JP2018538606A - データキューブのデータの記憶及び検索 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、例えば、高速データ処理及びネットワーク通信における用途でデータキューブのデータを記憶し検索するデータ構造及び方法に関する。
データキューブは、複数の次元を有するデータの集まりである。次元は、対象となる属性である。したがって、データキューブに記憶されたデータは、属性のうちの1つ又は複数の値を有することができる。
特に、本明細書では、1つ又は複数のフラットファイルにデータキューブのデータを記憶する技法について記載する。データキューブは、複数の次元に適用される基準に基づいて照会することができるデータの集まりである。データキューブは、データ値の二次元、三次元、又はそれよりも高次元のアレイであり得る。フラットファイルは、レコード間に構造化された関係を有さない、データレコード等のデータの集まりである。ファイルはフラットであり、ファイルがインデックス付けのための構造を有さないことがあり得ることを意味する。フラットファイルは、例えば、プレーンテキストファイル又はバイナリファイルであることができる。フラットファイルは、有形の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶することができる。本技法は、1組のデータレコードを受信することであって、1組のデータレコードは少なくとも2つの次元を有し、データレコードの少なくとも幾つかはそれぞれ、少なくとも2つの次元のそれぞれに各データ値を含む、受信することと、基数により順序づけられた1組のグループ化されたデータレコードを生成することであって、生成することは、少なくとも2つの次元のうちの第1の次元のデータ値に従って、データレコードをサブセットにグループ化することであって、第1の次元で可能なデータ値数は、第2の次元で可能なデータ値数より少ない、グループ化すること、第1の次元のデータ値及び記憶基準に従って、グループ化されたデータレコードのサブセットを配置すること、及びグループ化されたデータの各サブセットのデータレコードが第2の次元の値によりソートされるように、少なくとも2つの次元のうちの第2の次元のデータ値に従って、グループ化されたデータレコードのサブセットのデータレコードを配置することを含む、生成することと、1組のグループ化されたデータレコードを含む少なくとも1つのフラットファイルを生成し記憶することとを含み、グループ化されたデータレコードのうちの特定のデータレコードは、要求に応答して特定のデータレコードのデータを識別するのに使用することができる主キーを含む。
データキューブ(例えば、オンライン分析処理キューブ又はOLAPキューブ)は、インデックス圧縮フラットファイル(ICFF:index compressed flat file)に記憶することができ、データキューブに記憶されたデータは照会することができる。データキューブは、複数の次元に適用される基準に基づいて照会することができるデータの集まりである。データキューブは、データ値の二次元、三次元、又はそれよりも高次元のアレイであり得る。次元はデータのカテゴリであり、データの集まりは、任意の数の次元の値を有することができる。例えば、顧客のステータス、性別、及び場所が次元である顧客データを記憶した記憶媒体では、クエリは、アクティブであり、女性であり、且つマサチューセッツ州に住んでいる顧客又は任意の性別の非アクティブであり、且つボストン市に住んでいる顧客を記述したデータのリターンを指定することができる。この例では、場所は、1つの次元ではなく複数の次元の階層であることができ、例えば、場所は、州、市、及び郵便番号をそれぞれ表す複数の次元を含むことができる。複数の次元を含む1つの次元は一般に、本明細書では階層と呼ばれることがある。2つ以上の次元の値をそれぞれ含む複数の組のデータは一緒に、データキューブと呼ぶことができる。言い換えれば、データキューブは、2つ以上の次元を有するデータの論理モデルであり得る。
図1Aは、データキューブ100の図表現を示す。データキューブは、互いに積み重ねられた複数のテーブルと考えることができる。「キューブ」という言葉は他の場合、データキューブが三次元を有することを暗黙的に示すが、データキューブは任意の数の次元を有することができる。この例では、データキューブは5つの次元を有する:性別、顧客ステータス、州、市、及び郵便番号。しかし、性別、顧客ステータス、及び州の次元のみが、データキューブ100のこの特定の表現に示されている。
レコードは、クエリに応答して、照会アルゴリズムと呼ばれることがある照会技法に基づいて返される。しかし、照会アルゴリズムの詳細について考察する前に、照会アルゴリズムがいかに機能するかを理解する枠組みを提供するために、データがデータキューブにいかに記憶されるかについてまず説明する。
データキューブを照会して、データキューブに記憶されたレコードを返すことができる。クエリは、入力としてSQLクエリを使用する照会アルゴリズムに基づく。例えば、入力クエリは以下であり得る。
コンピュータ出力の詳細マスク及び制約を使用して、lookup_rangeステートメントが計算される。lookup_rangeは以下の入力パラメータをとる関数である:lookup_id、1組の最小主キー値、及び1組の最大主キー値。lookup_idはルックアップリソース(例えば、特定のICFFボリューム)への参照である。最小及び最大主キー値は、主キー仕様において定義されるフィールド内の値を指す。この例では、主キー仕様は{実行ID,細部マスク,顧客ステータス,性別,州,市,郵便番号}である。各フィールドに1つの最小値及び1つの最大値が指定される。lookup_range関数は、主キーが、指定される最小主キー値以上であるICFFボリューム内の最初のレコード及び主キーが、指定される最大主キー値以下であるICFFボリューム内の最後のレコードである1組のレコードを返す。
レコード記憶・検索システム200は、クエリが解析されるとき、クエリが反復最適化に適格であるか否かを判断する。クエリは、主キーにおける位置が、制約を受ける次元の左側にある(例えば、制約を受ける次元よりも低い基数を有する)制約を受けない次元の詳細を必要とする場合、反復最適化の候補である。前の例からのクエリ「最近3ヶ月中、マサチューセッツ州での性別で分けられた購入数は?」は、性別次元、州次元、及び市次元の詳細を必要とする。これらの3つの次元の中で、州次元のみが制約を受ける(例えば、State=[MA])。性別次元及び市次元は制約を受けない。クエリは、顧客ステータス次元の詳細も郵便番号次元の詳細も必要としない。したがって、詳細マスクは「0AB」である。
図7は、本明細書に記載されるシステム及び技法を使用することができるデータ処理システム700の例を示す。システム700はデータソース702を含み、データソース702は、それぞれが任意の種々のフォーマット(例えば、ICFF、データベーステーブル、スプレッドシートファイル、フラットテキストファイル、又はメインフレームにより使用されるネイティブフォーマット)でデータを記憶又は提供し得る、記憶装置又はオンラインデータストリームへの接続等の1つ又は複数のデータソースを含み得る。実行環境704は、事前処理モジュール706及び実行モジュール712を含む。実行環境704は、例えば、あるバージョンのUNIXオペレーティングシステム等の適するオペレーティングシステムの制御下で、1つ又は複数の汎用コンピュータ上でホストし得る。例えば、実行環境704は、ローカルに(例えば、対称型マルチプロセッシング(SMP)コンピュータ等のマルチプロセッサシステム)若しくはローカルに分散した(例えば、クラスタとして結合される複数のプロセッサ若しくは超並列処理(MPP)システム)、又はリモートに若しくはリモートに分散した(例えば、ローカルエリアネットワーク(LAN)及び/又は広域ネットワーク(WAN)を介して結合される複数のプロセッサ)、又はそれらの任意の組み合わせでの複数の中央演算処理装置(CPU)又はプロセッサコアを使用するコンピュータシステムの構成を含むマルチノード並列計算環境を含むことができる。
図8は、リレーショナルデータベース以外の記憶装置、例えば、1つ又は複数のフラットファイルにデータキューブのデータを記憶する手順800を表すフローチャートを示す。手順800は、例えば、図2に示されるレコード記憶・検索システム200の構成要素により実行することができる。
Claims (27)
- 1つ又は複数のフラットファイルにデータキューブのデータを記憶するコンピュータ実施方法であって、前記フラットファイルは有形の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶され、前記方法は、
1組のデータレコードを受信することであって、前記1組のデータレコードは少なくとも2つの次元を有し、前記データレコードの少なくとも幾つかはそれぞれ、前記少なくとも2つの次元のそれぞれに各データ値を含む、受信することと、
基数により順序づけられた1組のグループ化されたデータレコードを生成することであって、前記生成することは、
前記少なくとも2つの次元のうちの第1の次元のデータ値に従って、前記データレコードをサブセットにグループ化することであって、前記第1の次元で可能なデータ値数は、第2の次元で可能なデータ値数より少ない、グループ化すること、
前記第1の次元の前記データ値及び記憶基準に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットを配置すること、及び
前記グループ化されたデータの各サブセットのデータレコードが前記第2の次元の前記値によりソートされるように、前記少なくとも2つの次元のうちの前記第2の次元のデータ値に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットの前記データレコードを配置すること
を含む、生成することと、
前記1組の前記グループ化されたデータレコードを含む少なくとも1つのフラットファイルを生成し記憶することと
を含み、
前記グループ化されたデータレコードのうちの特定のデータレコードは、要求に応答して前記特定のデータレコードのデータを識別するのに使用することができる主キーを含む、方法。 - 前記主キーは、前記特定のデータレコードの前記データ値のうちの少なくとも幾つかを含み、前記主キーは、前記特定のデータレコードの少なくとも2つの次元の少なくとも1つの特徴から計算される要素を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記主キーの前記計算される要素は、1つ又は複数の詳細レベルのスカラー表現を含む詳細マスクであり、各詳細レベルは、前記データレコードの次元の階層に対応し、前記少なくとも2つの次元の前記少なくとも1つの特徴は、前記2つの次元のそれぞれで、前記階層の特定のレベルにおけるデータの存在を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記データレコードのサブセットへのグループ化は、前記詳細マスクに従って前記データレコードをソートすることを含む、請求項3に記載の方法。
- 少なくとも2つの次元を含む階層を含み、前記少なくとも2つの次元のうちの第1の次元は、前記階層の第1のレベルを表し、前記少なくとも2つの次元のうちの第2の次元は、前記第1のレベルよりも低い前記階層の第2のレベルを表す、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- クエリを処理することであって、それにより、前記少なくとも1つのフラットファイルに記憶された前記データレコードのうちの1つ又は複数にアクセスする、処理することを含み、前記クエリは前記第2の次元に対する制約を含み、前記処理することは、
前記第2の次元に対する前記制約に基づいて、前記第1の制約に対する制約を識別することと、
前記識別された制約を前記クエリに追加することと
を含む、請求項5に記載の方法。 - クエリを処理して、前記少なくとも1つのフラットファイルに記憶された前記データレコードのうちの1つ又は複数にアクセスする、処理することを含み、前記クエリは、前記1組のデータレコードの少なくとも1つの次元に対する少なくとも1つの制約を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クエリを処理することは、前記クエリの少なくとも1つの詳細マスクを計算することであって、前記詳細マスクは1つ又は複数の詳細レベルのスカラー表現を含み、各詳細レベルは、前記フラットファイルに記憶された前記データレコードの次元の階層に対応する、計算することと、前記計算された詳細マスクを使用することであって、それにより、前記クエリに応答して1つ又は複数のデータレコードを識別する、使用することとを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記クエリを処理することは、前記少なくとも2つの次元のうちの1つ又は複数の最小値及び最大値を計算することを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記クエリを処理することは、前記クエリが反復最適化の候補であると判断することと、サブクエリの少なくとも2回の反復を実行して、前記クエリを処理することとを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのフラットファイルに記憶された前記データレコードのうちの1つ又は複数にアクセスする要求を受信することを含み、前記要求は、前記フラットファイルに関連する識別子と、前記フラットファイル内の開始ロケーションを指定する第1の主キーと、前記フラットファイル内の終了ロケーションを指定する第2の主キーとを含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- SQLクエリを処理して、前記少なくとも1つのフラットファイルに記憶された前記データレコードのうちの1つ又は複数にアクセスすることを含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記グループ化されたデータレコードは、ブロックの形態で前記少なくとも1つのフラットファイルに記憶され、各ブロックは前記データレコードのうちの1つ又は複数を含み、
前記方法は、
前記ブロックのそれぞれの1つ又は複数のエントリを含むインデックスを生成すること
を含み、
前記ブロックのそれぞれのエントリの前記1つ又は複数は、前記各ブロックを識別する主キーフィールドと、前記少なくとも1つのフラットファイル内の前記各ブロックの記憶ロケーションを識別するロケーションフィールドとを含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。 - 主キー値を受信することと、
前記受信した主キー値に基づいて、前記主キーフィールド及び前記ロケーションフィールドを使用することにより、前記受信した主キー値を含む主キー値範囲に対応するデータレコードを含むブロックのうちの1つの記憶ロケーションを識別することと
を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。 - 前記少なくとも2つの次元の中の異なる詳細レベルの1つ又は複数の値を事前に計算することであって、前記事前に計算される値は、次元の異なる詳細レベルで集計される尺度を表し、前記グループ化されたデータレコードは、前記事前に計算される値のうちの少なくとも幾つかを含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- クエリを処理して、データキューブのデータにアクセスするコンピュータ実施方法であって、前記データは、有形の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶され、前記方法は、
クエリを受信することと、
前記クエリに基づいて、データレコードを記憶しているデータキューブを識別することと、
前記クエリの少なくとも1つの詳細マスクを計算することであって、前記詳細マスクは1つ又は複数の詳細レベルの表現を含み、各詳細レベルは前記データレコードの次元の階層に対応し、
前記少なくとも2つの次元のうちの第1の次元に可能なデータ値数は、第2の次元に可能なデータ値数よりも少ない、計算することと、
前記クエリに応答して、前記計算された詳細マスクを使用して、リレーショナルデータベース以外のシステムから1つ又は複数のデータレコードを検索することと
を含む、方法。 - 前記システムは、前記データレコードが記憶される1つ又は複数のフラットファイルを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの次元のうちの1つ又は複数の最小値及び最大値を計算することを含む、請求項16又は17に記載の方法。
- 前記最小値及び前記最大値により指定される範囲内のデータレコードを検索することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記第2の次元に対する制約に基づいて、前記第1の次元に対する制約を識別することと、前記識別された制約を前記クエリに追加することとを含む、請求項16〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の次元に対する制約は、前記データキューブに関連するセンサスに基づいて識別される、請求項20に記載の方法。
- 前記クエリが反復最適化の候補であると判断することと、サブクエリの少なくとも2回の反復を実行して、前記クエリを処理することとを含む、請求項16〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記データレコードはブロックの形態で記憶され、各ブロックは前記データレコードのうちの1つ又は複数を含み、前記クエリに応答して前記データレコードを検索することは、前記ブロックのそれぞれの1つ又は複数のエントリを含むインデックスにアクセスすることを含み、前記ブロックのそれぞれの前記エントリのうちの1つ又は複数は、前記各ブロックを識別する主キーフィールドと、前記各ブロックの記憶ロケーションを識別するロケーションフィールドとを含む、請求項16〜22のいずれか一項に記載の方法。
- データキューブのデータを1つ又は複数のフラットファイルに記憶することが可能なデータ処理システムであって、
1組のデータレコードを受信することであって、前記1組のデータレコードは少なくとも2つの次元を有し、前記データレコードの少なくとも幾つかはそれぞれ、前記少なくとも2つの次元のそれぞれに各データ値を含む、受信することと、
基数により順序づけられた1組のグループ化されたデータレコードを生成することであって、前記生成することは、
前記少なくとも2つの次元のうちの第1の次元のデータ値に従って、前記データレコードをサブセットにグループ化することであって、前記第1の次元で可能なデータ値数は、第2の次元で可能なデータ値数より少ない、グループ化すること、
前記第1の次元の前記データ値及び記憶基準に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットを配置すること、及び
前記グループ化されたデータの各サブセットのデータレコードが前記第2の次元の前記値によりソートされるように、前記少なくとも2つの次元のうちの前記第2の次元のデータ値に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットの前記データレコードを配置すること
を含む、生成することと、
前記1組の前記グループ化されたデータレコードを含む少なくとも1つのフラットファイルを生成し記憶することと
を含む動作を実行するように構成され、
前記グループ化されたデータレコードのうちの特定のデータレコードは、要求に応答して前記特定のデータレコードのデータを識別するのに使用することができる主キーを含む、システム。 - データ処理システムがデータキューブのデータを1つ又は複数のフラットファイルに記憶できるようにする命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶装置であって、前記命令は、前記データ処理システムに、
1組のデータレコードを受信することであって、前記1組のデータレコードは少なくとも2つの次元を有し、前記データレコードの少なくとも幾つかはそれぞれ、前記少なくとも2つの次元のそれぞれに各データ値を含む、受信することと、
基数により順序づけられた1組のグループ化されたデータレコードを生成することであって、前記生成することは、
前記少なくとも2つの次元のうちの第1の次元のデータ値に従って、前記データレコードをサブセットにグループ化することであって、前記第1の次元で可能なデータ値数は、第2の次元で可能なデータ値数より少ない、グループ化すること、
前記第1の次元の前記データ値及び記憶基準に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットを配置すること、及び
前記グループ化されたデータの各サブセットのデータレコードが前記第2の次元の前記値によりソートされるように、前記少なくとも2つの次元のうちの前記第2の次元のデータ値に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットの前記データレコードを配置すること
を含む、生成することと、
前記1組の前記グループ化されたデータレコードを含む少なくとも1つのフラットファイルを生成し記憶することと
を含む動作を実行させ、
前記グループ化されたデータレコードのうちの特定のデータレコードは、要求に応答して前記特定のデータレコードのデータを識別するのに使用することができる主キーを含む、非一時的コンピュータ可読記憶装置。 - データキューブのデータを1つ又は複数のフラットファイルに記憶することが可能なデータ処理システムであって、
1組のデータレコードを受信する手段であって、前記1組のデータレコードは少なくとも2つの次元を有し、前記データレコードの少なくとも幾つかはそれぞれ、前記少なくとも2つの次元のそれぞれに各データ値を含む、受信する手段と、
基数により順序づけられた1組のグループ化されたデータレコードを生成する手段であって、前記生成することは、
前記少なくとも2つの次元のうちの第1の次元のデータ値に従って、前記データレコードをサブセットにグループ化することであって、前記第1の次元で可能なデータ値数は、第2の次元で可能なデータ値数より少ない、グループ化すること、
前記第1の次元の前記データ値及び記憶基準に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットを配置すること、及び
前記グループ化されたデータの各サブセットのデータレコードが前記第2の次元の前記値によりソートされるように、前記少なくとも2つの次元のうちの前記第2の次元のデータ値に従って、前記グループ化されたデータレコードの前記サブセットの前記データレコードを配置すること
を含む、生成する手段と、
前記1組の前記グループ化されたデータレコードを含む少なくとも1つのフラットファイルを生成し記憶する手段と
を含む動作を実行するように構成され、
前記グループ化されたデータレコードのうちの特定のデータレコードは、要求に応答して前記特定のデータレコードのデータを識別するのに使用することができる主キーを含む、データ処理システム。 - クエリを処理して、有形の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されたデータキューブのデータにアクセスすることが可能なデータ処理システムであって、
クエリを受信することと、
前記クエリに基づいて、データレコードを記憶しているデータキューブを識別することと、
前記クエリの少なくとも1つの詳細マスクを計算することであって、前記詳細マスクは1つ又は複数の詳細レベルの表現を含み、各詳細レベルは前記データレコードの次元の階層に対応する、計算することであって、
前記少なくとも2つの次元のうちの第1の次元に可能なデータ値数は、第2の次元に可能なデータ値数よりも少ない、計算することと、
前記クエリに応答して、前記計算された詳細マスクを使用して、リレーショナルデータベース以外のシステムから1つ又は複数のデータレコードを検索することと
を含む動作を実行するように構成される、データ処理システム。
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