KR100496159B1 - Usability-based Cache Management Scheme Method of Query Results - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 질의 결과들의 유용성을 계산하여 그 유용성을 기반으로 선택된 질의 결과 등에 대한 캐쉬 관리를 동적으로 수행하기 위한 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.The present invention is a computer-readable method of managing a query result cache based on a usability for calculating the usefulness of query results and dynamically performing cache management on a selected query result and the like based on the usefulness. The recording medium in question.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 질의 결과들을 효과적으로 캐쉬에 저장/관리하기 위해, 최근에 실행된 질의들에 대한 질의 결과들의 유용성을 계산하고 그 유용성을 기준으로 질의 결과들을 저장/삭제 및 교체함으로써, 질의 처리 성능을 향상시키기 위한 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.The present invention improves query processing performance by calculating the usefulness of query results for recently executed queries and storing / deleting and replacing query results based on their usefulness in order to effectively store / manage query results in cache. To provide a cache management method based on usability based query result for improvement and a computer readable recording medium recording a program for realizing the method.
3. 발명의 해결방법의 요지 3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 캐쉬 관리 장치에 적용되는 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법에 있어서, 상기 캐쉬 관리 장치가 새로운 질의 결과의 크기와 상기 질의 결과 캐쉬의 크기를 비교하여, 상기 새로운 질의 결과 및 상기 질의 결과 캐쉬에 저장된 질의 결과들을 교체를 위한 고려 대상 질의 결과 집합으로 선정하는 대상 선정 단계; 상기 캐쉬 관리 장치가 상기 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합과 상기 질의 결과 캐쉬의 크기를 비교하는 비교 단계; 상기 비교 결과, 상기 질의 결과 캐쉬의 저장 공간이 부족하면, 상기 캐쉬 관리 장치가 시간 지역성 특성과 질의 결과들 사이의 계산 의존성 관계를 이용하여 최근에 실행된 소정 개수의 질의들에 대해 상기 교체 고려 대상 질의 결과들의 단위 크기당 유용도를 각각 계산하는 유용도 계산 단계; 상기 캐쉬 관리 장치가 가장 낮은 단위 크기당 유용도를 가지는 질의 결과를 선정한 후에, 선정된 질의 결과가 상기 새로운 질의 결과가 아닌 경우에 상기 선정된 질의 결과를 상기 질의 결과 캐쉬에서 삭제할 교체 후보로 선택하는 후보 선정 단계; 및 상기 캐쉬 관리 장치가 교체 후보로 선택된 질의 결과를 제외한 나머지 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 상기 질의 결과 캐쉬의 크기보다 크면 상기 유용도 계산 단계부터 반복 수행하고, 그렇지 않으면 선택된 교체 후보 질의 결과들을 상기 질의 결과 캐쉬에서 삭제하고 상기 새로운 질의 결과를 상기 질의 결과 캐쉬에 저장하는 질의 결과 교체 단계를 포함함.The present invention provides a query management method based on usability based cache management, wherein the cache management device compares the size of the new query result with the size of the query result cache, thereby providing the new query result and the query result. An object selection step of selecting query results stored in the cache as a query result set to be considered for replacement; A comparison step of the cache management device comparing the sum of sizes of the query results to be considered for replacement with the size of the query result cache; As a result of the comparison, if the storage space of the query result cache is insufficient, the cache management apparatus may consider the replacement for a predetermined number of queries that are recently executed by using a calculation dependency relationship between time locality characteristics and query results. A usability calculation step of calculating the usability per unit size of the query results respectively; The cache management apparatus selects a query result having the lowest usability per unit size, and then selects the selected query result as a replacement candidate to be deleted from the query result cache when the selected query result is not the new query result. Candidate selection step; And if the sum of the sizes of remaining query results except the query result selected as the replacement candidate is larger than the size of the query result cache, the cache management apparatus repeats the calculation from the availability calculation step. And a query result replacement step of deleting from the query result cache and storing the new query result in the query result cache.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 데이터 웨어하우스 시스템 등에 이용됨.The present invention is used in data warehouse systems and the like.
Description
본 발명은 데이터 웨어하우스 등을 위한 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대량의 데이터에 대한 복잡한 분석을 처리하는 데이터 웨어하우스 시스템 등에서 질의 결과들의 유용성을 계산하여 그 유용성을 기반으로 선택된 질의 결과 등에 대한 캐쉬 관리를 동적으로 수행하기 위한 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a method of managing query result cache based on usability for a data warehouse and the like, and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method. More specifically, the present invention relates to a complex analysis of a large amount of data. A usefulness-based query result cache management method and a program for realizing the method for calculating the usefulness of query results in a data warehouse system that processes the data and dynamically performing cache management for the selected query result based on the usefulness. A computer readable recording medium for recording thereon.
일반적으로 데이터 웨어하우스(Data Warehouse)는 여러 이기종 분산 시스템에 저장된 데이터들을 통합하여 공통의 형식으로 변환한 후 일원적으로 저장/관리하는 대용량 데이터베이스로서, 기업의 의사 결정 시스템의 기반이 된다.In general, a data warehouse is a large database that integrates data stored in several heterogeneous distributed systems, converts them into a common format, and then stores / manages them centrally.
사용자는 데이터 웨어하우스에 저장된 데이터들로부터 의미있는 정보를 발견하거나 기업의 비즈니스 프로세스에 대한 온라인 분석(OLAP:On-line Analytical Processing)을 수행한다.Users discover meaningful information from data stored in data warehouses or perform on-line analytical processing (OLAP) on their business processes.
이 때, 주로 생성되는 분석 질의들은 대량의 기초 데이터들에 대한 다차원적인 그룹화 및 집계 질의로서, 질의 처리 시간이 매우 길기 때문에 시스템의 성능에 큰 영향을 미친다.At this time, mainly generated analytical queries are multidimensional grouping and aggregate queries for a large amount of basic data, and the processing time of the query is very long, which greatly affects the performance of the system.
따라서, 데이터 웨어하우스 시스템에서 이러한 고비용의 집계 질의들을 효율적으로 처리하기 위해, 선행 질의들의 결과를 별도의 제한된 크기의 저장 공간인 캐쉬에 저장해 두고, 후속 질의를 처리할 때 이를 이용함으로써 질의 처리 시간을 줄이는 방법이 이용되고 있다.Therefore, in order to efficiently process such expensive aggregate queries in the data warehouse system, the results of the preceding queries are stored in a cache of a limited amount of storage space, and the query processing time is used when processing subsequent queries. Reduction methods are used.
이 방법을 위해서는 다음과 같은 두 가지의 방법들이 요구된다. 첫째로, 선행 질의의 결과들을 이용하여 후속 질의를 재작성하는 방법과, 둘째로 제한된 크기의 캐쉬 내에 저장될 질의 결과들을 지속적으로 교체하기 위한 캐쉬 관리 방법이 요구된다. Two methods are required for this method. First, there is a need for a method of rewriting a subsequent query using the results of a preceding query, and second, a cache management method for continuously replacing query results to be stored in a limited size cache.
여기서, 전자의 방법인 질의 재작성 방법으로는 본 발명의 발명자에 의해 특허출원중인 "데이터 웨어하우스에서 실체 뷰와 차원 계층을 이용한 집계 질의의 재작성 방법"이 있다(출원번호 10-2000-77122).The query rewriting method, which is the former method, is a method of rewriting an aggregate query using an entity view and a dimension hierarchy in a data warehouse, which has been patented by the inventor of the present invention (Application No. 10-2000-77122). ).
데이터 웨어하우스 시스템에서 사용자로부터 생성되는 집계 질의들 사이에는 일반적으로 여러 가지 계산적 의존 관계(Computational Dependency)가 존재하며, 주어진 질의는 캐쉬에 저장된 질의 결과들에 여러 가지 방식을 적용하여 재작성될 수 있다.There are generally various computational dependencies between aggregate queries generated from users in the data warehouse system, and a given query can be rewritten by applying various methods to query results stored in the cache. .
따라서, 데이터 웨어하우스 시스템에서 캐쉬를 이용하여 이러한 집계 질의들을 효율적으로 처리하기 위해서는 미래에 발생할 질의들을 처리하는데 유용하게 이용될 수 있는 질의 결과들을 선택적으로 저장/관리하는 것이 중요하다.Therefore, in order to efficiently process such aggregate queries using a cache in a data warehouse system, it is important to selectively store / manage query results that can be usefully used to process future queries.
그러나, 데이터 웨어하우스 시스템에서 질의 결과 캐쉬 저장/관리를 위한 종래의 방법들은, 주로 데이터 웨어하우스의 기초 데이터에 대한 질의의 재계산 비용과 과거 발생한 질의들의 통계적 정보에 기반하여 질의 결과의 저장 및 교체를 실시하여 질의 결과들을 효과적으로 관리하지 못함으로써, 결과적으로는 질의 처리 성능을 향상시키지 못하는 문제점이 있다.However, conventional methods for storing / managing query results cache in a data warehouse system mainly store and replace query results based on the recalculation cost of the query for the basic data of the data warehouse and statistical information of past queries. By not implementing the query results effectively, there is a problem in that it does not improve query processing performance.
또한, 관계형 데이터베이스 시스템이나 운영체제에서 널리 이용되는 LRU(Latest Recentlry Used System)나 LFU(Least Frequently Used) 등의 페이지 기반 캐쉬 관리 방법들은 그 특성상 질의 결과 캐쉬 관리에 적합하지 않은 문제점이 있다.In addition, page-based cache management methods such as LRU (Last Frequently Used System) or LFU (Least Frequently Used), which are widely used in relational database systems or operating systems, are not suitable for query result cache management.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 질의 결과들을 효과적으로 캐쉬에 저장/관리하기 위해, 최근에 실행된 질의들에 대한 질의 결과들의 유용성을 계산하고 그 유용성을 기준으로 질의 결과들을 저장/삭제 및 교체함으로써, 질의 처리 성능을 향상시키기 위한 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems, and in order to effectively store / manage query results in a cache, the usefulness of query results for recently executed queries is calculated and the query based on the usefulness. The purpose of the present invention is to provide a method of managing query result cache based on usability to improve query processing performance by storing / deleting and replacing results, and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캐쉬 관리 장치에 적용되는 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법에 있어서, 상기 캐쉬 관리 장치가 새로운 질의 결과의 크기와 상기 질의 결과 캐쉬의 크기를 비교하여, 상기 새로운 질의 결과 및 상기 질의 결과 캐쉬에 저장된 질의 결과들을 교체를 위한 고려 대상 질의 결과 집합으로 선정하는 대상 선정 단계; 상기 캐쉬 관리 장치가 상기 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합과 상기 질의 결과 캐쉬의 크기를 비교하는 비교 단계; 상기 비교 결과, 상기 질의 결과 캐쉬의 저장 공간이 부족하면, 상기 캐쉬 관리 장치가 시간 지역성 특성과 질의 결과들 사이의 계산 의존성 관계를 이용하여 최근에 실행된 소정 개수의 질의들에 대해 상기 교체 고려 대상 질의 결과들의 단위 크기당 유용도를 각각 계산하는 유용도 계산 단계; 상기 캐쉬 관리 장치가 가장 낮은 단위 크기당 유용도를 가지는 질의 결과를 선정한 후에, 선정된 질의 결과가 상기 새로운 질의 결과가 아닌 경우에 상기 선정된 질의 결과를 상기 질의 결과 캐쉬에서 삭제할 교체 후보로 선택하는 후보 선정 단계; 및 상기 캐쉬 관리 장치가 교체 후보로 선택된 질의 결과를 제외한 나머지 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 상기 질의 결과 캐쉬의 크기보다 크면 상기 유용도 계산 단계부터 반복 수행하고, 그렇지 않으면 선택된 교체 후보 질의 결과들을 상기 질의 결과 캐쉬에서 삭제하고 상기 새로운 질의 결과를 상기 질의 결과 캐쉬에 저장하는 질의 결과 교체 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a cache management method based on a usability based query result, wherein the cache manager compares the size of the new query result with the size of the query result cache. Selecting a query result and a query result stored in the query result cache as a query result set to be considered for replacement; A comparison step of the cache management device comparing the sum of sizes of the query results to be considered for replacement with the size of the query result cache; As a result of the comparison, if the storage space of the query result cache is insufficient, the cache management apparatus may consider the replacement for a predetermined number of queries that are recently executed by using a calculation dependency relationship between time locality characteristics and query results. A usability calculation step of calculating the usability per unit size of the query results respectively; The cache management apparatus selects a query result having the lowest usability per unit size, and then selects the selected query result as a replacement candidate to be deleted from the query result cache when the selected query result is not the new query result. Candidate selection step; And if the sum of the sizes of remaining query results except the query result selected as the replacement candidate is larger than the size of the query result cache, the cache management apparatus repeats the calculation from the availability calculation step. And a query result replacement step of deleting from the query result cache and storing the new query result in the query result cache.
한편, 본 발명은 새로 생성된 질의 결과를 질의 결과 캐쉬에 저장하고자 할 때 캐쉬 공간이 부족한 경우 삭제할 질의 결과들을 선택하기 위하여, 프로세서를 구비한 캐쉬 관리 장치에, 상기 캐쉬 관리 장치가 새로운 질의 결과의 크기와 상기 질의 결과 캐쉬의 크기를 비교하여, 상기 새로운 질의 결과 및 상기 질의 결과 캐쉬에 저장된 질의 결과들을 교체를 위한 고려 대상 질의 결과 집합으로 선정하는 대상 선정 기능; 상기 캐쉬 관리 장치가 상기 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합과 상기 질의 결과 캐쉬의 크기를 비교하는 비교 기능; 상기 비교 결과, 상기 질의 결과 캐쉬의 저장 공간이 부족하면, 상기 캐쉬 관리 장치가 시간 지역성 특성과 질의 결과들 사이의 계산 의존성 관계를 이용하여 최근에 실행된 소정 개수의 질의들에 대해 상기 교체 고려 대상 질의 결과들의 단위 크기당 유용도를 각각 계산하는 유용도 계산 기능; 상기 캐쉬 관리 장치가 가장 낮은 단위 크기당 유용도를 가지는 질의 결과를 선정한 후에, 선정된 질의 결과가 상기 새로운 질의 결과가 아닌 경우에 상기 선정된 질의 결과를 상기 질의 결과 캐쉬에서 삭제할 교체 후보로 선택하는 후보 선정 기능; 및 상기 캐쉬 관리 장치가 교체 후보로 선택된 질의 결과를 제외한 나머지 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 상기 질의 결과 캐쉬의 크기보다 크면 상기 유용도 계산 단계부터 반복 수행하고, 그렇지 않으면 선택된 교체 후보 질의 결과들을 상기 질의 결과 캐쉬에서 삭제하고 상기 새로운 질의 결과를 상기 질의 결과 캐쉬에 저장하는 질의 결과 교체 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a cache management apparatus including a processor to select query results to be deleted when the cache space is insufficient when the newly generated query results are to be stored in the query result cache. A target selection function for comparing a size with a size of the query result cache and selecting the new query result and the query results stored in the query result cache as a query result set to be replaced; A comparison function for the cache management device to compare the sum of the sizes of the query results to be considered for replacement with the size of the query result cache; As a result of the comparison, if the storage space of the query result cache is insufficient, the cache management apparatus may consider the replacement for a predetermined number of queries that are recently executed by using a calculation dependency relationship between time locality characteristics and query results. A usability calculation function that calculates each usability per unit size of query results; The cache management apparatus selects a query result having the lowest usability per unit size, and then selects the selected query result as a replacement candidate to be deleted from the query result cache when the selected query result is not the new query result. Candidate selection function; And if the sum of the sizes of remaining query results except the query result selected as the replacement candidate is larger than the size of the query result cache, the cache management apparatus repeats the calculation from the availability calculation step. A computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a query result replacement function for deleting from the query result cache and storing the new query result in the query result cache.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 적용되는 데이터 웨어하우스 시스템의 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a data warehouse system to which the present invention is applied.
도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 웨어하우스(16)는 사실 테이블과 차원 테이블 등의 기초 데이터들을 저장하고 있고, 메타정보 저장소(17)는 상기 데이터 웨어하우스(16)의 데이터들에 대한 부가적인 메타정보들을 저장하고 있다.As shown in FIG. 1, the data warehouse 16 stores basic data such as fact tables and dimension tables, and the meta information repository 17 is additional to the data of the data warehouse 16. Meta information is stored.
그리고, 질의 재작성기(11)는 사용자에 의해 입력된 질의를 재작성하고, 질의 최적화기(12)는 상기 질의 재작성기(11)에서 재작성된 질의를 최적화하여 질의 실행기(13)로 전달한다. 그러면, 질의 실행기(13)는 상기 질의 최적화기(12)에서 최적화된 질의를 수행한다.Then, the query rewriter 11 rewrites the query input by the user, and the query optimizer 12 optimizes the query rewritten by the query rewriter 11 and delivers it to the query executor 13. Then, the query executor 13 performs the optimized query in the query optimizer 12.
상기 질의 실행기(13)에서 실행된 질의 결과는 사용자에게 반환함과 동시에 미래에 발생할 질의들을 효율적으로 처리하기 위해 캐쉬 관리기(14)를 통해 질의 결과 캐쉬(15)에 저장된다.The query result executed by the query executor 13 is stored in the query result cache 15 through the cache manager 14 to efficiently process queries to be generated in the future while being returned to the user.
이때, 상기 질의 결과 캐쉬(15)를 효과적으로 관리하기 위한 본 발명에 따른 질의 결과 캐쉬 관리 방법은 캐쉬 관리기(14)에서 수행된다.At this time, the query result cache management method according to the present invention for effectively managing the query result cache 15 is performed in the cache manager 14.
그리고, 본 발명에 따른 최저 유용도 우선(Lowest-Usability-First; LUF) 질의 결과 캐쉬 관리 방법에서는, 최근에 실행된 질의들에 대한 질의 결과의 유용도(Usability)를 기준으로 캐쉬에서 교체할 질의 결과들을 선택한다. 여기서, 질의 결과의 유용도란 그 질의 결과가 최근에 발생한 질의들을 통해 추정되는 현재의 질의 워크로드(Workload)를 처리하는데 얼마나 효과적으로 이용될 수 있는지를 의미한다.In the Low-Usability-First (LUF) query result cache management method according to the present invention, a query to be replaced in the cache based on the usability of the query result for recently executed queries Select the results. Here, the usefulness of the query result means how effectively the query result can be used to process the current query workload estimated through recently generated queries.
다음으로, 본 발명에서 사용되는 용어와 기호를 정의하면 다음과 같다.Next, terms and symbols used in the present invention are defined as follows.
Vc 는 현재 캐쉬에 저장된 질의 결과들의 집합을 나타낸다. Vc represents a set of query results stored in the current cache.
V 는 교체 후보 선택을 위한 교체 고려 대상 질의 결과들의 집합을 나타낸다. V represents a set of replacement consideration query results for replacement candidate selection.
S 는 캐쉬에서 새로운 질의 결과와 교체될 질의 결과들의 집합을 나타낸다. S represents a set of query results to be replaced with new query results in the cache.
Q k 는 가장 최근에 발생하여 실행된 k개의 질의들의 집합을 나타낸다. 이때, k는 기 정의된 1이상의 자연수이다. Q k represents the set of k queries that occurred most recently and executed. In this case, k is one or more natural numbers predefined.
f 는 데이터 웨어하우스에 저장된 사실 테이블을 나타낸다. f represents the fact table stored in the data warehouse.
R(q)는 질의 q의 선택 술어(Selection Predicate)로부터 유도되는, 다차원 공간 상의 질의 영역을 나타낸다. R ( q ) represents a query region in multidimensional space, derived from the selection predicate of query q .
QR(v, q)는 질의 결과 v를 이용하여 질의 q를 처리할 때 v에 적용되는 질의 영역을 나타낸다. QR ( v, q ) represents a query region applied to v when processing the query q using the query result v .
cost(v, R)은 질의 결과 v에 대한 질의 영역 R의 실행 비용을 의미하고, cost(f, R)은 사실 테이블 f에 대한 질의 영역 R의 실행 비용을 의미하며, 이러한 비용들은 데이터베이스 및 데이터 웨어하우스 분야에서 연구된 여러 가지 방법에 의해 예측될 수 있다. cost ( v, R ) means the execution cost of query region R for the query result v , cost ( f, R ) is the execution cost of query region R for the fact table f , and these costs are the database and data It can be predicted by various methods studied in the warehouse field.
도 2 는 본 발명에 따른 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of managing a query result cache based on the usability according to the present invention.
먼저, 캐쉬 관리기는 새로운 질의 q c 가 질의 실행기에 의해 실행되어 그 결과 v c 가 생성되기를 기다리다가 질의 실행기로부터 질의 q c 에 대한 질의 결과 v c 가 입력되면(200) 질의 결과 v c 의 크기와 질의 결과 캐쉬의 크기를 비교한다(203).First, the cache manager if the query result v c is input to the new query q c is executed by the query executor result v c is the wait to be generated query from a query executor q c (200) the query results v c sizes and The size of the query result cache is compared (203).
상기 비교 결과(203), 질의 결과 v c 의 크기가 캐쉬의 크기보다 클 경우에는 그 질의 결과 v c 를 캐쉬에 수용하지 않고 다시 입력 과정(200)부터 반복 수행한다.The result of the comparison 203, the query result, if the size of v c is larger than the cache size, and performs the query result v c without the cache receiving the repeat input process 200 again.
상기 비교 결과(203), 질의 결과 vc 의 크기가 질의 결과 캐쉬의 크기보다 작거나 같을 경우에는 질의 결과 vc 및 질의 결과 캐쉬에 기 저장되어 있는 질의 결과들을 교체 후보 선택을 위한 고려 대상 질의 결과 집합(Vc )으로 선정하고(205), 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 질의 결과 캐쉬의 크기보다 큰지 여부를 검사한다(207).When the comparison result 203 and the size of the query result v c are less than or equal to the size of the query result cache, the query result to be considered for selecting candidates for replacing candidates stored in the query result v c and the query result cache A set V c is selected (205), and it is checked whether the sum of sizes of query results to be replaced is greater than the size of the query result cache (207).
상기 검사 결과(207), 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 캐쉬의 크기보다 작거나 같은 경우에는 질의 결과 캐쉬의 저장 공간이 남으므로, 바로 질의 결과 v c 를 질의 결과 캐쉬에 저장하고(217) 다시 새로운 질의 결과의 입력을 기다리는 과정(200)부터 반복 수행하고, 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 질의 결과 캐쉬의 크기보다 큰 경우에는 질의 결과 캐쉬의 저장 공간이 부족하므로, 교체할 질의 결과들을 하나씩 선택하는 과정들(209 ~ 215)을 반복 수행한다.If the sum of the check result 207 and the size of the query result to be replaced is less than or equal to the size of the cache, since the storage space of the query result cache remains, the query result v c is immediately stored in the query result cache (217). The process repeats the process of waiting for input of a new query result (200). If the sum of the sizes of query results to be replaced is larger than the size of the query result cache, the query result cache does not have enough storage space. The processes of selecting them one by one (209 to 215) are repeated.
상기 검사 결과(207), 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 질의 결과 캐쉬의 크기보다 큰 경우에는 질의 결과 캐쉬의 저장 공간이 부족하므로, 교체할 질의 결과들을 하나씩 선택하는 과정들(209 ~ 215)을 반복적으로 수행한다. 즉, 교체 후보 질의 결과를 선택하기 위한 다음의 과정들(209 ~ 215)을 반복적으로 실행한다.If the sum of the size of the check result 207 and the query result to be replaced is larger than the size of the query result cache, the storage space of the query result cache is insufficient. Therefore, processes of selecting query results to be replaced one by one (209 to 215) ) Repeatedly. That is, the following processes 209 to 215 for selecting the replacement candidate query result are repeatedly executed.
상기 교체할 질의 결과들을 하나씩 선택하는 과정을 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the process of selecting the query results to be replaced one by one in detail as follows.
먼저, 질의 결과들에 대한 유용성을 계산하기 위해, 가장 최근에 실행된, 기 정의된 k개(k는 1이상의 자연수)의 질의들(Q k )에 대해 교체 고려 대상 질의 결과들의 유용도를 각각 계산한 후, 그 유용도를 각 질의 결과의 크기로 나누어 단위 크기당 유용도를 계산한다(209).First, in order to calculate the usefulness of the query results, the usefulness of the replacement consideration query results for each of the most recently executed k queries ( k is a natural number of 1 or more), Q k , respectively. After the calculation, the usefulness per unit size is calculated by dividing the usefulness by the size of each query result (209).
이때, 교체 고려 대상 질의 결과 집합 V에 속한 임의의 질의 결과 v의 유용도는 Q k 에 속한 질의들에 대한 v의 재작성 이득값들의 가중합(Weighted Sum)으로 하기의 [수학식 1]에 의해 정의된다.In this case, the usefulness of any query result v in the replacement query result set V is a weighted sum of the rewrite gain values of v for the queries belonging to Q k . Is defined by.
여기서, V를 이용하여 질의 q i 를 처리하는데 있어서 V에 속한 임의의 질의 결과 v의 이득은 하기의 [수학식 2]에 의해 계산된다.Here, by using a V any gain of the query result v belonging to the V according to process the query q i is calculated by Equation (2) below.
본 발명에서는 데이터 웨어하우스에 대해 발생하는 새로운 질의들이 Q k 에 포함됨에 따라 V에 속한 질의 결과의 유용도에 미치는 기존 질의들의 영향을 감소시키기 위해 Q k 에 속한 질의들의 가중치를 지수적으로 감소시킨다.Thereby the present invention, the weights of the query belonging to Q k in order to reduce the influence of the existing query on are also useful in the query result, new queries generated for the data warehouse belonging to V according to the included in the Q k decreases exponentially .
즉, Q k 에 속한 질의 q i 에 대해 실행 후 경과된 시간을 실행 후 발생된 질의들의 개수로 측정하여 이를 t라 하고 기 정의된 감소 비율을 T라 할 때, 질의 q i 의 가중치는 하기의 [수학식 3]에 의해 계산된다.That is, when the time elapsed after the execution of the query q i belonging to Q k is measured as the number of queries generated after execution, and this is t and the predefined reduction ratio is T , the weight of the query q i is It is calculated by [Equation 3].
그리고 나서, 과정 "209"에서 계산된 단위 크기 당 유용도가 가장 작은 질의 결과(v i )를 찾아(211), 그것이 질의 결과 v c 인지 여부를 검사한다(213).Then, the query result v i having the least usefulness per unit size calculated in step 209 is found (211), and it is checked whether it is the query result v c (213).
상기 검사 결과(213), 새로운 질의 결과가 아닌 경우에는, 질의 결과 v i 를 교체 후보로 선정하여 교체 후보 질의 결과 집합(S)에 포함시키고 교체 고려 대상 질의 결과 집합(V)에서는 제외시킨다(215).If the check result 213 is not a new query result, the query result v i is selected as a replacement candidate and included in the replacement candidate query result set S and excluded from the replacement consideration query result set V (215). ).
상기 제외 결과에 따라 상기 비교 결과(207)에서 교체 고려 대상 질의 결과들의 크기의 합이 캐쉬의 크기보다 작거나 같아지면, 선택된 교체 후보 질의 결과들을 질의 결과 캐쉬에서 삭제하고 새로운 질의 결과 v c 를 캐쉬에 저장함으로써(217) 새로운 질의에 대한 캐쉬 교체 작업을 종료하고 다시 새로운 질의 결과의 입력을 기다리는 과정(200)부터 반복 수행한다.If the sum of the sizes of the replacement consideration query results in the comparison result 207 is less than or equal to the size of the cache according to the exclusion result, the selected replacement candidate query results are deleted from the query result cache and the new query result v c is cached. In step 217, the cache replacement operation for the new query is ended and the process waits for input of the new query result (200).
상기 검사 결과(213), 새로운 질의 결과인 경우, 즉 새로운 질의 q c 에 대한 질의 결과 v c 의 단위 크기 당 유용도가 가장 작을 경우, 캐쉬 교체 작업을 종료하고, 다시 입력 과정(200)부터 반복 수행한다. 즉, v c 를 질의 결과 캐쉬에 수용하지 않고 모든 기존 질의 결과들을 질의 결과 캐쉬에 그대로 유지한다.If the result of the checking 213, a new query result, that is for the new query q c vaginal If the usefulness per unit size of the result v c is the smallest, the cache replacement operation is terminated, and the process is repeated from the input process 200 again. That is, instead of accepting v c into the query result cache, all existing query results are kept in the query result cache.
한편, 본 발명에 따른 상기 캐쉬 관리 방법에서 질의 결과들에 대한 반복적인 유용도 계산을 효율적으로 실시하기 위해 재작성 이득 그래프(Rewriting Profit Graph)를 사용한다. On the other hand, in the cache management method according to the present invention uses a rewriting profit graph (Rewriting Profit Graph) to efficiently perform iterative usefulness calculation for the query results.
도 3 은 본 발명에 이용되는 재작성 이득 그래프의 일실시예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an embodiment of a rewrite gain graph used in the present invention.
재작성 이득 그래프는 가중 이분 그래프(weighted bipartite graph)의 일종으로서, 하기의 [수학식 4]에 의해 정의된다.The rewrite gain graph is a type of weighted bipartite graph, which is defined by the following equation (4).
여기서, here,
상기 재작성 이득 그래프는 교체 고려 대상 질의 결과들(V)과 가장 최근 실행된 질의들(Q k ) 사이의 이용 관계 및 질의 재작성에 따른 이득을 표현한다. 이 그래프에서, V에 속한 질의 결과 v i 를 나타내는 노드와 v i 를 이용하여 질의를 처리할 수 있는, Q k 에 속한 질의 q j 를 나타내는 노드 사이에 에지 e ij 가 존재한다. 에지 e ij 에 대한 가중치 f(e ij )는 질의 q j 에 대한 질의 결과 v i 의 재작성 이득을 나타낸다.The rewriting gain graph represents the gain according to the use and the relationship between the query rewriting replacement consider the query result of (V) with the most recent execution of the query (Q k). In this graph, an edge e ij exists between a node representing a query result v i belonging to V and a node representing a query q j belonging to Q k , which can process the query using v i . The weight f ( e ij ) for the edge e ij represents the rewrite gain of the query result v i for the query q j .
따라서, 이 그래프는 상기 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법에서 Q k 에 속한 질의들에 대한 반복적인 재작성과 질의 결과들의 유용도를 효율적으로 계산하기 위해 사용된다. 이를 위해 캐쉬 관리기(14)는 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법을 실행하면서 재작성 이득 그래프를 지속적으로 갱신 및 관리한다.Thus, the graph is used to calculate a useful degree of repetitive rewriting the query result of the query belonging to Q k of the query result of the availability-based cache management method efficiently. To this end, the cache manager 14 continuously updates and manages the rewrite gain graph while executing a usability-based query result cache management method.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 데이터 웨어하우스 시스템 등의 질의 워크로드에 나타나는 시간 지역성(Temporal Locality) 특성과 질의 결과들 사이의 계산 의존성 관계를 이용하여 최근에 발생한 질의들에 대한 각 질의 결과의 유용성을 수치적으로 계산하고 그것을 기반으로 질의 결과들을 캐쉬에 관리함으로써, 데이터 웨어하우스 시스템 등의 질의 처리 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention utilizes the temporal locality characteristic of a query workload such as a data warehouse system and the usefulness of each query result for recently generated queries by using a calculation dependency relationship between the query results. By numerically calculating and managing the query results in the cache based on this, it is possible to improve the query processing performance of data warehouse system.
도 1 은 본 발명이 적용되는 데이터 웨어하우스 시스템의 일실시예 구성도.1 is a configuration diagram of an embodiment of a data warehouse system to which the present invention is applied.
도 2 는 본 발명에 따른 유용성 기반의 질의 결과 캐쉬 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도.2 is a flow diagram of an embodiment of a usability based query result cache management method according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 이용되는 재작성 이득 그래프의 일실시예를 도시한 도면.3 illustrates one embodiment of a rewrite gain graph used in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11 : 질의 재작성기 12 : 질의 최적화기11: query rewriter 12: query optimizer
13 : 질의 실행기 14 : 캐쉬 관리기13: query executor 14: cache manager
15 : 질의 결과 캐쉬 16 : 데이터 웨어하우스15: cache query results 16: data warehouse
17 : 메타정보 저장소17: Meta Information Repository
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