复杂音乐分析数据库的设计

Question

我是一名研究动物行为的研究员，我试图找出最好的方法来构造我的数据。我向动物们呈现简短的音乐曲调，并记录他们的反应。

数据

每个曲调包括1-10个音符，从大调+小音阶中随机选取，跨越几个八度音阶.每个音符在一个固定的时间内播放，但在一些短时间窗口内随机播放。

然后，我记录动物对曲调的二进制反应(喜欢/不喜欢)。

我每天给这只动物演奏超过500首曲子，持续了300天。我还组合了来自>10只动物的数据。

我还需要存储变量，比如每天的试用编号(这是第一首曲子吗？)最后的?以及日期，以便我知道由于外部问题(例如，动物在100次试验后或一整天后停止反应)需要排除哪些数据点。

分析

我试图揭示在这些随机产生的曲调中，什么样的音乐结构会导致动物的好恶。我在之前的研究基础上，以一种假设驱动的方式来做这件事。我需要在我的数据集上执行的查询是这样的：“有更多的来自同一个八度音阶的音符会增加歌曲的讨人喜欢吗？”

随着数据的积累，我也在全年对数据集进行分析。

我试过什么

我把来自所有动物的数据合并成一个巨大的列表，其中包含了数据集。每个dict代表一个单一的审判及其相关的：

• 动物ID#
• 会话ID#
• 试用ID#
• 二进制响应(喜欢/不喜欢)
• 调谐器，它是由dict定义的。这些键只是播放的音符，值表示播放音符的时间。例如，{'1A#':[30,100]}指的是一个只有一个音符的曲调，从第一个八度的A#，从30 to到100 to。

我把这个保存到一个泡菜文件里。每天做完所有的动物之后，我会更新泡菜文件。通过加载更新的泡菜文件，我大约每周运行一次数据分析。

我一直在寻找将我的数据重新构造成数据库或Pandas DataFrame格式，因为1)序列化数据和2)查询的速度，以及3)可能更干净的代码，而不是处理嵌套的dicts。我最初认为，由于我的实验的试用结构，我的数据自然可以很好地用于某种表格结构。不幸的是，表中曲目的定义似乎很棘手，因为这些曲目实际上没有固定的结构。

在构造我的数据时，有什么可能的替代方案？

Answer 1

我认为问题的难点在于，您可能希望对不同查询的刺激(调优)数据进行不同的格式化。我想做的是为你的刺激(调音)制作一个相对简单的数据结构，并在每个唯一的曲调中添加一个唯一的标识符。如果您的结构适合内存，您可能可以在这里使用字典结构。

然后，我会将您的试验放入具有相应刺激ID的关系数据库中。数据库中的每个试用条目都将包含完整的主题和会话信息。

对于每个分析排列，您将执行两个步骤来获得相关数据：

1. 使用刺激数据结构过滤刺激，并获取相应ID的列表。
2. 在您的审判数据库上预先形成一个查询，以获得具有此列表ID的试验。您可以将其他参数添加到查询中，显然，可以根据主题、会话等进行筛选。

我希望这能帮上忙

Answer 2

我将使用一个具有JSON支持的关系数据库，例如postgresql。这样，您就可以将调子存储为JSON对象，而不必担心调的结构。数据模型的其余部分似乎是关系型的。我会为动物制作一张桌子，然后为试验/会议准备一张桌子。所以您的会话表可能看起来像

SessionId (integer, primary key) | TrialId (integer) | AnimalId (integer, foreign key) | tune (json) | response (bool)