[發明專利]層次窗口數據庫查詢進行

在審

• 申請號: 201710579965.4
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107798044A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: R.布魯內爾;N.梅
• 申請（專利權）人: SAP歐洲公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 邵亞麗

相關申請

本申請要求如下美國專利申請的優先權：于2016年7月18日提交的題 為“主存關系數據庫中的索引輔助層次計算(Index-Assisted Hierarchical Computations in Main Memory Relational Databases)”的美國專利申請序列號 62/363,730，其內容通過引用全文并入。

背景技術

在商業和科學應用中，層次(hierarchies)出現在許多場景中：例如，組 織或財務數據通常層次地組織，而科學常規地在分類法中使用層次，例如針 對動物物種。在底層關系數據庫管理系統(underlying relational database management system，RDBMS)中，它們使用關系樹編碼而在層次表中表示。 特別是在分析應用程序中查看典型查詢時，注意層次主要用于兩個目的。第 一個是結構模式匹配，即基于它們在層次中的位置來過濾和匹配行。第二個 是層次計算：傳播測量和進行類似聚合計算以及層次維度。為了在RDBMS 層面上解決兩個目的，需要解決兩個挑戰，即(1)用戶如何在SQL中直觀、 簡潔地表達任務(表達力(expressiveness))？和(2)引擎如何有效率地處 理這些SQL查詢(效率)？

關于模式匹配查詢，兩者可以被認為被充分解決了，因為它們歸結為例 如“是子代(is-descendant)”的層次軸上的直接過濾器和結構連接，并且適 當的索引和連接運算符的技術被很好地研究。層次計算就不能這樣考慮。為 了計算的目的，層次節點的子集與要傳播或聚合的值動態關聯，并且可能被 過濾。在分析應用程序中，這一直是一個常規任務：維度層次通常由非規范 化的級別表(如城市-州-國家-大陸)建模。然后可以使用SQL的基本分組機 制(特別是ROLLUP)來表達某些計算。然而，這對于超出簡單匯總的計算 是不夠的，特別是當層次不被組織成級別而呈現不規則結構——其中一個級 別上的節點可能具有不同類型——和任意深度時。考慮圖1的圖100中的層 次。假設希望計算附加到葉子上的某些值的加權和-如何能夠呈現并入邊(edge)權重的匯總公式？這很快在SQL中變得非常困難。想到的一個工具 是遞歸的常用表表達式(recursive common table expression，RCTE)。然而， 更復雜的類似聚合計算往往會導致復雜的、本質上低效的語句。缺少RDBMS 支持，今天的用戶使用存儲過程(stored procedure)或客戶端代碼作為解決方 法。這些不僅表達力不足，而且忽視了已知的層次，從而在效率方面受到阻 礙。

發明內容

目前的主題通過增強RDBMS后端來解決關于任意不規則層次的復雜計 算的表達力和效率的問題。當前方法的基礎是數據模型和SQL結構，其允許 用戶方便地定義和查詢任意層次。這種安排開辟了新的機會：后端變得意識 到層次結構，并且可以依賴于用于查詢處理的強大的索引方案。下面介紹了 層次計算和對應的SQL結構的概念，可以將其轉換為關系代數中的結構分組 操作。結構分組的有效估計可能需要索引輔助的物理代數運算符。

在一個方面，由數據庫接收以表格的形式請求數據的查詢，其中，在表 格中，每行與節點層次的不同節點相關，查詢指定層次窗口子句和包含由層 次窗口子句指定的層次窗口上的窗口函數的至少一個表達式。然后基于層次 窗口子句，在窗口化表格中構造行的至少一部分的有向無環圖。然后，基于 查詢指定的表達式通過累積來自穿過有向無環圖的邊的行的數據，獲得響應 于查詢的結果。然后可以提供包含所獲得結果的至少一部分的數據。

有向無環圖可以顯式地構造或不顯式地構造。

層次窗口子句可以指定其內容表示行在節點層次中的位置的行字段；通 過這個布置，有向無環圖的結構可以從節點層次的結構派生。層次窗口子句 可以進一步指定穿過構造的有向無環圖的期望數據流的方向。期望數據流的 方向可以遵循節點層次的邊的方向。期望數據流的方向可以遵循節點層次的 反向邊的方向。

穿過有向無環圖的數據流可以繞過節點層次的至少一個中間節點。

提供數據可以包括以下中的至少一個：持久化所獲得結果的至少一部分、 將所獲得結果的至少一部分加載到存儲器中、將所獲得結果的至少一部分傳 送到遠程計算系統、或者將所獲得結果的至少一部分顯示在電子視覺顯示器 中。

查詢還可以指定窗口分區子句，并且根據窗口分區子句對存儲在節點層 次中的數據進行分區，其中，節點層次的所生成的有向無環圖基于所分區的 數據。