SQL Server數據庫的三種版本及OLAP方法的研究

1、SQL Server數據庫的三種版本及OLAP方法的研究鄭?。ū本煼洞髮W，北京 100875）摘要：SQL Server 是一個全面的、集成的、端到端的數據解決方案，它為企業(yè)中的用戶提供了一個安全、可靠和高效的平臺用于企業(yè)數據管理和商業(yè)智能應用。OLAP(聯機分析處理)是針對特定問題的聯機數據訪問和分析。通過對信息(維數據)的多種可能的觀察形式進行快速、穩(wěn)定一致和交互性的存取，允許管理決策人員對數據進行深入觀察。本文介紹了自2000年以來SQL Server數據庫的三種版本（SQL Server 2000、SQL Server 2005、和SQL Server 2008）的各自的特性和優(yōu)點，

2、及其功能差別。通過在SQL Server 2008版上研究其OLAP的主要分析方法。關鍵詞：SQL Server; OLAP;SQL Server是一個關系數據庫管理系統(tǒng)。它最初是由Microsoft、Sybase和Ashton-Tate三家公司共同開發(fā)的，于1988年推出了第一個OS/2版本。在Windows NT推出后，Microsoft與Sybase在SQL Server的開發(fā)上就分道揚鑣了，Microsoft將SQL Server移植到Windows NT系統(tǒng)上，專注于開發(fā)推廣SQL Server的Windows NT版本。Sybase則較專注于SQL Server在UNIX 操作系統(tǒng)

3、上的應用。1. 引言2000年初，微軟發(fā)布了其第一個企業(yè)級數據庫系統(tǒng)SQL Server 2000，其中包括企業(yè)版、標準版、開發(fā)版、個人版四個版本，同時包括數據庫服務、數據分析服務和英語查詢三個重要組成。此外，它還提供豐富的管理工具，對開發(fā)工具提供全面的支持，對于Internet應用提供不錯的運行平臺，對于XML數據也提供了基礎的支持。借助這個版本，SQL Server成為了最廣泛使用的數據庫產品之一，也牢固樹立了它在數據庫產品中“三駕馬車”居其一的地位。該版本繼承了之前版本的優(yōu)點，同時又比它增加了許多更先進的功能。具有使用方便可伸縮性好與相關軟件集成程度高等優(yōu)點，可跨越從運行Microsof

4、t Windows 98 的膝上型電腦到運行Microsoft Windows 2000 的大型多處理器的服務器等多種平臺使用。2005年，五年之后，在整個應用開發(fā)環(huán)境幾乎已經“變了人間”之后，微軟發(fā)布了新一代數據庫產品SQL Server 2005，為IT專家和信息工作者帶來了強大的、熟悉的工具，同時減少了在從移動設備到企業(yè)數據系統(tǒng)的多平臺上創(chuàng)建、部署、管理及使用企業(yè)數據和分析應用程序的復雜度。 通過全面的功能集、和現有系統(tǒng)的集成性、以及對日常任務的自動化管理能力，SQL Server 2005 為不同規(guī)模的企業(yè)提供了一個完整的數據解決方案。SQL Server 2005不難看出，僅從開發(fā)周

5、期上SQL Server 2005已經是慢工出的細活，就在發(fā)布了SQL Server 2005不久，微軟服務器產品資深副總裁Paul Flessner先生就微軟的數據平臺遠景和發(fā)展路線圖進行了明確說明要通過支持不斷增大的存儲、更多設備間的操作交易性（例如：RFID設備）、更加智能化和移動化的方法，實現微軟在數據庫領域的遠景目標“Your Data, Any Place, Any Time”。2008年，SQL Server 2008即將于第三季度正式發(fā)布，SQL Server 2008是一個重大的產品版本，它是一個全面的數據庫平臺，使用集成的商業(yè)智能(BI)工具提供了企業(yè)級的數據管理。SQL

6、Server 2008數據庫引擎為關系型數據和結構化數據提供了更安全可靠的存儲功能，可以構建和管理用于業(yè)務的高可用和高性能的數據應用程序。它推出了許多新的特性和關鍵的改進，使得它成為至今為止的最強大和最全面的SQL Server版本。2. SQL Server數據庫的三種版本及其特性自2000年以來，SQL Server數據庫提供了三種常用的版本，分別是：SQL Server 2000、SQL Server2005和SQL Server 2008。隨著版本的不斷更新以及新功能的加入，越來越方便人們管理和操作數據庫。2.1 SQL Server 2000的特性(1) Internet 集成SQL

7、 Server 2000 數據庫引擎提供完整的XML 支持。它還具有構成最大的Web 站點的數據存儲組件所需的可伸縮性、可用性和安全功能。SQL Server 2000 程序設計模型與 Windows DNA 構架集成，用以開發(fā) Web 應用程序，并且SQL Server 2000 支持 English Query 和 Microsoft 搜索服務等功能，在Web 應用程序中包含了用戶友好的查詢和強大的搜索功能。(2) 可伸縮性和可用性同一個數據庫引擎可以在不同的平臺上使用，從運行 Microsoft Windows® 98 的便攜式電腦，到運行 Microsoft Windo

8、ws 2000 數據中心版的大型多處理器服務器。SQL Server 2000 企業(yè)版支持聯合服務器、索引視圖和大型內存支持等功能，使其得以升級到最大 Web 站點所需的性能級別。(3) 企業(yè)級數據庫功能SQL Server 2000 關系數據庫引擎支持當今苛刻的數據處理環(huán)境所需的功能。數據庫引擎充分保護數據完整性，同時將管理上千個并發(fā)修改數據庫的用戶的開銷減到最小。SQL Server 2000 分布式查詢使您得以引用來自不同數據源的數據，就好象這些數據是 SQL Server 2000 數據庫的一部分，同時分布式事務支持充分保護任何分布式數據更新的完整性。復制同樣使您得以維護多個數據復本，

9、同時確保單獨的數據復本保持同步?？蓪⒁唤M數據復制到多個移動的脫接用戶，使這些用戶自主地工作，然后將他們所做的修改合并回發(fā)布服務器。(4) 易于安裝部署和使用SQL Server 2000 中包括一系列管理和開發(fā)工具，這些工具可改進在多個站點上安裝、部署、管理和使用 SQL Server 的過程。SQL Server 2000 還支持基于標準的、與 Windows DNA 集成的程序設計模型，使 SQL Server 數據庫和數據倉庫的使用成為生成強大的可伸縮系統(tǒng)的無縫部分。這些功能使您得以快速交付 SQL Server 應用程序，使客戶只需最少的安裝和管理開銷即可實現這些應用程序。(5) 數據

10、倉庫 SQL Server 2000 中包括析取和分析匯總數據以進行聯機分析處理 (OLAP) 的工具。SQL Server 中還包括一些工具，可用來直觀地設計數據庫并通過 English Query 來分析數據。SQL Server 2000版本具有如下一些優(yōu)點：(1) 高性能設計，可充分利用WindowsNT的優(yōu)勢。 (2) 系統(tǒng)管理先進，支持Windows圖形化管理工具，支持本地和遠程的系統(tǒng)管理和配置。(3) 強壯的事務處理功能，采用各種方法保證數據的完整性。(4) 支持對稱多處理器結構、存儲過程、ODBC，并具有自主的SQL語言。 SQLServer以其內置的數據復制功能、強大的管理工

11、具、與Internet的緊密集成和開放的系統(tǒng)結構為廣大的用戶、開發(fā)人員和系統(tǒng)集成商提供了一個出眾的數據庫平臺。2.2 SQL Server 2005的特性(1) 企業(yè)數據管理表1. 管理上的特性技術性能高可用性SQL Server 2005的失敗轉移集群和數據庫鏡像技術確保企業(yè)向員工、客戶和合作伙伴提交高度可靠和可用的應用系統(tǒng)。管理工具SQL Server 2005引進了一套集成的管理工具和管理應用編程接口（APIs），以提供易用性、可管理性、及對大型SQL Server配置的支持。安全性增強SQL Server 2005旨在通過數據庫加密、更加安全的默認設置、加強的密碼政策和細化許可控制、及

12、加強的安全模型等特性，為企業(yè)數據提供最高級別的安全性?？缮炜s性SQL Server 2005可伸縮性的先進性包括表格分區(qū)、復制能力的增強和64位支持。(2) 開發(fā)人員生產力 表2. 開發(fā)上的特性技術性能Common Language Runtime (CLR)集成SQL Server 2005引入了使用Microsoft .NET 語言來開發(fā)數據庫目標的性能。深入的XML集成SQL Server 2005提供一種新的XML數據類型，使在SQL Server數據庫中存儲XML片段或文件成為可能。Transact-SQL增強新的查詢類型和在交易過程中使用錯誤處理的功能，為開發(fā)人員在SQL Serv

13、er查詢開發(fā)方面提供了更高的靈活性和控制力。SQL 服務代理SQL服務代理為各個級別的可伸縮性提供一種創(chuàng)新的、分發(fā)的、異步的應用系統(tǒng)體系結構。 (3) 商務智能表3. 商務智能上的特性技術性能分析服務分析服務對數據倉庫、商務智能和line-of-business解決方案的可伸縮性、可管理性、可靠性、可用性和可規(guī)劃性提供擴展。數據轉換服務（DTS）對DTS結構合工具的全部重新設計為開發(fā)人員和數據庫管理員提供了增強的靈活性和可管理性。報表服務報表服務是一種新的報表服務器和工具箱，用于創(chuàng)建、管理和配置企業(yè)報告。數據挖掘數據挖掘的功能得以增強，主要歸功于四種新的運算法則、改進的數據模型和處理工具。2.

14、3 SQL Server 2008的特性SQL Server 2008出現在微軟數據平臺愿景上是因為它使得公司可以運行他們最關鍵任務的應用程序，同時降低了管理數據基礎設施和發(fā)送觀察和信息給所有用戶的成本。對于SQL Server系統(tǒng)而言，SQL Server 2008已經不簡單的是一個數據存儲倉庫，它可以通過新增的功能逐漸演化成更加智能的數據平臺。SQL Server 2008在設置和安裝方面都做了大量的改進，將配置數據和引擎分開，從而使得創(chuàng)建基本的未配置系統(tǒng)的磁盤映像變成可能，將數據分布到多個服務器也變得更加容易。改版本具有以下特點：(1) SQL Server集成服務SQL Server集

15、成服務(SSIS)是一個嵌入式應用程序，用于開發(fā)和執(zhí)行ETL(解壓縮、轉換和加載)包。SSIS代替了SQL 2000的DTS（數據轉換服務）。整合服務功能既包含了實現簡單的導入導出包所必需的Wizard導向插件、工具以及任務，也有非常復雜的數據清理功能。另外，SQL Server 2008集成服務有很大的改進和增強，在執(zhí)行程序方面能夠更好地并行執(zhí)行，這樣的功能在SQL Server 2005集成服務中，數據管道不能跨越兩個處理器。而SSIS 2008能夠在多處理器機器上跨越兩個處理器，而且它在處理大件包上面的性能得到了提高。Lookup功能也得到了改進。Lookup是SSIS一個常用的獲取相關

16、信息的功能。Lookup在SSIS應用中很常見，而且可以處理上百萬行的數據集，但是性能方面可能很差。SQL Server 2008對Lookup的性能作出很大的改進，而且能夠處理不同的數據源，包括ADO.NET，XML，OLEDB和其他SSIS壓縮包。(2) 分析服務SQL Server分析服務(SSAS)為商業(yè)智能應用程序提供聯機分析處理(OLAP) 和數據挖掘功能。在新一版的SQL Server 2008中也得到了很大的改進和增強。IB堆疊做出了改進，性能得到很大提高，而硬件商品能夠為Scale out管理工具所使用。Block Computation也增強了立體分析的性能。(3) 報表服

17、務SSRS(SQL Server 報表服務)的處理能力和性能得到改進，使得大型報表不再耗費所有可用內存。另外，在報表的設計和完成之間有了更好的一致性。SQL SSRS 2008還包含了跨越表格和矩陣的TABLIX。Application Embedding允許用戶點擊報表中的URL鏈接調用應用程序。(4) Office 的集成SQL Server 2008能夠與Microsoft Office 2007完美地結合。例如，SQL Server Reporting Server能夠直接把報表導出成為Word文檔。而且使用Report Authoring工具，Word和Excel都可以作為SSRS報

18、表的模板。Excel SSAS新添了一個數據挖掘插件，還提高了其性能。(5) 數據加密允許加密整個數據庫、數據文件或日志文件，無需更改應用程序。這樣做的好處包括：同時使用范圍和模糊搜索來搜索加密的數據，從未經授權的用戶搜索安全的數據，可以不更改現有應用程序的情況下進行數據加密。(6) 熱添加CPU 允許CPU資源在支持的硬件平臺上添加到 SQL Server 2008，以動態(tài)調節(jié)數據庫大小而不強制應用程序宕機。注意，SQL Server已經支持在線添加內存資源的能力。(7) 審計除了登錄/登出和權限更改的標準審計外，SQL Server 2008允許監(jiān)控數據的更改或訪問。通過DDL創(chuàng)建和管理審

19、計，同時通過提供更全面的數據審計來簡化遵從性。(8) 數據壓縮對于SQL Server的數據壓縮而言，主要的目的是實際的表的尺寸的減小。據微軟所說，使用壓縮時會輕微的增加CPU的使用，整個系統(tǒng)的性能會因為I/O的減少而得多提升。更有效地存儲數據，并減少數據的存儲需求。數據壓縮還為大I/O邊界工作量（例如數據倉庫）提供極大的性能提高。(9) 資源管理器SQL Server 2008里資源管理器是嶄新的。管理器用于限制用戶或用戶組使用高級別的資源。能夠監(jiān)視的項目包括CPU帶寬、超時等待、執(zhí)行時間、阻塞時間和空閑時間。如果達到資源管理器的閾值，系統(tǒng)可以觸發(fā)一個事件或停止進程。在資源管理器里使用的一系

20、列的步驟將在以后的文章里介紹。由此可見，SQL Server 2008系統(tǒng)依靠的技術更新為用戶提供對于管理數據和功能變革的全面挑戰(zhàn)。具有在關鍵領域方面的顯著的優(yōu)勢，SQL Server 2008是一個可信任的、高效的、智能的數據平臺。SQL Server 2008是微軟數據平臺愿景中的一個主要部分，旨在滿足目前和將來管理和使用數據的需求。它推出了許多新的特性和關鍵的改進，使得它成為至今為止的最強大和最全面的SQL Server版本。3. 聯機分析處理(OLAP)60年代，關系數據庫之父E.F.Codd提出了關系模型，促進了聯機事務處理(OLTP)的發(fā)展(數據以表格的形式而非文件方式存儲)。19

21、93年，E.F.Codd提出了OLAP概念，認為OLTP已不能滿足終端用戶對數據庫查詢分析的需要，SQL對大型數據庫進行的簡單查詢也不能滿足終端用戶分析的要求。用戶的決策分析需要對關系數據庫進行大量計算才能得到結果，而查詢的結果并不能滿足決策者提出的需求。因此，E.F.Codd提出了多維數據庫和多維分析的概念，即OLAP。 OLAP的概念OLAP(聯機分析處理) 是使分析人員、管理人員或執(zhí)行人員能夠從多種角度對從原始數據中轉化出來的、能夠真正為用戶所理解的、并真實反映企業(yè)維特性的信息進行快速、一致、交互地存取，從而獲得對數據的更深入了解的一類軟件技術。(OLAP委員會的定義)

22、OLAP的目標是滿足決策支持或多維環(huán)境特定的查詢和報表需求，它的技術核心是“維”這個概念，因此OLAP也可以說是多維數據分析工具的集合。3.2 OLAP的作用聯機分析處理是共享多維信息的、針對特定問題的聯機數據訪問和分析的快速軟件技術。它通過對信息的多種可能的觀察形式進行快速、穩(wěn)定一致和交互性的存取，允許管理決策人員對數據進行深入觀察。決策數據是多維數據，多維數據就是決策的主要內容。OLAP專門設計用于支持復雜的分析操作，側重對決策人員和高層管理人員的決策支持，可以根據分析人員的要求快速、靈活地進行大數據量的復雜查詢處理，并且以一種直觀而易懂的形式將查詢結果提供給決策人員，以便他們準確掌握企業(yè)

23、（公司）的經營狀況，了解對象的需求，制定正確的方案。聯機分析處理具有靈活的分析功能、直觀的數據操作和分析結果可視化表示等突出優(yōu)點，從而使用戶對基于大量復雜數據的分析變得輕松而高效，以利于迅速做出正確判斷。它可用于證實人們提出的復雜的假設，其結果是以圖形或者表格的形式來表示的對信息的總結。它并不將異常信息標記出來，是一種知識證實的方法。3.3 OLAP的特點(1) 快速性:用戶對OLAP的快速反應能力有很高的要求。系統(tǒng)應能在5秒內對用戶的大部分分析要求做出反應。(2) 可分析性:OLAP系統(tǒng)應能處理與應用有關的任何邏輯分析和統(tǒng)計分析。(3) 多維性:多維性是OLAP的關鍵屬性。系統(tǒng)必須提供對數據

24、的多維視圖和分析,包括對層次維和多重層次維的完全支持。(4) 信息性:不論數據量有多大，也不管數據存儲在何處，OLAP系統(tǒng)應能及時獲得信息，并且管理大容量信息。3.4 OLAP多維數據結構(1) 超立方結構(Hypercube) 超立方結構指用三維或更多的維數來描述一個對象,每個維彼此垂直。數據的測量值發(fā)生在維的交叉點上,數據空間的各個部分都有相同的維屬性。(收縮超立方結構。這種結構的數據密度更大,數據的維數更少,并可加入額外的分析維)。(2) 多立方結構(Multicube)即將超立方結構變?yōu)樽恿⒎浇Y構。面向某一特定應用對維進行分割, 它具有很強的靈活性,提高了數據(特別是稀疏數據)的分析效率。3.5 OLAP多維數據分析(1) 切片和切