airflow-greenplum/docs/design/db_schema.md

Схема БД DWH (Bookings → Greenplum)

Статус: Все слои реализованы в ветке solution (STG, ODS, DDS, DM). На ветке main студенческие таблицы ODS (airplanes, seats), DDS-измерения (dim_airplanes, dim_passengers, dim_routes) и студенческие DM-витрины (airport_traffic, route_performance, monthly_overview, passenger_loyalty) — заглушки (SELECT 1;). Данные появятся после реализации заданий.

Архитектура хранилища данных (DWH) для учебного проекта Airflow + Greenplum. Источник — демо-БД bookings (Postgres). Документ даёт цельный взгляд «сверху»; детали реализации — в дизайн-документах слоёв.

---

Полная схема потоков данных (Data Lineage)

graph LR
    %% Стили
    classDef source fill:#e1f5fe,stroke:#01579b,stroke-width:2px;
    classDef stg fill:#fff9c4,stroke:#fbc02d,stroke-width:2px;
    classDef ods fill:#e0f2f1,stroke:#00695c,stroke-width:2px;
    classDef dim fill:#f3e5f5,stroke:#7b1fa2,stroke-width:2px;
    classDef fact fill:#ffccbc,stroke:#bf360c,stroke-width:4px;
    classDef dm fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px;

    %% 1. Source
    subgraph Source_Postgres [Source: Postgres Bookings]
        direction TB
        SRC_Airports[airports_data]:::source
        SRC_Airplanes[airplanes_data]:::source
        SRC_Routes[routes]:::source
        SRC_Seats[seats]:::source
        SRC_Bookings[bookings]:::source
        SRC_Tickets[tickets]:::source
        SRC_Flights[flights]:::source
        SRC_Segments[segments]:::source
        SRC_Boarding[boarding_passes]:::source
    end

    %% 2. STAGING (Load 1-to-1, AO-Row)
    subgraph STG_Layer [Layer: STG Staging]
        direction TB
        STG_Airports[stg.airports]:::stg
        STG_Airplanes[stg.airplanes]:::stg
        STG_Routes[stg.routes]:::stg
        STG_Seats[stg.seats]:::stg
        STG_Bookings[stg.bookings]:::stg
        STG_Tickets[stg.tickets]:::stg
        STG_Flights[stg.flights]:::stg
        STG_Segments[stg.segments]:::stg
        STG_Boarding[stg.boarding_passes]:::stg
    end

    %% Links Source to STG
    SRC_Airports --> STG_Airports
    SRC_Airplanes --> STG_Airplanes
    SRC_Routes --> STG_Routes
    SRC_Seats --> STG_Seats
    SRC_Bookings --> STG_Bookings
    SRC_Tickets --> STG_Tickets
    SRC_Flights --> STG_Flights
    SRC_Segments --> STG_Segments
    SRC_Boarding --> STG_Boarding

    %% 3. ODS (3NF, Clean, Type)
    subgraph ODS_Layer [Layer: ODS Operational Core]
        direction TB
        ODS_Airports[ods.airports]:::ods
        ODS_Airplanes[ods.airplanes]:::ods
        ODS_Routes[ods.routes]:::ods
        ODS_Seats[ods.seats]:::ods
        ODS_Bookings[ods.bookings]:::ods
        ODS_Tickets[ods.tickets]:::ods
        ODS_Flights[ods.flights]:::ods
        ODS_Segments[ods.segments]:::ods
        ODS_Boarding[ods.boarding_passes]:::ods
    end

    %% Links STG to ODS
    STG_Airports --> ODS_Airports
    STG_Airplanes --> ODS_Airplanes
    STG_Routes --> ODS_Routes
    STG_Seats --> ODS_Seats
    STG_Bookings --> ODS_Bookings
    STG_Tickets --> ODS_Tickets
    STG_Flights --> ODS_Flights
    STG_Segments --> ODS_Segments
    STG_Boarding --> ODS_Boarding

    %% 4. DDS (Star Schema)
    subgraph DDS_Layer [Layer: DDS Star Schema]
        direction TB
        DIM_Calendar[dds.dim_calendar]:::dim
        DIM_Airports[dds.dim_airports]:::dim
        DIM_Airplanes[dds.dim_airplanes]:::dim
        DIM_Tariffs[dds.dim_tariffs]:::dim
        DIM_Passengers[dds.dim_passengers]:::dim
        DIM_Routes[dds.dim_routes SCD2]:::dim
        FACT_Sales[dds.fact_flight_sales]:::fact
    end

    %% ODS to DDS Dimensions
    ODS_Airports --> DIM_Airports
    ODS_Airplanes --> DIM_Airplanes
    ODS_Seats -.->|total_seats| DIM_Airplanes
    ODS_Segments -.->|DISTINCT| DIM_Tariffs
    ODS_Tickets -->|Unique passengers| DIM_Passengers
    ODS_Routes -->|SCD2 hashdiff| DIM_Routes
    DIM_Airports -.->|cities| DIM_Routes
    DIM_Airplanes -.->|model, seats| DIM_Routes

    %% ODS to Fact
    ODS_Segments -->|Main stream| FACT_Sales
    ODS_Tickets -->|book_ref, passenger_id| FACT_Sales
    ODS_Bookings -->|book_date| FACT_Sales
    ODS_Flights -->|schedule, route_no| FACT_Sales
    ODS_Routes -->|dep/arr airports| FACT_Sales
    ODS_Boarding -->|LEFT JOIN seat_no| FACT_Sales

    %% Dimensions to Fact
    DIM_Calendar -->|calendar_sk| FACT_Sales
    DIM_Airports -->|dep/arr _sk| FACT_Sales
    DIM_Airplanes -->|airplane_sk| FACT_Sales
    DIM_Tariffs -->|tariff_sk| FACT_Sales
    DIM_Passengers -->|passenger_sk| FACT_Sales
    DIM_Routes -->|route_sk| FACT_Sales

    %% 5. DM (Vitrines)
    subgraph DM_Layer [Layer: DM Data Marts]
        direction TB
        DM_Sales[dm.sales_report]:::dm
        DM_Traffic[dm.airport_traffic]:::dm
        DM_Route[dm.route_performance]:::dm
        DM_Monthly[dm.monthly_overview]:::dm
        DM_Loyalty[dm.passenger_loyalty]:::dm
    end

    %% DDS to DM
    FACT_Sales --> DM_Sales
    FACT_Sales --> DM_Traffic
    FACT_Sales --> DM_Route
    FACT_Sales --> DM_Monthly
    FACT_Sales --> DM_Loyalty
    DIM_Airports -.-> DM_Sales
    DIM_Airports -.-> DM_Traffic
    DIM_Tariffs -.-> DM_Sales
    DIM_Tariffs -.-> DM_Loyalty
    DIM_Calendar -.-> DM_Sales
    DIM_Calendar -.-> DM_Traffic
    DIM_Calendar -.-> DM_Route
    DIM_Calendar -.-> DM_Monthly
    DIM_Calendar -.-> DM_Loyalty
    DIM_Routes -.-> DM_Route
    DIM_Routes -.-> DM_Monthly
    DIM_Routes -.-> DM_Loyalty
    DIM_Airplanes -.-> DM_Monthly
    DIM_Passengers -.-> DM_Loyalty

---

Сводка объектов по слоям

STG (Staging)

Сырые данные из источника, все бизнес-поля как TEXT. Хранение: AO Row (zstd). Служебные поля: event_ts, _load_ts, _load_id.

Таблица	Источник (PXF)	Ключ	Стратегия загрузки	Distribution
stg.bookings	bookings.bookings	book_ref	Инкремент (book_date)	book_ref
stg.tickets	bookings.tickets	ticket_no	Инкремент (через bookings)	book_ref
stg.flights	bookings.flights	flight_id	Инкремент (scheduled_departure)	flight_id
stg.segments	bookings.segments	(ticket_no, flight_id)	Инкремент (через tickets)	ticket_no
stg.boarding_passes	bookings.boarding_passes	(ticket_no, flight_id)	Инкремент (через tickets/bookings)	ticket_no
stg.airports	bookings.airports_data	airport_code	Full snapshot	airport_code
stg.airplanes	bookings.airplanes_data	airplane_code	Full snapshot	airplane_code
stg.routes	bookings.routes	(route_no, validity)	Full snapshot	route_no
stg.seats	bookings.seats	(airplane_code, seat_no)	Full snapshot	airplane_code

Детали: bookings_stg_design.md

ODS (Operational Data Store)

Очищенные данные с корректными типами. Справочники: AO Row (TRUNCATE+INSERT). Транзакции: Heap (SCD1 UPSERT). Служебные поля: _load_id, _load_ts, event_ts (для транзакционных таблиц).

Таблица	Стратегия	Storage	Ключевые преобразования
ods.bookings	SCD1 UPSERT (HWM)	Heap	total_amount TEXT → NUMERIC
ods.tickets	SCD1 UPSERT (HWM)	Heap	outbound TEXT → BOOLEAN
ods.flights	SCD1 UPSERT (HWM)	Heap	TEXT → INTEGER, TIMESTAMP WITH TIME ZONE
ods.segments	SCD1 UPSERT (HWM)	Heap	price TEXT → amount NUMERIC
ods.boarding_passes	SCD1 UPSERT (HWM)	Heap	boarding_no TEXT → INTEGER
ods.airports	TRUNCATE+INSERT	AO Row	JSON → отдельные поля (airport_name, city)
ods.airplanes	TRUNCATE+INSERT	AO Row	range/speed TEXT → INTEGER
ods.routes	TRUNCATE+INSERT	AO Row	days_of_week → INTEGER[], scheduled_time → TIME
ods.seats	TRUNCATE+INSERT	AO Row	Без преобразований

Детали: bookings_ods_design.md

DDS (Detailed Data Store — Star Schema)

Измерения с суррогатными ключами. Факт в центре звезды. SK генерация: MAX(sk) + ROW_NUMBER() (безопасно при concurrency=1).

Измерения

Измерение	BK	SK	SCD	Storage	Источник
dim_calendar	date_actual	calendar_sk	Static	AO Row	Генерация (2016–2030)
dim_airports	airport_bk	airport_sk	SCD1	Heap	ods.airports
dim_airplanes	airplane_bk	airplane_sk	SCD1	Heap	ods.airplanes + ods.seats (total_seats)
dim_tariffs	fare_conditions	tariff_sk	SCD1	AO Row	ods.segments (DISTINCT)
dim_passengers	passenger_id	passenger_sk	SCD1	Heap	ods.tickets (дедупликация)
dim_routes	route_bk	route_sk	SCD2	Heap	ods.routes + dim_airports + dim_airplanes

Факт

dds.fact_flight_sales — зерно: 1 строка = 1 сегмент билета (ticket_no + flight_id).

FK	Lookup-путь	Примечание
calendar_sk	dim_calendar	Дата вылета
departure_airport_sk	ods.routes → dim_airports	Аэропорт вылета (эталонный справочник)
arrival_airport_sk	ods.routes → dim_airports	Аэропорт прилёта (эталонный справочник)
airplane_sk	dim_routes → dim_airplanes	Самолёт (point-in-time SCD2)
tariff_sk	dim_tariffs	Тариф
passenger_sk	dim_passengers	Пассажир
route_sk	dim_routes	Версия маршрута (SCD2, point-in-time)

Метрики: price (NUMERIC), is_boarded (BOOLEAN). Degenerate keys: book_ref, ticket_no, flight_id, book_date, seat_no.

Детали: bookings_dds_design.md

DM (Data Marts — Витрины)

Аналитические витрины поверх DDS. Каждая отвечает на конкретный бизнес-вопрос.

Витрина	Бизнес-вопрос	Зерно	Стратегия	Storage
dm.sales_report	Выручка и boarding rate по направлениям/тарифам/дням	(flight_date, dep_sk, arr_sk, tariff_sk)	UPSERT (HWM)	Heap
dm.airport_traffic	Пассажиропоток аэропортов по дням	(traffic_date, airport_sk)	UPSERT (HWM)	Heap
dm.route_performance	Эффективность маршрутов за всё время	route_bk	Full Rebuild	AO Column (zstd)
dm.monthly_overview	Помесячная динамика по типам самолётов	(year, month, airplane_sk)	UPSERT (HWM)	Heap
dm.passenger_loyalty	Профиль лояльности пассажиров	passenger_sk	UPSERT (затронутые ключи)	Heap

Детали: bookings_dm_design.md

---

Ключевые договорённости

• Нейминг полей: naming_conventions.md
• DQ-проверки: SQL-скрипты с RAISE EXCEPTION (не отдельный DQ-слой). На ветке main студенческие DQ-скрипты (airplanes_dq.sql, seats_dq.sql, student dims/DM) — заглушки (SELECT 1;) без проверок.
• Инкремент STG: для tickets опорная дата — из bookings.book_date
• Point-in-time JOIN: факт ↔ dim_routes по [valid_from, valid_to)
• Суррогатные ключи: MAX(sk) + ROW_NUMBER() (не SERIAL — GP-специфика)

---

Обучающие материалы

Глоссарий

Термин	Объяснение
Зерно факта (Fact Grain)	Минимальная единица в факте. Здесь — один сегмент билета.
Суррогатный ключ (SK)	Технический INT-ключ, генерируемый в DWH.
Бизнес-ключ (BK)	Ключ из источника (airport_code, passenger_id).
Star Schema	Факт в центре, измерения вокруг (без snowflake-подтаблиц).
SCD Type 1	Перезапись атрибутов без истории.
SCD Type 2	Версионирование: valid_from/valid_to, hashdiff.
AO Row/Column	Append-Only хранение (Row или Column). Не поддерживает UPDATE.
Heap	Стандартное хранение с поддержкой UPDATE/DELETE.
HWM (High Water Mark)	Отсечка по MAX(_load_ts) для инкрементальной загрузки.

На что обратить внимание

Обогащение измерений: seats + airplanes → dim_airplanes — пример обогащения (total_seats).

«Майнинг» измерений из транзакций: tickets → dim_passengers — в источнике нет таблицы «Пассажиры». Извлекаем уникальных пассажиров из билетов с дедупликацией.

Нормализация: segments.fare_conditions → dim_tariffs — выносим строковый атрибут в отдельный справочник для компактного INT-ключа в факте.

Почему нет dim_bookings: bookings — транзакция, не справочник. book_ref и book_date хранятся как degenerate keys в факте.

Point-in-time JOIN (SCD2): Факт присоединяется к той версии маршрута, которая действовала на дату вылета: scheduled_departure::DATE >= valid_from AND (valid_to IS NULL OR ... < valid_to).

---

Связанные документы

• bookings_stg_design.md — дизайн STG
• bookings_ods_design.md — дизайн ODS (SCD1, batch contract, DQ)
• bookings_dds_design.md — дизайн DDS (Star Schema, SCD2)
• bookings_dm_design.md — дизайн DM (5 витрин)
• naming_conventions.md — нейминг полей
• ../reference/bookings_tz.md — часовые пояса
• ../reference/pxf_bookings.md — настройка PXF
• ../assignment/analyst_spec.md — ТЗ от аналитика (курсовое задание)