anderson Emidio de Macedo Gonçalves O que é ETL (Extract, Transform e Load ) Definição: ETL é o processo de extração de dados de diversas fontes, transformação desses dados para um formato adequado, e carregamento em um Data Warehouse. Importância: essencial para garantir que os dados sejam consolidados e organizados para análise. Objetivo: facilitar o uso de dados consistentes e confiáveis para tomada de decisões estratégicas. Fase de extração de dados (extract) As principais fases da extração de dados são: • Definição: Processo de coletar dados de diversas fontes, como bancos de dados, APIs, arquivos CSV, entre outros. • Desafios: Dados fragmentados, formatos diferentes, e possíveis falhas de conectividade. • Exemplo Prático: Extração de dados transacionais de um sistema ERP e informações de marketing via API de uma plataforma digital. Definição Desafios Exemplo Prático Fase de transformação de dados (transform) • Definição: Processamento dos dados para padronizá-los, corrigir inconsistências, e aplicar regras de negócio. • Tarefas Comuns: • Limpeza de dados (remoção de duplicatas, preenchimento de dados ausentes). • Conversão de formatos de dados. • Aplicação de cálculos e agregações. • Exemplo Prático: Transformar datas de diferentes formatos (dd/mm/yyyy, mm-dd-yyyy) em um formato padrão. Fonte: adaptado de https://cdn.pixabay.com/photo/2018/05/18 /15/30/web-design-3411373_1280.jpg. Processo de Transform Fase de carga Definição: carregamento dos dados transformados no Data Warehouse ou Data Mart. Tipos de Carga: - Carga Inicial: importação de grandes volumes de dados pela primeira vez. - Carga Incremental: atualização com dados novos ou modificados desde a última carga. Exemplo Prático: carga diária de vendas para atualizar o Data Warehouse. Principais ferramentas de ET Ferramentas Populares: • Talend: ferramenta open-source com suporte a múltiplas fontes de dados. • Informatica PowerCenter: ferramenta robusta para grandes empresas. • Apache Nifi: ferramenta para automação e integração de fluxo de dados. Critérios de Escolha: • Facilidade de uso. • Escalabilidade e performance. • Suporte a diferentes fontes de dados. Exemplo Prático: escolha de uma ferramenta ETL para integrar dados de diferentes plataformas, como MySQL e APIs. Ferramentas de OLAP (Online Analytical Processing) e Data Mining Bloco 3 Anderson Emidio de Macedo Gonçalves Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse O que são OLAP e Data Mining? • OLAP: ferramentas e tecnologias que permitem análise multidimensional de grandes volumes de dados. • Data Mining: técnicas e ferramentas utilizadas para identificar padrões, correlações e tendências ocultas nos dados. • Objetivo: facilitar a análise de dados complexos e ajudar na tomada de decisões baseadas em insights extraídos de grandes volumes de dados. Princípios do Data Warehouse Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Figura- 22-Representacao-e-processo-para-a-construcao-de- um-data-warehouse-Fonte-Betas_fig3_306308448 Características e benefícios do OLAP Análise Multidimensional: OLAP permite criar "cubos" de dados para analisar diferentes dimensões (ex.: tempo, produto, região). Operações OLAP: Benefícios: respostas rápidas a consultas complexas, suporte à análise histórica e visão clara das interações entre dados. Exemplo Prático: análise de vendas por produto e região ao longo do tempo. Drill-down Roll-up Slice e Dice: Ferramentas OLAP Ferramentas Populares: • Microsoft SQL Server Analysis Services (SSAS): Amplamente usado em ambientes corporativos. • Pentaho BI: solução open-source com suporte a OLAP e integração com outras ferramentas de BI. • Oracle OLAP: plataforma OLAP robusta integrada ao banco de dados Oracle. Aplicação: ferramentas OLAP são usadas para construir cubos de dados, permitindo a análise multidimensional em ambientes de Data Warehouse. Exemplo Prático: uso de Microsoft SSAS para criar cubos OLAP e realizar análise de lucro por categoria de produto. Pentaho Data Integration Fonte: https://i.sstatic.net/1vn3N.png Data mining - extração de padrões Definição: processo de mineração de dados para descobrir padrões ocultos e tendências significativas. Técnicas Comuns: Classificação Regressão Clusterização Análise de associação Atividades do KDD Fonte: https://www.revistaespacios.com/a16v37n0 5/16370523.html. Ferramentas de data mining RapidMiner: ferramenta de mineração de dados com interface amigável e suporte a fluxos de trabalho analíticos. Weka: ferramenta open-source focada em aprendizado de máquina e mineração de dados. SAS Data Mining: plataforma poderosa com suporte avançado a análises preditivas. Teoria em prática Bloco 4 Anderson Emidio de Macedo Gonçalves Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse Reflita sobre a seguinte situação Você é um analista de dados contratado por uma rede de autocenters que deseja otimizar a gestão de serviços e aumentar a eficiência operacional. A rede possui várias unidades em diferentes cidadese utiliza dados históricos de atendimentos e vendas de peças para melhorar a alocação de recursos e a satisfação dos clientes. Você recebeu um conjunto de dados provenientes de diversas fontes, como: • Registros de atendimentos (tipo de serviço, tempo de atendimento, etc.). • Vendas de peças e serviços. • Histórico de manutenção de veículos. • Condições climáticas (temperatura, chuva, etc.). Desafios: •Prever a demanda por serviços: usar regressão linear para identificar como fatores como o tipo de veículo e clima afetam a procura por serviços. •Alocar técnicos de forma eficiente: analisar o volume de atendimentos e ajustar a disponibilidade de técnicos para reduzir o tempo de espera. •Otimizar a reposição de peças: prever a demanda por peças e ajustar a reposição para evitar falta de estoque e melhorar o atendimento. Norte para a resolução Por onde começar? Passo 1: Coleta e Limpeza de Dados: • Reúna e organize os dados históricos (atendimentos, vendas, clima, feedback) e faça a limpeza para remover valores inconsistentes ou ausentes. Passo 2: Análise Exploratória: • Identifique variáveis-chave, como tipo de serviço, tempo de espera e condições climáticas, que podem influenciar a demanda por serviços e peças. Passo 3: Aplicação de Regressão Linear: • Utilize a regressão linear para modelar a relação entre as variáveis, focando em prever demanda e otimizar a alocação de técnicos e reposição de peças. Passo 4: Validação e Ajustes: • Valide o modelo com dados recentes, ajuste parâmetros e aplique as previsões para sugerir estratégias de melhoria nas operações. Norte para a resolução Coleta e Limpeza de Dados Análise Exploratória Aplicação de Regressão Linear Validação e AjustesDesafios Norte para a resolução Desafios que poderão surgir: Qualidade dos Dados: dados incompletos ou inconsistentes podem dificultar a análise precisa. Multicolinearidade: variáveis correlacionadas podem reduzir a precisão do modelo de regressão. Variações na Demanda: mudanças sazonais ou externas podem alterar os padrões de consumo, exigindo ajustes no modelo. Integração de Dados: combinar dados de diferentes fontes pode ser difícil devido a formatos e tempos de atualização distintos. Consolidando o aprendizado Bloco 5 Anderson Emidio de Macedo Gonçalves Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse Consolidando o aprendizado Durante este conteúdo programático, abordamos os seguintes assuntos: • Fontes de Dados de um Data Warehouse. • Ferramentas de ETL (Extração, Transformação e Carga). • Ferramentas de OLAP (Online Analytical Processing) e Data Mining. • Data Mining com Regressão linear. • Situação-problema: gestão de serviços em uma rede de autocenters. Quiz A B C D As ferramentas de ETL (Extração, Transformação e Carga) desempenham um papel fundamental no processo de transferência de dados de múltiplas fontes para um Data Warehouse. Qual é o principal objetivo do processo de transformação em uma ferramenta de ETL? Assinale a alternativa correta. Armazenar dados em um Data Warehouse. Transferir dados de uma fonte para outra. Modificar e formatar dados para análise. Excluir dados redundantes. Quiz A B C D As ferramentas de ETL (Extração, Transformação e Carga) desempenham um papel fundamental no processo de transferência de dados de múltiplas fontes para um Data Warehouse. Qual é o principal objetivo do processo de transformação em uma ferramenta de ETL? Assinale a alternativa correta. Armazenar dados em um Data Warehouse. Transferir dados de uma fonte para outra. Modificar e formatar dados para análise. Excluir dados redundantes. Quiz – Resolução C) Modificar e formatar dados para a análise. No processo de ETL, a transformação tem como principal objetivo modificar, padronizar e formatar os dados, garantindo que eles estejam prontos para serem analisados no Data Warehouse. Isso inclui operações como agregação, limpeza e conversão de formatos. Leitura Fundamental Prezado estudante, as indicações a seguir podem estar disponíveis em algum dos parceiros da nossa Biblioteca Virtual (faça o login por meio do seu AVA), e outras podem estar disponíveis em sites acadêmicos (como o SciELO), repositórios de instituições públicas, órgãos públicos, anais de eventos científicos ou periódicos científicos, todos acessíveis pela internet. Isso não significa que o protagonismo da sua jornada de autodesenvolvimento deva mudar de foco. Reconhecemos que você é a autoridade máxima da sua própria vida e deve, portanto, assumir uma postura autônoma nos estudos e na construção da sua carreira profissional. Por isso, nós o convidamos a explorar todas as possibilidades da nossa Biblioteca Virtual e além! Sucesso! Indicação de leitura 1 Leia o capítulo "OLAP“ que apresenta os modelos de dados multidimensionais, a representação das dimensões em cubos de dados e como representar as medidas em cubos de dados. Não deixe de conferir e aprender um pouco mais por meio desta indicação de leitura. Referência: VIDA, Edinilson da S. et al. Data warehouse. Porto Alegre: Grupo A, 2021. Indicação de leitura 2 Este livro apresenta vários conceitos sobre a área de negócio envolvendo análise de dados e gestão de negócios. O capítulo 4 - "Análise de dados preditiva I: processo, métodos e algoritmos de mineração de dados“ explica com exemplos esses conteúdos abordados. Referência: SHARDA, Ramesh; DELEN, Dursun; TURBAN, Efraim. Business intelligence e análise de dados para gestão do negócio. Porto Alegre: Grupo A, 2019. Referências INMON, W. H. Como construir o Data Warehouse. Rio de Janeiro: Campus, 1997. MACHADO, F. N. Tecnologia e Projeto de Data Warehouse: uma visão multidimensional. São Paulo: Érica, 2004. RASLAN, D. A.; CALAZANS, Angélica Toffano Seidel. Data Warehouse: Conceitos e Aplicações. Brasília, DF, Abril de 2014. SHARDA, Ramesh; DELEN, Dursun; TURBAN, Efraim. Business intelligence e análise de dados para gestão do negócio. Porto Alegre: Grupo A, 2019. VIDA, Edinilson da S. et al. Data warehouse. Porto Alegre: Grupo A, 2021. Bons estudos! Modelagem e arquitetura do DW (Data Warehouse) Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse Número do slide 3 Fontes de dados em DWs: Uma visão geral Banco de dados relacionais Arquivos CSV (Comma-Separated Values) APIs e Web Services Importância da diversidade de fonte de dados Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse O que é ETL (Extract, Transform e Load ) Fase de extração de dados (extract) Fase de transformação de dados (transform) Fase de carga Principais ferramentas de ET Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse O que são OLAP e Data Mining? Características e benefícios do OLAP Ferramentas OLAP Data mining - extração de padrões Ferramentas de data mining Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse Número do slide 22 Número do slide 23 Número do slide 24 Número do slide 25 Ferramentas e Tecnologias para Data Warehouse Número do slide 27 Número do slide 28 Número do slide 29 Número do slide 30 Número do slide 31 Indicação de leitura 1 Indicação de leitura 2 Número do slide 34 Bons estudos!