Python 复杂音乐分析的数据库设计

我是一名研究动物行为的研究员，我正试图找出构建数据的最佳方法。我向动物们呈现简短的音乐曲调，并记录它们的反应

数据

每个曲调由1-10个音符组成，从跨越几个八度的大调+小调音阶中随机选择。每个音符的播放时间固定，但在短时间内随机播放

然后我记录动物对曲调的二元反应（喜欢/不喜欢）

我每天为动物播放超过500首曲子，持续超过300天。我还结合了超过10只动物的数据

我还需要存储变量，如每天的试验编号（是否为第一首曲子？最后一首曲子？等）和日期，以便我知道由于外部问题（例如，100次试验后或一整天动物停止反应）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。基于之前的研究，我主要是以假设驱动的方式来做这件事的。我需要在我的数据集上执行的查询是这样的：“同一个八度音阶中有更多的音符会增加曲调的可听性吗？”

随着数据的积累，我还在全年对数据集进行分析

我尝试过的

我将所有动物的数据合并成一个巨大的清单，其中包含dicts。每个dict代表一次试验及其相关的：

• 动物ID#
• 会话ID#
• 试用ID#
• 二进制响应（喜欢/不喜欢）
• 由dict定义的tune。键只是播放的音符，值表示何时播放音符。例如，

  {'1A#'：[30100]}

  指的是只有一个音符的曲调，从第一个八度开始，从30毫秒到100毫秒播放

我把它保存到一个pickle文件中。每天做完所有的动物后，我都会更新pickle文件。通过加载更新后的pickle文件，我大约每周运行一次数据分析

我一直在寻找将数据重新构造为数据库或数据帧格式的方法，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dict。我最初认为我的数据自然适合某种表格结构，因为我的实验采用了逐次试验的结构。不幸的是，表中曲调的定义似乎很棘手，因为曲调实际上没有固定的结构

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在构建我的数据时，有哪些可能的替代方案

我会使用支持JSON的关系数据库，例如postgresql。这样，您就可以将tune存储为JSON对象，而不必担心tune的结构。数据模型的其余部分似乎是相关的。我会为动物创建一个表格，然后为试验/会议创建一个表格。因此，您的会话表可能如下所示

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

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我将使用支持JSON的关系数据库，例如postgresql。这样，您就可以将tune存储为JSON对象，而不必担心tune的结构。数据模型的其余部分似乎是相关的。我会为动物创建一个表格，然后为试验/会议创建一个表格。因此，您的会话表可能如下所示

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

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我认为问题的难点在于，对于不同的查询，您可能需要不同格式的刺激（调优）数据。我想做的是为你的刺激（曲调）创建一个相对简单的数据结构，并为每个独特的曲调添加一个独特的标识符。如果您的字典结构可以放入内存，那么您可以在这里使用字典结构

然后，我会将您的试验放入一个具有相应刺激ID的关系数据库中。数据库中的每个试用条目都有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取相关数据：

使用刺激数据结构过滤刺激，并获得相应ID的列表

在试用数据库上执行查询，以获取具有此列表ID的试用。显然，您可以向查询中添加其他参数，以便根据主题、会话等进行筛选

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我希望这会有所帮助

我认为问题的难点在于，您可能需要针对不同的查询使用不同格式的刺激（调整）数据。我想做的是为你的刺激（曲调）创建一个相对简单的数据结构，并为每个独特的曲调添加一个独特的标识符。如果您的字典结构可以放入内存，那么您可以在这里使用字典结构

然后，我会将您的试验放入一个具有相应刺激ID的关系数据库中。数据库中的每个试用条目都有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取相关数据：

使用刺激数据结构过滤刺激，并获得相应ID的列表

在试用数据库上执行查询，以获取具有此列表ID的试用。显然，您可以向查询中添加其他参数，以便根据主题、会话等进行筛选

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我希望这会有帮助

我会使用关系数据库，将一首曲子的每个元素记录在一个单独的列中，即note1、note2、note3、八度、持续时间、播放时间、播放动物等，这样代码更清晰，更不容易出错。我会使用关系数据库，将一首曲子的每个元素记录在一个单独的列中，即note1，注2、注3、八度、持续时间、播放时间、播放动物等都应该使代码更清晰，更不容易出错。