CN1290043C

CN1290043C - 数据实体和关系数据库结构显示的管理系统和方法

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Publication number: CN1290043C
Application number: CNB2003101197273A
Authority: CN
Inventors: 苏赞纳·卡特查特安; 克雷格·R·汤姆伦
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: US7904415B2; US20090024658A1; US7467125B2; US20040117379A1; CN1506879A

Abstract

公开了系统、方法和计算机产品以高效地将大量 OLAP对象的显示映射到相关的关系数据库表格的图形显示方式，表现了典型情况下大量的实体信息，从而保持了与这些对象和表格相关联之数据有关的上下文信息。通过使用包含和包括对象的区域，能够实现高效的映射。本发明的优选实施例通过OLAP技术，强化了这些对象和相关联之关系数据库信息的分析。本发明的一个实施例通过使对象能够包括和包含其它对象，进一步以递归的方式运行。

Description

数据实体和关系数据库结构显示的管理系统和方法

技术领域

本发明涉及数据库信息图形显示的领域。更具体地说，它涉及管理典型情况下为数众多的数据对象的图形显示。对于关系数据库中存放的以及联机分析技术中使用的数据对象，这种图形显示高效地表达了它们之间的关系。

背景技术

计算机实施的数据库是一种数据的集合，其组织形式为表格。典型情况下，一个表格包括列和记录，前者表示性质相同的数据，后者表示与该表格相关联之数据的特定实例。典型情况下，关系数据库是一组表格，其中包含的信息按照与该数据相关联的关系模型进行处理。以IBM DB2商标推向市场的产品，在表格中存放着与数据库相关联的数据，每个表格都有一个名称。

联机分析技术(OLAP)是一种计算技术，用于对多维数据进行归纳、合并、观察、分析、应用公式以及合成。OLAP软件使用户，比如分析师、经理和董事会通过快速查阅各种各样的数据资料，能够洞察企业，比如一家公司的业绩。这些数据的组织形式为反映企业数据的多维性质，典型情况下是利用数据中可能趋势的有关假设。更具体地说，通过在数据库的信息中确定所关注的联系，OLAP技术可以用于从不同的观点来分析数据。所以，OLAP是数据管理中使用的一种决策支持技术，用于模拟和分析商业信息。

典型情况下，数据挖掘操作采用基于计算机的技术，使用户能够查询计算机中存放的结构化数据，其形式如：多维数据库、常规数据库或者普通的计算机文件。更具体地说，数据挖掘涉及提取基于计算机的信息，使用户发现基于计算机的信息有关的趋势。

对于OLAP应用，比如数据挖掘，一个日益流行的数据模型是多维数据库(MDDB)。在商业数据的交互探索期间，数据分析师往往使用MDDB来寻找数据中的异常区域。首先需要该项业务能够模拟，然后才能探索这种数据。对于OLAP应用，模拟一项业务可能需要大量的元数据，包括数据实体。

在过去，图形工具已经使用了对象，比如矩形显示，来表示数据实体，比如关系数据库表格。对象的显示形式为，它们表现出了关系数据库表格中包含的数据之间的关系。在表示与数据的存储相关联的关系数据库数据结构的同时，再表示与该数据相关联的OLAP系统，就有问题。例如典型情况下，在关系数据库中存放的数据是以二维表格的形式存放的。虽然OLAP的数据表达方式典型情况下包括维数和尺度数据表达，但是关系数据库信息是以二维表格的形式表示的。在过去，已经试图使表达方式显示出用于存放数据的关系表格与用于OLAP数据分析的OLAP对象之间的映射。

OLAP数据到关系数据库数据的映射，不容易表示。OLAP多维数据对象往往包括多个关系数据库表格，这多个关系数据库表格可能包括某些相同的表格。举例来说，OLAP数据可能包括销售的数量、销售的期限和销售的市场地区，而前者既是尺度数据，也是销售产品类型有关的维数数据。在过去，这种数据的表达方式或许要多次引用表示一维和一个尺度所用的关系数据库表格。

指定了关联到数据库，比如多维数据库和关系数据库中多个表格的大量OLAP数据，典型情况下，有关的图形表达可能需要大量的对象。所以，映射的关系数据库表格引用是重复地全都表示它们与OLAP维数和尺度的联系时，OLAP维数和尺度的表达方式可能会有许多混淆之处。这就需要数据分析师理解复杂的映射结构，以便在OLAP数据的分析期间，在图形显示之内，回顾OLAP对象有关的信息。

所以，能够以图形显示方式高效地表现OLAP对象与相关的关系数据库表格之间的映射，从而分析典型情况下大量的实体信息，将会是有益的。采用OLAP处理技术时，如果采用的图形显示方式最大程度地减小了当前图形显示相关联的缺点，能够高效地分析多维数据，将会是有益的。过去的图形表达方式没有适当地显示出存放数据所用的关系表格与OLAP数据分析所用的OLAP对象之间的映射。

从上面的论述不难看出，典型情况下大量对象的图形显示方法仍然需要改进，使得OLAP对象与相关的关系数据库表格之间的映射能够高效地表现，以便强化这些对象和相关联数据的分析。

发明内容

本发明的一个实施例涉及在图形显示中高效地管理和表现实体信息的系统、方法和计算机产品。这种图形显示使表示实体信息的OLAP对象高效地映射到相关的关系数据库表格。本发明的一个实施例采用诸如关系数据库信息和OLAP数据挖掘的技术，强化了这些对象和相关联数据库数据的分析。过去的技术还不能充分地保留数据有关的上下文信息，进而改进典型情况下大量对象的图形显示，而数据分析技术，比如关系数据库信息、多维数据和OLAP数据的数据挖掘，要使用大量的这些对象。

本发明的优选实施例采用的一种技术引入了若干区域，在图形显示中用作OLAP对象的容器。这些表示OLAP对象的区域包含着其它的区域，表示与OLAP对象相关联的数据库表格。本发明之优选实施例的优点在于，使关系数据库表格有关的信息保持在一起，从而在一个指定的区域容器之内，高效地显示相关联的关系数据库表格。正如参考代理案卷号为SVL920020074的美国专利申请所讨论的，在一个区域中表示的信息可以由诸如扩展、缩减和移动等技术进行处理，以增强OLAP数据分析技术。

本发明的优选实施例可以依靠数据实体的一种典型的星形模型布局，它包括一个事实对象，典型情况下包含着一个单一的事实表格，位于图形显示的中心，由维对象围绕着。星形模型是一组关系表格，包括多个主表格(常常称为事实表格)以及相关的维表格，其中，维表格通过公共列与主表格相互重叠，而且维表格中的每一个都关联到主表格中的一列，这些主表格对应于维表格中的每一行。因为星形模型简单，具有的表格不多，它最大程度地降低了处理数据库操作所需的复杂性。这既有助于提高性能速度，也有助于确保数据库操作的正确结果。所以，许多关系数据库已经建立了星形模型结构，以便使数据库管理的开销最小。

更具体地说，星形模型包括事实表格，它们按照特定的关系或条件运算，联结到一个或多个维表格中。这些事实表格保存着测量数据，而维表格保存着属性数据。这些维表格通常以一个等价条件联结到事实表格。

本发明的优选实施例利用星形模型结构，来管理OLAP实体和数据库结构的图形显示。由于星形模型结构逻辑上可以由表示事实表格或维数的区域来表示，本发明的优选实施例会识别出该区域中相关联对象之间的密切关系，并且会在图形显示中表示相关联的对象。换句话说，本发明的一个实施例识别和利用相同区域中OLAP对象的密切关系，对相同区域中OLAP对象相关联的数据库结构进行分组。

通过若干系统、方法和计算机产品，对于典型情况下的大量对象(数据分析技术，比如关系数据库信息、多维数据和OLAP数据的数据挖掘，可以使用这些对象)，改进了其图形显示，实现了本发明的一个实施例。一种方法包括：(a)识别数据集合中的实体，(b)将这些实体映射到图形显示中表示的对象，(c)识别至少一个区域中的对象，以及(d)使至少一个区域的每一个之内的对象相关联。应当承认，本发明可以在一种图形显示中实施，这种显示表示大于二维的情况，比如三维图形显示。同样，本发明的一个实施例通过使对象包括和包含其它的对象和区域，进一步以一种递归的方式运算。

本发明的一个实施例将图形表达新颖地划分为若干区域，并且在每个区域之内，使对象能够独立地处理。更具体地说，本发明的一个实施例以高效地将OLAP对象的显示映射到相关联的关系数据库表格的图形显示方式，高效地表现了典型情况下大量的实体信息，从而通过OLAP技术，强化了这些对象和相关联之关系数据库数据的分析。试图同时表现许多对象时，这样做提供了更多的灵活性。应当承认，本发明的操作并不限于关系数据库、多维数据库或OLAP应用，而是可以应用于任何基于计算机的、包括OLAP对象的图形表达方式。根据以下举例说明了本发明之原理的、连同附图的详细说明，本发明的其它特点和优点将变得显而易见。

附图简要说明

图1包括图1A和图1B；

图1A是一幅框图，展示了可以实施本发明的一个计算机系统；

图1B是一幅框图，展示了若干区域；

图2是一幅框图，展示了本发明涉及的问题；

图3是一幅框图，展示了本发明的一个实施例；

图4是一幅展示了本发明的流程图；以及

图5是一幅框图，展示了适于配置为本发明使用的一个计算机系统。

在以下的详细说明和附图的几幅图中，类似的元素以类似的引用号标识。

具体实施方式

正如在附图中所示，以及为了展示之目的，本发明的实施例以图形显示方式，高效地将对象映射到相关的关系数据库表格，高效地表现了典型情况下大量的实体信息。本发明的一个实施例通过诸如关系数据库信息和OLAP数据的数据挖掘等技术，强化了这些对象和相关联之数据库数据的分析。现有的系统没有能够充分改进典型情况下大量对象的图形显示。而数据分析技术可能要使用如此多的对象。

本发明可以实施为一种图形显示，它包括至少一个区域，该区域包括表示数据实体的对象。本发明使用户通过在该区域中表示出相关联的OLAP对象，能够分析在图形显示中表示为对象的数据。OLAP对象也可以包括和包含其它对象，从而以一种递归的结构表示OLAP对象。本发明之优选实施例的优点在于，使关系数据库表格有关的信息保持在一起，从而在一个指定的区域容器之内，高效地显示相关联的关系数据库表格。试图同时表现OLAP对象时，这样做提供了更多的灵活性。

图1包括图1A和图1B。图1A是一幅框图，展示了可以与本发明一起运行的一个计算机系统。如图1和元素100中所示，本发明的优选实施例可以在一种网络化的计算机系统结构中运行。所以，在本发明的运行期间，一个客户计算机系统102可以与服务器计算机系统104进行通信。对象管理模块120在客户端102或者服务器104中运行，以执行本发明的优选实施例。例如，通过用户接口117，可以把信息传送到或者服务器104，或者客户端102；随后对象管理模块120可以使用这些信息，在一个区域124中，显示为数众多的对象126。而且对象126被映射到关系数据库表格111。用户接117可以与本发明的优选实施例进行通信，或者通过批量输入119，或者通过用户输入118。此外，可以在客户端102或者服务器104的存储器558中，对数据库110进行配置。或者也可以在计算机存储器比如磁盘122中，对数据库110进行配置。元素558将参考图5进行介绍。

依据本发明的优选实施例，通过产生一个图形显示128，通过高效地显示表示实体信息130的OLAP对象126，表现典型情况下大量的实体信息130，运行对象管理模块120。而且OLAP对象在至少一个区域124中，映射到相关的关系数据库表格111。数据实体130可以表示对象126之间的联系；其有关数据134可以存放于数据库110，比如多维数据库132。所以通过本发明的运行，用户就可以处理和分析为数众多的对象126，一目了然地看出对象126和存放着相关联之数据实体130的关系数据库表格111之间的关系。

图1B是一幅框图，展示了事实对象144和维对象148，它们可以包含在至少一个区域124中。事实对象144，比如图1B中所示的这一个，可能包括事实表格143，典型情况下它包括测量数据145。维对象148，比如图1B中所示的这一个，可能包括维表格149，典型情况下它包括属性数据151。所以利用实例，维对象148可以关联到多个关系数据库表格111。关系数据库110的若干操作，比如“联结”，可以对数据库表格111执行，比如事实表格143和维表格149。事实表格143保存着测量数据145，典型情况下它是数值数据134。维表格149保存着属性数据151，它可能以数值表示，也可能以字符格式表示。在本发明的优选实施例中，新颖地使用区域124来识别区域124中相关联的对象126之间的密切关系。在星形模型结构302中，属性数据151，比如产品市场或者标识描述符有关的特定信息——它在维表格149的一行中表示，用于在事实表格143中识别各列。所以，本发明的优选实施例新颖地使用星形模型结构302，对相关联的对象126进行分组，它们映射到相关的数据库表格111。元素110、111和134已经参考图1进行了介绍，元素302将参考图3进行介绍。

如图2所示，过去在图形显示128上很难显示关系表格111和OLAP对象126之间的映射，前者用于存放数据134，而后者是为了OLAP数据分析而表示的。进一步利用实例，一个对象126可以表示一个数据实体130，比如关系数据库110中的一个事实表格143或者一个维表格149。另外，一个对象126也可以表示OLAP数据134。在过去的图形显示128中，对象126或者是由关系表格111的名称来表示，或者是由维对象148的名称来表示。典型情况下，一个OLAP对象126达到最小时，就显示维对象148的名称。在图形显示128中，OLAP对象126达到最大时，就显示维对象148和关系表格111的名称。所以在过去，OLAP对象126的概念表达方式局限于关系数据库110结构的表达。在图形显示128中数据实体130的分析期间，对象126的处理所引起的问题，包括遮蔽了某些对象126以及失去了对象126的上下文参考，从而在图形显示128上减少了数据分析可用的信息。OLAP对象126的表达达到最小时，与OLAP对象126的标签相关联的模糊性，使这种问题更加严重。元素110、111、126、130和134，以及143、148和149已经参考图1进行了介绍。

在本实例中，表示了以下的对象126：Product_Dimension(产品维)对象216、Scenario_Dimension(情景维)对象218、Sales_Fact(销售事实)对象217、Supplier_Dimension(供应商维)对象219、Market_Dimension(市场维)对象212、Time_Dimension(时间维)对象215以及Accounts_Dimension(帐目维)对象213。Market_Dimension(市场维)对象212关联着并表示维表格149，比如市场细节表格221和市场表格223。利用进一步的解释，市场表格223包括以下的列：PopulationID(人口ID)232、RegionID(区域ID)234、State(州)236和StateID(州ID)238。同样，市场细节表格221包括以下的列：Director(主管)242、Region(区域)244和RegionID(区域ID)246。

过去使OLAP对象——比如维对象148——最小化引起的问题在于，使用了相同的维对象148标签来表示和识别与不同的关系数据库表格111——比如维表格149——相关联的维对象148。这是模糊的，而且在数据分析期间会导致混淆。在本实例中，标签Market_Dimension(市场维)对象212用于表示与至少两个维表格149的联系：市场细节表格221和市场表格223。

图3是一幅框图，展示了本发明的优选实施例。本发明的优选实施例采用一种技术，将若干关系数据库表格111映射到若干对象126，后者表示若干实体130，并且通过将对象126表示为其它对象126或者表格111的容器，维持这种映射。同样，新颖地使用包含着对象126的区域124，表示了对象126和关系数据库表格111之间的联系。元素111、124和126已经参考图1进行了介绍。

利用实例，事实对象144被映射到事实表格143TBC.FACT_TABLE 310。一个维对象148，比如Product_Dimension(产品维)对象216，可能包括特定的维表格149，比如：TBC.ATTRIBUTE_OUNCES表格312、TBC.LOOKUP_PRODUCT表格314和TBC.ATTRIBUTE_PACKAGE表格316。本实例中包括的其它维对象148，是Market_Dimension(市场维)对象212、Time_Dimension(时间维)对象215以及Scenario_Dimension(情景维)对象218。维对象148通过公共列与事实对象144相互重叠，而且一个维表格149关联到事实表格143中的一列，它对应于维表格149中的每一行。在本实例中，TBC.FACT_TABLE 310是事实表格143的一个特定实例，并且按照指定的关系或者条件运算，联结一个或多个维表格149中。例如，Time_Dimension(时间维)对象TBC.LOOKUP_TIME表格330联结TBC.FACT_TABLE 310。元素143、148和149已经参考图1进行了介绍。

本发明的优选实施例利用了星形模型结构302，在图形显示128之内管理一个具体区域124中的若干对象126。例如，本实例的图形显示128展示了一个星形模型结构302。一个区域124可以包括Market_Dimension(市场维)对象212和Time_Dimension(时间维)对象215。本发明的一个实施例识别和利用同一区域124中若干对象126的密切关系，并且把对象126划分在展示一个区域124中。由于星形模型结构302可以表示为一系列的区域124，本发明的优选实施例通过处理若干区域124中对象126的图形表达，展示了一个星形模型结构302之内相关联的对象126与相关联的数据库表格111之间的密切关系。

此外，本发明的优选实施例新颖地使区域124和对象126能够以递归的方式表达，其中对象126可以包括和包含其它的对象126或者区域124，如元素332所示。

图4是一幅展示了本发明的流程图，改进了典型情况下大量对象126的图形显示128。而数据分析技术，比如关系数据库110信息、多维数据库信息和OLAP数据134的数据挖掘，可能要使用如此多的对象126。如元素402所示，初始为识别数据134的集合中的实体130。然后如元素404所示，新颖地将实体103映射到对象126。下一步，如元素406所示，在图形显示128中表示对象126。同样如元素407所示，至少一个对象126关联到至少一个关系数据库表格111。依据本发明的一个优选实施例以及如元素408所示，对象126关联到至少一个区域124，所以在区域124之内一个对象126的处理可以作为一个单元对待，从而通过OLAP技术保持了对象126的上下文信息，强化了对象126和相关联的关系数据库110信息的分析。元素110、111、124、128、130和134已经参考图1进行了介绍。

图5是计算机系统500的一幅框图，它适于本发明使用。系统500可以在一台通用微机上实施，比如IBM个人计算机家族的成员之一，或者其它的常规工作站或图形计算机设备。在其优选实施例中，系统500包括一个用户接口505、一台用户输入设备510、一台显示器515、一台打印机520、一个处理器555、一个只读存储器(ROM)550、一台数据存储设备122(比如一台硬盘驱动器)、一个随机存储器(RAM)540以及一个存储介质接口535，所有这些部件都由一条总线525或者其它通信装置连接起来，以便进行信息通信。虽然本文中系统500表示为一个独立的系统，但是并非局限于此，而是可以是一个网络化系统的一部分。计算机系统500可以本机地或者远程地连接到固定的或者可拆卸的若干数据存储设备122和若干数据传输设备545。例如，服务器计算机系统104和客户计算机系统102也可以通过数据传输设备545，连接到其它计算机系统500。元素102和104已经参考图1进行了介绍。

RAM 540、数据存储设备12和ROM 550都是存储器部件558，它们存放着数据和指令，用于控制处理器555的操作，它可以配置为单一的处理器或者多个处理器。处理器555执行一个程序542，以执行本文介绍的本发明的方法。

虽然程序542指明为加载在RAM 540中，它也可以配置为在存储介质530上，以便随后通过适当的存储介质接口535，加载到数据存储设备122、ROM 550或者RAM 540中。存储介质530可以是任何常规存储介质，比如磁带、光存储介质、光盘或者软盘、另外，存储介质530也可以是随机存储器540，或者其它类型的电子存储器，位于一个远程存储系统中。

一般说来，计算机程序和操作系统都是有形地记录在计算机可用的设备或者介质中，比如存储器558、数据存储设备122或者数据传输设备545，从而形成依据本发明的一件制成品，比如一个计算机程序产品。因而，本文所用的术语“计算机程序产品”意为包含一个计算机程序，可从任何计算机可用的设备或介质存取。

不仅如此，计算机程序542和操作系统包括若干指令，由服务器计算机系统104和客户计算机系统102读取和执行时，这些指令使服务器计算机系统104和客户计算机系统102执行实施和使用本发明所需的步骤。在操作系统的控制下，计算机程序542可以从存储器558、数据存储设备122或者数据传输设备545加载到服务器计算机系统104和客户计算机系统102的存储器558中，以便在实际操作期间使用。

用户接口505是一种输入设备，比如一个键盘或者语音识别子系统，用于使一个用户能够向处理器555传送信息和命令选择。用户能够通过显示器515或者打印机520，观察系统500产生的信息。用户输入设备510是一种诸如鼠标、跟踪球或者游戏杆的设备，它使用户能够操纵显示器515上的光标，以便向处理器555传送其它的信息和命令选择。本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明之范围的情况下，对这种结构可以进行许多修改。

按照本发明的一个实施例运行时，本系统为了高效地表现典型情况下大量的实体130的信息，利用一种图形显示128，将OLAP对象映射到关系数据库表格111，以便快速和高效地显示典型情况下大量的数据134，并且使数据134能够得到高效的分析。应当承认，本发明提供了超过现有技术的许多优点。元素111、126、128、130和134已经参考图1进行了介绍。

典型情况下，本发明是使用一个或多个计算机程序实施的，其中每一个都在一个操作系统的控制下执行，并使服务器计算机系统104和客户计算机系统102执行所需的功能，如本文所述。因此，使用本说明书，通过使用标准的编程和工程技术，以生产软件、固件、硬件或者它们的任何组合，本发明可以实施为一种机器、过程、方法、系统或制成品。

应当理解，本领域的技术人员可以设计出多种替代和修改方案。不过，这些方案不应当被视为对这些指导下实践的限制，作为本领域的技术人员，在以上指导的指引下，可以获得类似或不同性质的其它适当的特征。本发明意在强化附带的权利要求书的范围之内的所有此类的替代、修改和变化。

商标

IBM和DB2是国际商用机器公司在美国、其它国家或者二者均包括的商标。

Claims

1.一种计算机实施的方法，用于保持数据有关的上下文信息，所述计算机具有一个图形显示和至少一个表示所述数据的实体，所述方法包括：

将所述至少一个实体映射到至少一个对象，其中所述至少一个对象表示事实对象；

将至少另一个实体映射到维对象；

在所述图形显示中表示所述事实对象和所述维对象，其中所述图形显示包括区域；以及

将所述至少一个事实对象关联到至少一个区域，并且将所述维对象关联到至少另一个区域，从而保持所述数据有关的所述上下文信息。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括：

在所述计算机中包括具有至少一个表格的一个关系数据库；以及

将所述至少一个对象关联到所述至少一个表格，从而保持与所述数据和所述相关联的至少一个表格有关的所述上下文信息。

3.根据权利要求1的方法，进一步包括在所述至少一个对象中，包括另一个所述至少一个区域。

4.根据权利要求3的方法，进一步包括在所述另一个所述至少一个区域中，包括另一个所述至少一个对象。

5.根据权利要求1的方法，其中，所述数据表示联机分析技术OLAP数据。

6.根据权利要求1的方法，其中，所述图形显示表示一个星形模型结构。

7.一种计算机系统，用于保持数据有关的上下文信息，所述计算机具有一个图形显示和至少一个表示所述数据的实体，该系统包括：

将所述至少一个实体映射到至少一个对象的装置，其中所述至少一个对象表示事实对象；

将至少另一个实体映射到维对象的装置；

在所述图形显示中表示所述事实对象和所述维对象的装置，其中所述图形显示包括多个区域；以及

将所述至少一个事实对象关联到至少一个区域，并且将所述维对象关联到至少另一个区域，从而保持所述数据有关的所述上下文信息的装置。

8.根据权利要求7的计算机系统，进一步包括：

将所述至少一个对象关联到所述至少一个表格，从而保持与所述数据和所述相关联的至少一个表格有关的所述上下文信息的装置。

9.根据权利要求7的计算机系统，进一步包括在所述至少一个对象中，包括的另一个所述至少一个区域。

10.根据权利要求9的计算机系统，进一步包括在所述另一个所述至少一个区域中，包括另一个所述至少一个对象。

11.根据权利要求7的计算机系统，其中，所述数据表示联机分析技术OLAP数据。

12.根据权利要求7的计算机系统，其中，所述图形显示表示一个星形模型结构。