向量计算Array OLAP查询处理技术

多核和众核处理器成为新的具有强大并行处理能力的大内存计算平台的主流配置。多核处理器遵循以LLC（Last Level Cache,最后一级cache）大小为中心的优化技术,而众核处理器,如Phi、GPU协处理器,则采用较小的cache并以更多的硬件级线程来掩盖内存访问延迟的设计。随着处理核心数量的增长,计算框架更倾向于面向大规模处理核心的、代码执行效率高并且扩展性强的设计思想。提出了一种基于数组存储和向量处理的内存分析处理框架Array OLAP,简化OLAP的存储模型和查询处理模型。在Array OLAP计算框架中,维表规范化为基于向量的维过滤器,事实表规范化为带有多维索引的度量属性。通过多维索引计算,一个多维查询被简化为事实表上的向量索引扫描并根据度量表达式进行聚集计算。规范化的向量查找和向量索引扫描具有较好的代码执行效率,并且阶段化的处理模型更好地适应不同的计算平台,将计算阶段分配给最适合的计算平台。同时,Array OLAP是一种面向数据仓库模式特点的设计,向量处理模型设计简单,对于数据仓库维表较小且增长缓慢的特点具有较好的效率。描述了在不同平台上的Array OLAP计算框架并且通过基准测试评估Array OLAP的性能,通过与当前的内存分析型数据库的性能对比,Array OLAP性能超过主流的内存分析型数据库并且可以平滑地迁移到新的硬件平台。     

分布式聚集函数支持的内存OLAP并行查询处理技术

根据OLAP查询的特点和内存数据库的性能特征提出了由多个内存数据库组成的并行OLAP查询处理系统,将OLAP应用中的多维聚集查询分布到各个计算节点并行进行聚集计算,并将聚集计算的结果进行合并输出.与其他并行处理方法相比,该算法充分利用OLAP DB结构中维表远小于事实表的特性,根据数据库中事实表的数据量和节点的数据处理能力进行水平数据库分片,并根据聚集函数的可分布计算特性提高查询处理的并行度,延迟并行查询处理中的合并过程,充分利用节点的并行处理能力,减少并行查询处理过程中的数据通信量,提高系统并行查询处理性能.该算法易于实现,具有较好的可扩展性和性能,适用于企业级海量数据处理领域的需求.     

基于Spark的实时视频分析系统

视频监控技术在交通管理、公共安全、智慧城市等方面有着广泛的应用前景,且向着智能识别、实时处理、大数据分析的方向发展. 本文针对大规模实时视频监控提出了新的解决方案. 基于Spark streaming流式计算、分布式存储及OLAP框架,使多路视频处理在可扩展性、容错性及数据多维聚合分析上具有明显的优势. 系统根据视频处理算法划分为单机处理与分布式处理. 并将视频图像处理与数据分析耦合,利用Kafka消息队列与Spark streaming完成对多路视频输出数据的进一步操作. 结合分布式存储方案,并利用OLAP框架实现对海量数据实时多维聚合分析与高效实时查询.     

一个面向OLAP的多维层次聚簇存储模式

文献[2]针对ROLAP提出的多维层次聚簇存储模式（MHC）,极大地提高了查询效率。然而与ROLAP相比,MOLAP往往具有更高的存储效率和查询效率。这让人自然地联想到：如果能构造一个集二者优点为一身的混合型OLAP系统,以实现MHC,也许能进一步提高系统性能。作为这一设想的探索性研究,本文利用ORDBMS的可扩展性实现了这一原形系统：多维数据按维层次分块聚簇,其中每个分块以数组ADT存储,分块间以B^＋树索引聚簇。实验表明,本文提出的MHC实现能有效减少存储空间,进一步提高查询性能。     

基于层次有序维的分组聚集算法

在联机分析处理(OLAP)中,有效地维度模型对海量数据的即席复杂分组聚集查询起着关键的作用.在偏序和映射的基础上,通过定义层次有序维,提出一种基于层次有序维的分组聚集算法.该算法利用维属性之间的聚集关系,通过约束层次链中的元素次序,实现了分组聚集计算中多表连接转换为维范围的查询,提高了连接和聚集效率.最后,实验结果验证了该算法的有效性.     

可扩展并行内存数据库系统:ScaMMDBⅡ

面对OLAP海量数据查询处理的请求与单机内存容量有限的矛盾,设计了ScaMMDBⅡ系统.ScaMMDBⅡ系统将在单一节点上进行的包含可分布式聚集函数的海量数据OLAP查询操作转换为在多个节点子CUBE上并行执行的OLAP查询以及查询结果的合并运算,以此达到简化系统复杂度和提高查询的并行执行能力的目的;除此之外, ScaMMDBⅡ通过迭代的中值计算方法还能够处理不可分布式计算的聚集函数Median.通过分而治之的思想, ScaMMDBⅡ有效地解决了容量与性能之间的矛盾,并且具有高可扩展性.     

一种基于间接索引桶的OLAP查询算法

提高多表连接和聚集操作性能是OLAP查询中的关键问题之一。本文提出了一种基于间接索引桶的OLAP分组聚集查询算法MIBGA。该算法将维层次编码和事实表标识符分组集合进行有效结合，用间接索引桶代替目前流行的位图连接索引，并通过分组属性位图的位操作方式来快速完成OLAP查询。分析表明，该方法压缩了索引的存储空间，减少了I／O开销，有效地提高了多表连接的查询效率。     

并行数据仓库Para Ware系统的查询优化

1.引言数据仓库作为支持OLAP应用的系统,它所面对的数据往往都具有很大的规模。如何快速地得到查询结果,一直是人们研究的一个重要方向。在已有的研究中,已经相继提出了使用实体化视图和各种有效的索引技术来提高查询响应性能。使用实体化视图是通过数据的冗余存储,对于常用的聚集数据进行预计算,使用预计算结果响应用户查询。而索引技术也主要是应用在存储层上的,如在文[4]中提到在存储层中使用bitmap索引提取相关数据的方法。而在查询处理逻辑层次上的优化技术目前研究得还比较少。在文[3]中提到了使用缓存技术,减少磁盘I/O及通信代价,提高查询效率的方法,这个     

一种基于维层次编码的OLAP聚集查询算法

联机分析处理(OLAP)查询往往需在海量数据上进行即席的复杂分组聚集查询，在其SQL语句中通常包含多表连接和分组聚集操作，因而减少多表连接和压缩关键字，以及对查询数据进行有效地分组聚集操作，成为ROLAP查询处理的关键问题。提出了一种基于维层次编码的新型预分组聚集算法DHEPGA．DHEPGA算法充分利用了编码长度较小的维层次编码及其前缀，来快速检索出与查询关键字相匹配的维层次编码，求得维层次属性的查询范围，减少了I／O开销，提高了OLAP查询效率。理论分析和实验结果表明，DHEPGA算法性能是非常有效的。     

数字地球系统中海量数据存储与传输方案研究

文中目的是设计一种基于四叉树索引的海量数据存储和传输方案,并将其应用在自主开发的数字地球系统中。使用四叉树索引完成海量影像与高程数据的存储方案设计,并在此基础上设计了一种基于海量数据的传输方案。该方案在数字地球系统的展示效果表明,这种基于四叉树索引技术的海量数据存储技术以及网络传输方案,能够满足影像、高程数据实时可视化的需要,并且利于确定视野可见范围内的地图块位置,利用截锥裁剪技术减少系统渲染的数据量,提高系统的执行效率。该方案在数字地球系统中发挥了重要作用,有一定的实用价值。     

大数据分析的分布式MOLAP技术

大数据的规模效应给数据存储、管理以及数据分析带来了极大的挑战,学界和业界广泛采用分布式文件系统和MapReduce编程模型来应对这一挑战.提出了大数据环境中一种基于Hadoop分布式文件系统（HDFS）和MapReduce编程模型的分布式MOLAP技术,称为DOLAP（distributed OLAP）.DOLAP采用一种特殊的多维模型完成维和度量的映射;采用维编码和遍历算法实现维层次上的上卷下钻操作;采用数据分块和线性化算法将维和度量保存在分布式文件系统中;采用数据块选择算法优化OLAP的性能;采用MapReduce编程模型实现OLAP操作.描述了DOLAP在科学数据分析的应用案例,并与主流的非关系数据库系统进行性能对比.实验结果表明,尽管数据装载性能略显不足,但DOLAP的性能要优于基于HBase,Hive,HadoopDB,OLAP4Cloud等主流非关系数据库系统实现的OLAP性能.     

采用多服务器提高小型OLAP系统综合性能的研究

本文介绍了采用三个服务器并行处理方式的小型OLAP系统，此系统占用最小的存储空间，具有最短的处理时间和最快查速度，除有效地解决了传统系统中请求中子数据聚合的查询速度慢的问题外，同时还满足了系统的可靠性和不间为运地数据更新的要求，文中详细地描述了系统的结构，原理，性能，设计要点和实验结果。     

一种改进的分组序号聚集算法

ROLAP是OLAP（联机分析处理）中使用最广泛的一种类型,其主要功能是管理决策所需要的总结数据。总结数据一般都涉及多表连接和分组聚集操作,提高这些操作的性能成为提高OLAP操作响应速度的关键。为此,提出一种基于分组序号的新聚集算法IMuGA。算法充分利用时间维表特殊性,通过对事实表关键字直接获得分组属性值,减少了多表连接中时间维度的连接次数,提高了联机分析处理查询效率。实验结果表明,该算法是有效的。     

一种并行处理多维连接和聚集操作的有效方法

随着并行计算算法的完善和廉价、功能强大的多处理机系统的成熟，使得采用多处理机系统来并行处理多维数据仓库的连接和聚集操作成为当前有效提高OLAP查询处理性能的首选技术．为此，提出一种降低连接和聚集操作开销的并行算法PJAMDDC(parallel join and aggregation for multi-dimensional data cube)．算法充分考虑了多维数据立方体的存储机制和多处理机分布系统的结构特点，在原有聚集计算多维数据立方体的搜索点阵逻辑结构的基础上，采用多维数据仓库的层次联合代理(hierarchy combined surrogate)和对立方体的搜索点阵进行加权的方法，使得立方体数据在多个处理机间的分配达到最佳的状态，从而在分割多维数据的同时，提高了并行处理多维连接和聚集操作的效率．算法实验评估表明，PJAMDDC算法并行处理多维数据仓库的连接和聚集操作是有效的．     

用于数据仓储的一种改进的多维存储结构

对于数据仓库中数据的物理存储组织,目前主要有关系和多维数组两种方式.这两种方式各有自己的优缺点,从提高联机分析处理(online analytical processing,简称OLAP)查询处理性能的角度出发,多维数组方式相对较优,目的主要是解决数据仓库的多维存储结构问题.针对当前多维数组存储组织方式存在的一些问题,提出了Cube(立方体)逻辑存储和物理存储的概念,首先将原多维数据空间划分为逻辑子空间,逻辑块再划分为多个物理块.在物理存储时充分考虑了多维数组的大容量和高稀疏度的问题,并采用新的多维数组的分布和压缩方法.这些概念和方法有效地解决了维内部层次结构的聚集操作和Cube操作的效率问题,显著提高了涉及维内部层次的聚集查询的响应速度,同时还解决了增量维护的效率问题.     

一种数据仓库的多维数据模型

数据模型是数据仓库研究的核心问题之一.很多研究表明,传统数据模型(如实体联系模型和关系模型)不能有效地表示数据仓库的数据结构和语义,也难以有效地支持联机分析处理(on-line analysis processing,简称OLAP).最近,人们提出了几种多维数据模型.但是,这些多维数据模型在表示数据仓库的复杂数据结构和语义以及OLAP操作方面仍显不足.该文以偏序和映射为基础,提出了一种新的多维数据模型.该数据模型能够充分表达数据仓库的复杂数据结构和语义,并提供一个以OLAP操作为核心的操作代数,支持层次结构间的复杂聚集操作序列,能够有效地支持OLAP应用.该数据模型支持聚集函数约束的概念,提供了表示层次结构间聚集函数约束的机制.     

基于社区划分的联机分析处理查询优化方案

针对P2P环境下的联机分析处理（OLAP）查询节点数目不断增加时,易造成网络拥塞、查询效率降低的问题,提出一种基于社区划分的OLAP查询优化方案。该方案构建一个虚拟的社区网,并在此结构上设计了一种基于社区划分的多维数据集(CPDS)的OLAP查询优化算法。实验结果表明,该算法能有效避免因网络节点数目递增而导致的网络负载加剧问题,能有效地减少网络拥塞,优化了OLAP的查询效率,进一步提高P2P环境下OLAP的决策分析性能。     

OLAP在企业中的多维数据分析研究

分析了OLAP的特点,进行数据仓库存储方式的构建和多维数据分析功能的实现。引入动态的OLAP多维视图分析,决策者可以从各种维度对销售数据进行审视,进行切片、切块、旋转和钻取等OLAP基本分析操作。文章介绍了组织用于OLAP的多维数据结构。用OLAP进行销售数据多维数据分析。