डेटा वेयरहाउस में आमतौर पर तीन-स्तरीय (स्तरीय) आर्किटेक्चर होता है जिसमें शामिल होता है -
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निचला स्तर एक वेयरहाउस डेटाबेस सर्वर है जो अपेक्षाकृत हमेशा एक रिलेशनल डेटाबेस सिस्टम होता है। बैक-एंड टूल और उपयोगिताओं का उपयोग परिचालन डेटाबेस या अन्य बाहरी स्रोतों (बाहरी सलाहकारों द्वारा समर्थित उपयोगकर्ता प्रोफ़ाइल डेटा सहित) से रिकॉर्ड को निचले स्तर में फीड करने के लिए किया जाता है।
ये उपकरण और उपयोगिताओं डेटा निष्कर्षण, सफाई और परिवर्तन को लागू करते हैं (उदाहरण के लिए, एक ही डेटा को कई स्रोतों से एकीकृत प्रारूप में मर्ज करने के लिए), और डेटा वेयरहाउस को अपडेट करने के लिए कार्यों को लोड और रीफ्रेश करें। डेटा को गेटवे के रूप में संदर्भित एप्लिकेशन प्रोग्राम इंटरफेस का उपयोग करके निकाला जाता है।
गेटवे अंतर्निहित डीबीएमएस द्वारा समर्थित है और क्लाइंट प्रोग्राम को सर्वर पर निष्पादित करने के लिए SQL कोड उत्पन्न करने की अनुमति देता है। गेटवे के उदाहरणों में Microsoft और JDBC (जावा डेटाबेस कनेक्शन) द्वारा ODBC (ओपन डेटाबेस कनेक्शन) और OLEDB (डेटाबेस के लिए ओपन-लिंकिंग और एम्बेडिंग) शामिल हैं। इस स्तर में एक मेटाडेटा भंडार भी शामिल है, जो डेटा वेयरहाउस और उसकी सामग्री के बारे में डेटा सहेजता है।
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मध्य स्तर एक OLAP सर्वर है जिसे आम तौर पर या तो एक रिलेशनल OLAP (ROLAP) मॉडल का उपयोग करके निष्पादित किया जाता है, अर्थात, एक विस्तारित रिलेशनल DBMS जो बहुआयामी डेटा पर मानक रिलेशनल ऑपरेशंस, या एक बहुआयामी OLAP (MOLAP) मॉडल, अर्थात् एक विशेष- उद्देश्य सर्वर जो सीधे बहुआयामी डेटा और संचालन करता है।
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शीर्ष स्तर एक फ्रंट-एंड क्लाइंट लेयर है। इसमें क्वेरी और रिपोर्टिंग टूल, विश्लेषण टूल और/या डेटा माइनिंग टूल (जैसे, ट्रेंड एनालिसिस, भविष्यवाणी, आदि) शामिल हैं।
आर्किटेक्चर के दृष्टिकोण से, तीन डेटा वेयरहाउस मॉडल हैं जैसे एंटरप्राइज़ वेयरहाउस, डेटा मार्ट और वर्चुअल वेयरहाउस।
एंटरप्राइज़ वेयरहाउस - एक एंटरप्राइज़ वेयरहाउस पूरे संगठन में फैले विषयों के बारे में सभी डेटा एकत्र करता है। यह आम तौर पर एक या एक से अधिक परिचालन प्रणालियों या बाहरी डेटा प्रदाताओं से कॉर्पोरेट-व्यापी डेटा एकीकरण का समर्थन करता है, और दायरे में क्रॉस-फ़ंक्शनल है।
इसमें आम तौर पर विस्तृत डेटा और सारांशित डेटा शामिल होता है और आकार में कुछ गीगाबाइट से लेकर हजारों गीगाबाइट, टेराबाइट आदि तक हो सकता है। एक एंटरप्राइज़ डेटा वेयरहाउस पारंपरिक मेनफ्रेम, कंप्यूटर सुपर सर्वर या समानांतर आर्किटेक्चर प्लेटफॉर्म पर किया जा सकता है। इसे व्यापक व्यावसायिक मॉडलिंग की आवश्यकता थी और इसे डिजाइन और निर्माण में वर्षों लग सकते हैं।
डेटामार्ट - डेटा मार्ट में कॉरपोरेट-वाइड डेटा का एक सबसेट शामिल होता है जो उपयोगकर्ताओं की एक निश्चित टीम के लिए महत्वपूर्ण होता है। कार्यक्षेत्र निश्चित रूप से चयनित विषयों तक सीमित है। उदाहरण के लिए, एक मार्केटिंग डेटा मार्ट अपने विषयों को उपयोगकर्ता, वस्तु और बिक्री तक सीमित कर सकता है। डेटा मार्ट में शामिल डेटा को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है।
वर्चुअल वेयरहाउस - एक वर्चुअल वेयरहाउस परिचालन डेटाबेस पर विचारों का एक संग्रह है। कुशल क्वेरी प्रोसेसिंग के लिए, केवल कुछ संभावित सारांश दृश्यों को ही अमल में लाया जा सकता है। वर्चुअल वेयरहाउस केवल निर्माण के लिए होता है लेकिन ऑपरेशनल डेटाबेस सर्वर पर अतिरिक्त क्षमता की आवश्यकता होती है।