JP5271359B2 - 多次元データベースアーキテクチャ - Google Patents
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Description
本発明の第1の態様により、データベース管理システムは、各テーブル群が、1つのルートテーブル及び関連の少なくとも1つの他のテーブルを含み、各論理テーブルが、属性の縦列及びデータの横列を有するように特徴付けられる少なくとも1つのテーブル群を含む論理データベースモデルのデータに関するデータベースストレージを含む。データベースストレージは、第1及び第2のデータストアを含む。第1のデータストアは、第1の次元でデータベース内の複数のメモリ位置内に全てのデータを位置決めし、複数メモリ位置の各々は、ルートテーブルの1つの横列からの全てのデータと、群関連データが1つのルートテーブル横列である他のテーブルからの全ての関連のデータとを含む。この記憶スキーマは、そのルートテーブル横列及び他の関連のテーブル中の関連の横列内の全てのデータへの順次アクセスを可能にする。第2のデータストアは、第2の次元で複数のメモリ位置内にデータベース内の全てのデータを位置決めし、各メモリ位置は、従って、各属性内のデータへの順次アクセスを可能にするためにデータベース内の属性の1つからの全てのデータと全ての対応する値とを含む。
図6は、本発明を組み込むデータベース管理システム100の一実施例の機能ブロック図である。この基本レベルでは、システム100は、図4のシステムと類似のものであり、構成要素として、問い合わせ構文解析プログラム101、データ辞書102、問い合わせプロセッサ103、及び変更ログ105を含む。明らかなように、これらのシステム構成要素の各々のこの特定的な実施例は、本発明の特定的な実施例により変化する。図4のシステムと異なり、この実施形態では、問い合わせプロセッサ103は、問い合わせプロセッサ103が開発する問い合わせ計画に従って第1次元データストアユニット106、第2次元データストアユニット107、又はその両方と対話する。第1及び第2次元データストアユニット106及び107の各々は、全てのデータを格納するが、異なる記憶スキーマによるものである。その結果として、本発明は、異なる記憶スキーマに従ってであるが、データの2つのコピーを維持することによってデータ冗長度をもたらす。
第1次元データストアユニット106は、データが簡単にアクセスされるように「水平」スキーマでデータを格納する。図7に示すように、第1又は「水平」ストレージコンテナ内のデータは、「クラスター」及び「クラスター横列」を通じて最も粗いとしての「コンテナ」から最も細かいとしての「属性」まで順位付けられるデータの塊により特徴付けられる。これらの用語及び表現の各々は、図1及び図2に示す論理データベースの何らかの部分との一致を有する。「クラスター横列」は、論理テーブル中の1つの横列に対応しており、その横列内の全てのデータを含む。「クラスター」は、関連のクラスター横列を含む。「コンテナ」は、特定のテーブル群に関する全てのクラスターを含む。
図8をここで参照すると、第2次元データストアユニット107もコンテナを含む。この特定的な実施例では、これらは、「縦列コンテナ」である。各テーブル−属性組合せに対して、図8の記憶スキーマに従って格納された1つの縦列コンテナがある。
上述のように、SQLは、データベース管理システムのフロントエンドとの良く知られたインタフェースをデータベース設計者に供給する公知の一般的な規格である。データ及び処理問い合わせを格納するバックエンドのあらゆる実施は、データベース設計者に透明でなければならない。本発明は、このような透明性をもたらし、それによってデータベース設計者は、従来のSQL問い合わせでデータベース管理システムと対話することができ、一方、フロントエンド及びバックエンドは、以下に明らかにするように、より良好な収量及び応答をもたらすために、図7及び図8に示すスキーマに従ってデータベースを定義及びポピュレートする。
(1)図9の注文テーブル37Dの特性内に格納されたfkCUSTOMERID=CUSTOMER:CUSTOMERID、及び
(2)品目テーブル4OD内に格納されたfkORDERID=OREDER.ORDERID。
このテーブル群に関連のノード及び有向エッジは、次に、図11C内の破線により表されるようにグラフから除去される。従って、段階162が第1の反復中に完了された後、著者、本、及び州テーブルノード34N、35N、及び41Nのみがグラフ内に残る。
問い合わせに応答する問い合わせプロセッサ103、図6内の第1及び第2のデータストアユニット106及び107、及び図9内のデータ辞書102の間の対話に対して、問い合わせ計画を構築する図14の繰返しルーチン240を参照してここで説明する。問い合わせプロセッサ103は、最初に、段階241で問い合わせに関わる全てのテーブル群を識別する。次に、段階及びサブルーチン242〜245を含む繰返し処理では、242で識別済みのテーブル群を選択する。問い合わせ構文解析プログラム101は、最初に問い合わせ及びデータベースから情報を使用して、そのテーブル群内のどのテーブルが分析に関連するかを識別する。次に、最適化する段階では、サブルーチン244において、選択されたテーブル群に関してデータベースのどれだけがアクセスされ、そのテーブル群に対して問い合わせ基準を満たす全てのデータを有する中間結果組を取得するよう処理されるかを判断する。段階245で全ての関連のテーブル群が分析されたように判断した時、結合/処理段階246では個々の中間結果組を結合して、問い合わせが要請した情報を含む正式な結果組にする。
PIR.(ESTIMATED_SELECTIVITY)*OT_ATT.TOTAL_ATTRIBUTES_IN_OT
(1)tbllTEM.SALE、
(2)tblCUSTOMER.CUSTOMERID、
(3)tblORDER.fkCUSTOMERID
(4)tbllTEM.fkBOOKID
(5)tblORDER.ORDERID
(6)tbllTEM.fkORDERID
(7)tblCUSTOMER.fkSTATEId
本発明は、更新イベントに応答してデータベースを更新する直接的方法を用いる。図17に示すように、ルーチン290は、各更新イベントを処理する。最初に、図6内の変更ログ105内に各データ更新問い合わせに関連のデータを格納する。段階291は、データ変化を必要とし、かつ「データ変更x」と指定される変更ログエントリを検索する。段階292では、その有効性を検査する。段階293では、その変更が有効であるか否かを判断する。有効ではない場合、制御は、あらゆる付加的な更新を終了するロールバックルーチン284に移る。
本発明を組み込むデータベースシステムは、XMLデータの記憶及び取り出しに対して、特に、「XMLスキーマ」又はXSDとしても知られる公知のXMLデータモデルに基づくXMLデータに対して容易に適応される。図18は、図9の顧客−注文−品目テーブル群165に関するこのようなXMLスキーマを開示する。以下に明らかになるように、XMLスキーマは、属性、注文、及び品目を含む顧客に関連の全ての情報を定め、図9内のデータ辞書102から直接に抽出することができ、マッピングが不要である。
101 問い合わせ構文解析プログラム
102 データ辞書
103 問い合わせプロセッサ
105 変更ログ
Claims (22)
- データベース管理装置であって、
(A)第1の物理レイアウトによる論理データベースモデルのデータのコピーを複数の第1のメモリユニットに格納する第1のデータストアであって、該論理データベースモデルが、少なくとも1つのテーブル群を含み、各テーブル群が、1つのルートテーブル及び該ルートテーブルと異なりかつそれに関連する少なくとも1つの他のテーブルを含み、該テーブル群内の各テーブルが、属性の縦列及びデータの横列を有するように特徴付けられており、該複数の第1のメモリユニットの各々が、ルートテーブルの少なくとも1つの横列からの全てのデータと、それに関連する該少なくとも1つの他のテーブルからのデータの全ての関連の横列とを第1の複合エンティティとして含み、それによって該テーブル群の複数の個別のテーブルからの横列が、該第1のメモリユニットに固有にリンクされかつ該第1の複合エンティティとしてそこに格納され、該第1の物理レイアウトが、第1のタイプの問い合わせに応答して、そのルートテーブルの全てのデータ及び該少なくとも1つの他のテーブルからの該関連のデータへの順次アクセスを該第1の複合エンティティとして提供し、該順次アクセスが、該ルートテーブル及びそれに関連した該少なくとも1つの他のテーブルへの個々のランダムアクセスなしに発生し、それによってそのような関係がアクセスされる度に結合演算を処理する必要性を排除する前記第1のデータストア、
B)第2の物理レイアウトによる前記論理データベースモデルのデータの冗長コピーを複数の第2のメモリユニットに格納する第2のデータストアであって、各第2のメモリ位置が、属性の少なくとも1つからの全てのデータと該属性の全ての対応する値とを含み、
該第2の物理レイアウトが、第2のタイプの問い合わせに応答して、各属性内の該データへの順次アクセスを1組の縦列として提供する前記第2のデータストア、及び
C)前記テーブル群の異なるものにおけるテーブル間の関係を識別する前記論理データベースモデルからの情報でポピュレートされたデータ辞書、
を含むことを特徴とするデータベース管理装置。 - 前記第1及び第2のデータストアにおける前記メモリユニットの各々が、隣接するメモリ位置を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータベース管理装置。
- 各テーブル群に対する前記データは、クラスター及びクラスター横列を含むコンテナに格納され、
i)クラスター横列が、前記テーブル群の前記テーブルにおける各横列に対してクラスター横列識別を有するヘッダとデータに対する本体とを含み、
ii)クラスターが、前記ルートテーブルにおける1つの横列に対するクラスター横列と、前記テーブル群の各関連テーブルにおける対応する横列とを含み、かつ
iii)コンテナが、前記テーブル群に対する全ての前記クラスターを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のデータベース管理装置。 - 前記クラスター横列識別は、前記テーブル群における前記クラスターと対応するテーブルとに対する識別子を含むことを特徴とする請求項3に記載のデータベース管理装置。
- 各テーブルが、そこにある各横列に対する固有の識別子を含み、各クラスター識別子が、前記ルートテーブルに対する該固有の識別子の値を含み、各クラスター横列識別子が、該テーブルにおける該横列に対する該固有の識別子を含むことを特徴とする請求項4に記載のデータベース管理装置。
- 各ヘッダが、クラスター横列に関連する前記論理データベースモデル内のテーブルを更に識別することを特徴とする請求項4に記載のデータベース管理装置。
- 各ヘッダが、クラスター横列における各属性及びそのクラスター横列に該属性が存在するか否かを識別するための属性識別子を更に含むことを特徴とする請求項4に記載のデータベース管理装置。
- 各ヘッダが、前記クラスター横列の前記本体における属性値に対するポインタを更に含むことを特徴とする請求項5に記載のデータベース管理装置。
- 各クラスター横列内の前記情報は、隣接メモリ位置に格納されることを特徴とする請求項4に記載のデータベース管理装置。
- 各クラスター内の前記情報は、隣接メモリ位置に格納されることを特徴とする請求項9に記載のデータベース管理装置。
- 各コンテナ内の前記情報は、隣接メモリ位置に格納されることを特徴とする請求項10に記載のデータベース管理装置。
- 第2のデータストアが、テーブル及び属性の各組合せに対する縦列コンテナを含み、各縦列コンテナが、ヘッダ及び縦列データを含むことを特徴とする請求項2に記載のデータベース管理装置。
- 各ヘッダが、論理テーブル及びそこにある1つの属性の識別を含むことを特徴とする請求項12に記載のデータベース管理装置。
- 前記コンテナの識別が、テーブル名と前記属性の名称との連結によって構成されることを特徴とする請求項13に記載のデータベース管理装置。
- 各ヘッダが、その属性に対するデータの構造を識別する縦列タイプ値を更に含むことを特徴とする請求項13に記載のデータベース管理装置。
- 前記縦列タイプ値は、コードテーブルを識別し、前記ヘッダは、各コードに対して前記値を識別するコードテーブルフィールドを更に含むことを特徴とする請求項15に記載のデータベース管理装置。
- 各前記縦列タイプ値は、可変長を有する値を識別し、前記ヘッダは、前記縦列データの位置に対するポインタを有する属性ストライド位置ベクトルを更に含むことを特徴とする請求項13に記載のデータベース管理装置。
- 各ヘッダが、前記縦列コンテナにおけるデータ値の性質を示すデータタイプフィールドを更に含むことを特徴とする請求項13に記載のデータベース管理装置。
- 各ヘッダが、前記縦列データ内のある一定の位置に指す属性ストライド位置ベクトルを更に含むことを特徴とする請求項13に記載のデータベース管理装置。
- 異なる関係にあるテーブルとデータ辞書とを有する論理データベースに収容されたデータのためのデータ構造を発生させる方法であって、
A)各テーブル群に対してルートテーブルとそれに関連する1つ又はそれよりも多くのテーブルとを含むデータ辞書内のデータに基づいて論理データベース内のテーブルからテーブル群を形成する段階であって、該テーブル群内の少なくとも1つのテーブルが、該テーブル群内の別のテーブルの縦列構造とは異なる縦列構造を有し、該データ辞書が、該テーブル群の異なるものにおけるテーブル間の関係を識別する論理データベースからの情報でポピュレートされた前記段階、
B)複数の第1のメモリユニットの各々が、前記ルートテーブルの1つの横列からの全てのデータと関連のテーブルからのデータの関連の横列とを複合エンティティとして含む第1の物理レイアウトにおいて、前記論理データベースのためのデータを格納するためのデータストアユニットを各テーブル群に対して作成し、それによって該テーブル群の複数の個別のテーブルからの横列が、該複合エンティティとして該第1のメモリユニットに格納される段階であって、該複合エンティティが、該ルートテーブル及び該関連のテーブルからのデータの該関連の横列への個々のランダムアクセス又はいずれの関連の結合演算なしに順次アクセスに対して適応された前記段階、及び
C)各第2のメモリユニットが、前記データベース内の属性からの全ての前記データとその属性の全ての対応する値とを含む第2の物理レイアウトにおいて、複数の第2のメモリユニットにおける該論理データベースの該データの冗長コピーを格納するための別のデータストアユニットを前記テーブル群内の各テーブル及び属性に対して作成する段階、
を含むことを特徴とする方法。 - 異なる関係にあるルートテーブル及び関連テーブルと、論理データベース内の各テーブル及びそのテーブルに対するテーブル群を識別するデータ辞書とを有する該論理データベースへの問い合わせに応答する方法であって、該データ辞書が、該テーブル群の異なるものにおけるテーブル間の関係を識別する該論理データベースからの情報でポピュレートされ、該テーブルの各々が、縦列に属性及び横列にデータを含み、
各第1のメモリユニットが、ルートテーブルの少なくとも1つの横列からの全てのデータをそれに関連する1つ又はそれよりも多くの他のテーブルからの全ての関連データと共に複合エンティティとして含み、それによってテーブル群の複数の個別のテーブルからの横列が該複合エンティティとして該第1のメモリユニットに格納される第1の物理レイアウトに従って、前記データのコピーを複数の第1のメモリユニットに格納する段階であって、該複合エンティティが、該ルートテーブル及び該関連のテーブルからのデータの該関連の横列への個々のランダムアクセス又はいずれの関連の結合演算なしに順次アクセスに対して適応された前記段階と、
各第2のメモリユニットが、前記属性の少なくとも1つからの全てのデータをその属性の全ての対応する値と共に含む第2の物理レイアウトに従って、前記データの冗長コピーを複数の第2のメモリユニットに格納する段階と、
A)問い合わせにおけるテーブル群及びそのテーブルを識別する部分段階、
B)前記データ辞書によって提供された前記テーブル群内の前記テーブルを前記識別された問い合わせテーブルに対して比較することにより、前記問い合わせを構文解析する部分段階、
C)前記データベースと前記問い合わせとに共通のテーブルに収容された該問い合わせ内の属性のリストを抽出する部分段階、
D)属性の前記抽出されたリストに応答して複数の処理オプションの1つを識別する部分段階、
E)前記テーブル群に関連した前記問い合わせの部分を満足する中間resultset内のデータを前記データベースから取得するために前記選択されたオプションを処理する部分段階、及び
F)前記問い合わせを満足する最終resultsetを取得するために前記中間resultsetを組み合わせる部分段階、
に従って、各テーブル群に対して問い合わせに応答する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - コンピュータプログラムであって、
論理データベースモデルに従ってグループ分けされたデータを管理する方法を実施するためにプロセッサによって実行可能な有形の機械可読プログラム命令、
を含み、
前記論理データベースモデルは、データ辞書に関連付けられ、かつ少なくとも1つのテーブル群を含み、各テーブル群は、1つのルートテーブルと、該ルートテーブルとは異なりかつそれに関連した1つ又はそれよりも多くの他のテーブルとを含み、該テーブル群内の少なくとも1つのテーブルは、該テーブル群内の別のテーブルの縦列構造とは異なる縦列構造を有し、該データ辞書は、該テーブル群の異なるものにおけるテーブル間の関係を識別する該論理データベースモデルからの情報でポピュレートされ、
前記方法は、
各第1のメモリユニットが、ルートテーブルの少なくとも1つの横列からの全てのデータをそれに関連する1つ又はそれよりも多くの他のテーブルからのデータの全ての関連の横列と共に複合エンティティとして含み、それによってテーブル群の複数の個別のテーブルからの横列が該複合エンティティとして該第1のメモリユニットに格納される第1の物理レイアウトに従って、前記データのコピーを複数の第1のメモリユニットに格納する段階と、
第1のタイプの問い合わせに応答して、前記ルートテーブルの横列内の全てのデータにそれに関連する前記1つ又はそれよりも多くの他のテーブルからの全ての関連データと共に順次アクセスし、かつ前記複合エンティティとしてそれを提供する段階であって、該順次アクセスして提供する段階が、該ルートテーブル及び該1つ又はそれよりも多くの他のテーブルへの個々のランダムアクセス又はいずれの関連の結合演算もなしに該問い合わせに応答して発生する前記段階と、
各第2のメモリユニットが、属性の少なくとも1つからの全てのデータをその属性の全ての対応する値と共に含む第2の物理レイアウトに従って、前記データの冗長コピーを複数の第2のメモリユニットに格納する段階と、
第2のタイプの問い合わせに応答して、各属性内の前記データに順次アクセスし、かつそれを1組の縦列として提供する段階と、
を含む、
ことを特徴とするプログラム。
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