SQL Server數(shù)據(jù)庫的三種版本及OLAP方法的研究

1、SQL Server數(shù)據(jù)庫的三種版本及OLAP方法的研究鄭?。ū本煼洞髮W(xué)，北京 100875）摘要：SQL Server 是一個全面的、集成的、端到端的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)管理和商業(yè)智能應(yīng)用。OLAP(聯(lián)機(jī)分析處理)是針對特定問題的聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)訪問和分析。通過對信息(維數(shù)據(jù))的多種可能的觀察形式進(jìn)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(shù)據(jù)進(jìn)行深入觀察。本文介紹了自2000年以來SQL Server數(shù)據(jù)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(diǎn)，

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(guān)鍵詞：SQL Server; OLAP;SQL Server是一個關(guān)系數(shù)據(jù)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(yáng)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(yīng)用。1. 引言2000年初，微軟發(fā)布了其第一個企業(yè)級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQL Server 2000，其中包括企業(yè)版、標(biāo)準(zhǔn)版、開發(fā)版、個人版四個版本，同時包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)、數(shù)據(jù)分析服務(wù)和英語查詢?nèi)齻€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(yīng)用提供不錯的運(yùn)行平臺，對于XML數(shù)據(jù)也提供了基礎(chǔ)的支持。借助這個版本，SQL Server成為了最廣泛使用的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品之一，也牢固樹立了它在數(shù)據(jù)庫產(chǎn)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(diǎn)，同時又比它增加了許多更先進(jìn)的功能。具有使用方便可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點(diǎn)，可跨越從運(yùn)行Microsof

4、t Windows 98 的膝上型電腦到運(yùn)行Microsoft Windows 2000 的大型多處理器的服務(wù)器等多種平臺使用。2005年，五年之后，在整個應(yīng)用開發(fā)環(huán)境幾乎已經(jīng)“變了人間”之后，微軟發(fā)布了新一代數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品SQL Server 2005，為IT專家和信息工作者帶來了強(qiáng)大的、熟悉的工具，同時減少了在從移動設(shè)備到企業(yè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的多平臺上創(chuàng)建、部署、管理及使用企業(yè)數(shù)據(jù)和分析應(yīng)用程序的復(fù)雜度。 通過全面的功能集、和現(xiàn)有系統(tǒng)的集成性、以及對日常任務(wù)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(shù)據(jù)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(jīng)是慢工出的細(xì)活，就在發(fā)布了SQL Server 2005不久，微軟服務(wù)器產(chǎn)品資深副總裁Paul Flessner先生就微軟的數(shù)據(jù)平臺遠(yuǎn)景和發(fā)展路線圖進(jìn)行了明確說明要通過支持不斷增大的存儲、更多設(shè)備間的操作交易性（例如：RFID設(shè)備）、更加智能化和移動化的方法，實(shí)現(xiàn)微軟在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的遠(yuǎn)景目標(biāo)“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(chǎn)品版本，它是一個全面的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)管理。SQL

6、Server 2008數(shù)據(jù)庫引擎為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了更安全可靠的存儲功能，可以構(gòu)建和管理用于業(yè)務(wù)的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。它推出了許多新的特性和關(guān)鍵的改進(jìn)，使得它成為至今為止的最強(qiáng)大和最全面的SQL Server版本。2. SQL Server數(shù)據(jù)庫的三種版本及其特性自2000年以來，SQL Server數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫。2.1 SQL Server 2000的特性(1) Internet 集成SQL

7、 Server 2000 數(shù)據(jù)庫引擎提供完整的XML 支持。它還具有構(gòu)成最大的Web 站點(diǎn)的數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)模型與 Windows DNA 構(gòu)架集成，用以開發(fā) Web 應(yīng)用程序，并且SQL Server 2000 支持 English Query 和 Microsoft 搜索服務(wù)等功能，在Web 應(yīng)用程序中包含了用戶友好的查詢和強(qiáng)大的搜索功能。(2) 可伸縮性和可用性同一個數(shù)據(jù)庫引擎可以在不同的平臺上使用，從運(yùn)行 Microsoft Windows® 98 的便攜式電腦，到運(yùn)行 Microsoft Windo

8、ws 2000 數(shù)據(jù)中心版的大型多處理器服務(wù)器。SQL Server 2000 企業(yè)版支持聯(lián)合服務(wù)器、索引視圖和大型內(nèi)存支持等功能，使其得以升級到最大 Web 站點(diǎn)所需的性能級別。(3) 企業(yè)級數(shù)據(jù)庫功能SQL Server 2000 關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎支持當(dāng)今苛刻的數(shù)據(jù)處理環(huán)境所需的功能。數(shù)據(jù)庫引擎充分保護(hù)數(shù)據(jù)完整性，同時將管理上千個并發(fā)修改數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，就好象這些數(shù)據(jù)是 SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫的一部分，同時分布式事務(wù)支持充分保護(hù)任何分布式數(shù)據(jù)更新的完整性。復(fù)制同樣使您得以維護(hù)多個數(shù)據(jù)復(fù)本，

9、同時確保單獨(dú)的數(shù)據(jù)復(fù)本保持同步?？蓪⒁唤M數(shù)據(jù)復(fù)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(wù)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(jìn)在多個站點(diǎn)上安裝、部署、管理和使用 SQL Server 的過程。SQL Server 2000 還支持基于標(biāo)準(zhǔn)的、與 Windows DNA 集成的程序設(shè)計(jì)模型，使 SQL Server 數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫的使用成為生成強(qiáng)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(yīng)用程序，使客戶只需最少的安裝和管理開銷即可實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用程序。(5) 數(shù)據(jù)

10、倉庫 SQL Server 2000 中包括析取和分析匯總數(shù)據(jù)以進(jìn)行聯(lián)機(jī)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(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫并通過 English Query 來分析數(shù)據(jù)。SQL Server 2000版本具有如下一些優(yōu)點(diǎn)：(1) 高性能設(shè)計(jì)，可充分利用WindowsNT的優(yōu)勢。 (2) 系統(tǒng)管理先進(jìn)，支持Windows圖形化管理工具，支持本地和遠(yuǎn)程的系統(tǒng)管理和配置。(3) 強(qiáng)壯的事務(wù)處理功能，采用各種方法保證數(shù)據(jù)的完整性。(4) 支持對稱多處理器結(jié)構(gòu)、存儲過程、ODBC，并具有自主的SQL語言。 SQLServer以其內(nèi)置的數(shù)據(jù)復(fù)制功能、強(qiáng)大的管理工

11、具、與Internet的緊密集成和開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)庫平臺。2.2 SQL Server 2005的特性(1) 企業(yè)數(shù)據(jù)管理表1. 管理上的特性技術(shù)性能高可用性SQL Server 2005的失敗轉(zhuǎn)移集群和數(shù)據(jù)庫鏡像技術(shù)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(yīng)用系統(tǒng)。管理工具SQL Server 2005引進(jìn)了一套集成的管理工具和管理應(yīng)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(qiáng)SQL Server 2005旨在通過數(shù)據(jù)庫加密、更加安全的默認(rèn)設(shè)置、加強(qiáng)的密碼政策和細(xì)化許可控制、及

12、加強(qiáng)的安全模型等特性，為企業(yè)數(shù)據(jù)提供最高級別的安全性?？缮炜s性SQL Server 2005可伸縮性的先進(jìn)性包括表格分區(qū)、復(fù)制能力的增強(qiáng)和64位支持。(2) 開發(fā)人員生產(chǎn)力 表2. 開發(fā)上的特性技術(shù)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(shù)據(jù)庫目標(biāo)的性能。深入的XML集成SQL Server 2005提供一種新的XML數(shù)據(jù)類型，使在SQL Server數(shù)據(jù)庫中存儲XML片段或文件成為可能。Transact-SQL增強(qiáng)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(wù)代理SQL服務(wù)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(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。 (3) 商務(wù)智能表3. 商務(wù)智能上的特性技術(shù)性能分析服務(wù)分析服務(wù)對數(shù)據(jù)倉庫、商務(wù)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(kuò)展。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)（DTS）對DTS結(jié)構(gòu)合工具的全部重新設(shè)計(jì)為開發(fā)人員和數(shù)據(jù)庫管理員提供了增強(qiáng)的靈活性和可管理性。報表服務(wù)報表服務(wù)是一種新的報表服務(wù)器和工具箱，用于創(chuàng)建、管理和配置企業(yè)報告。數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘的功能得以增強(qiáng)，主要?dú)w功于四種新的運(yùn)算法則、改進(jìn)的數(shù)據(jù)模型和處理工具。2.

14、3 SQL Server 2008的特性SQL Server 2008出現(xiàn)在微軟數(shù)據(jù)平臺愿景上是因?yàn)樗沟霉究梢赃\(yùn)行他們最關(guān)鍵任務(wù)的應(yīng)用程序，同時降低了管理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)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(jīng)不簡單的是一個數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)平臺。SQL Server 2008在設(shè)置和安裝方面都做了大量的改進(jìn)，將配置數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分布到多個服務(wù)器也變得更加容易。改版本具有以下特點(diǎn)：(1) SQL Server集成服務(wù)SQL Server集

15、成服務(wù)(SSIS)是一個嵌入式應(yīng)用程序，用于開發(fā)和執(zhí)行ETL(解壓縮、轉(zhuǎn)換和加載)包。SSIS代替了SQL 2000的DTS（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)）。整合服務(wù)功能既包含了實(shí)現(xiàn)簡單的導(dǎo)入導(dǎo)出包所必需的Wizard導(dǎo)向插件、工具以及任務(wù)，也有非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)清理功能。另外，SQL Server 2008集成服務(wù)有很大的改進(jìn)和增強(qiáng)，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(wù)中，數(shù)據(jù)管道不能跨越兩個處理器。而SSIS 2008能夠在多處理器機(jī)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(jìn)。Lookup是SSIS一個常用的獲取相關(guān)

16、信息的功能。Lookup在SSIS應(yīng)用中很常見，而且可以處理上百萬行的數(shù)據(jù)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(jìn)，而且能夠處理不同的數(shù)據(jù)源，包括ADO.NET，XML，OLEDB和其他SSIS壓縮包。(2) 分析服務(wù)SQL Server分析服務(wù)(SSAS)為商業(yè)智能應(yīng)用程序提供聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP) 和數(shù)據(jù)挖掘功能。在新一版的SQL Server 2008中也得到了很大的改進(jìn)和增強(qiáng)。IB堆疊做出了改進(jìn)，性能得到很大提高，而硬件商品能夠?yàn)镾cale out管理工具所使用。Block Computation也增強(qiáng)了立體分析的性能。(3) 報表服

17、務(wù)SSRS(SQL Server 報表服務(wù))的處理能力和性能得到改進(jìn)，使得大型報表不再耗費(fèi)所有可用內(nèi)存。另外，在報表的設(shè)計(jì)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(diǎn)擊報表中的URL鏈接調(diào)用應(yīng)用程序。(4) Office 的集成SQL Server 2008能夠與Microsoft Office 2007完美地結(jié)合。例如，SQL Server Reporting Server能夠直接把報表導(dǎo)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(shù)據(jù)挖掘插件，還提高了其性能。(5) 數(shù)據(jù)加密允許加密整個數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件或日志文件，無需更改應(yīng)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(shù)據(jù)，從未經(jīng)授權(quán)的用戶搜索安全的數(shù)據(jù)，可以不更改現(xiàn)有應(yīng)用程序的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)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(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫大小而不強(qiáng)制應(yīng)用程序宕機(jī)。注意，SQL Server已經(jīng)支持在線添加內(nèi)存資源的能力。(7) 審計(jì)除了登錄/登出和權(quán)限更改的標(biāo)準(zhǔn)審計(jì)外，SQL Server 2008允許監(jiān)控數(shù)據(jù)的更改或訪問。通過DDL創(chuàng)建和管理審

19、計(jì)，同時通過提供更全面的數(shù)據(jù)審計(jì)來簡化遵從性。(8) 數(shù)據(jù)壓縮對于SQL Server的數(shù)據(jù)壓縮而言，主要的目的是實(shí)際的表的尺寸的減小。據(jù)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?yàn)镮/O的減少而得多提升。更有效地存儲數(shù)據(jù)，并減少數(shù)據(jù)的存儲需求。數(shù)據(jù)壓縮還為大I/O邊界工作量（例如數(shù)據(jù)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(xiàng)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(dá)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(jìn)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(shù)更新為用戶提供對于管理數(shù)據(jù)和功能變革的全面挑戰(zhàn)。具有在關(guān)鍵領(lǐng)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(shù)據(jù)平臺。SQL Server 2008是微軟數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的需求。它推出了許多新的特性和關(guān)鍵的改進(jìn)，使得它成為至今為止的最強(qiáng)大和最全面的SQL Server版本。3. 聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)60年代，關(guān)系數(shù)據(jù)庫之父E.F.Codd提出了關(guān)系模型，促進(jìn)了聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)的發(fā)展(數(shù)據(jù)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(rèn)為OLTP已不能滿足終端用戶對數(shù)據(jù)庫查詢分析的需要，SQL對大型數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行大量計(jì)算才能得到結(jié)果，而查詢的結(jié)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(shù)據(jù)庫和多維分析的概念，即OLAP。 OLAP的概念OLAP(聯(lián)機(jī)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(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)化出來的、能夠真正為用戶所理解的、并真實(shí)反映企業(yè)維特性的信息進(jìn)行快速、一致、交互地存取，從而獲得對數(shù)據(jù)的更深入了解的一類軟件技術(shù)。(OLAP委員會的定義)

22、OLAP的目標(biāo)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(shù)核心是“維”這個概念，因此OLAP也可以說是多維數(shù)據(jù)分析工具的集合。3.2 OLAP的作用聯(lián)機(jī)分析處理是共享多維信息的、針對特定問題的聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)訪問和分析的快速軟件技術(shù)。它通過對信息的多種可能的觀察形式進(jìn)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(shù)據(jù)進(jìn)行深入觀察。決策數(shù)據(jù)是多維數(shù)據(jù)，多維數(shù)據(jù)就是決策的主要內(nèi)容。OLAP專門設(shè)計(jì)用于支持復(fù)雜的分析操作，側(cè)重對決策人員和高層管理人員的決策支持，可以根據(jù)分析人員的要求快速、靈活地進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的復(fù)雜查詢處理，并且以一種直觀而易懂的形式將查詢結(jié)果提供給決策人員，以便他們準(zhǔn)確掌握企業(yè)

23、（公司）的經(jīng)營狀況，了解對象的需求，制定正確的方案。聯(lián)機(jī)分析處理具有靈活的分析功能、直觀的數(shù)據(jù)操作和分析結(jié)果可視化表示等突出優(yōu)點(diǎn)，從而使用戶對基于大量復(fù)雜數(shù)據(jù)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(shí)人們提出的復(fù)雜的假設(shè)，其結(jié)果是以圖形或者表格的形式來表示的對信息的總結(jié)。它并不將異常信息標(biāo)記出來，是一種知識證實(shí)的方法。3.3 OLAP的特點(diǎn)(1) 快速性:用戶對OLAP的快速反應(yīng)能力有很高的要求。系統(tǒng)應(yīng)能在5秒內(nèi)對用戶的大部分分析要求做出反應(yīng)。(2) 可分析性:OLAP系統(tǒng)應(yīng)能處理與應(yīng)用有關(guān)的任何邏輯分析和統(tǒng)計(jì)分析。(3) 多維性:多維性是OLAP的關(guān)鍵屬性。系統(tǒng)必須提供對數(shù)據(jù)

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(shù)據(jù)量有多大，也不管數(shù)據(jù)存儲在何處，OLAP系統(tǒng)應(yīng)能及時獲得信息，并且管理大容量信息。3.4 OLAP多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(1) 超立方結(jié)構(gòu)(Hypercube) 超立方結(jié)構(gòu)指用三維或更多的維數(shù)來描述一個對象,每個維彼此垂直。數(shù)據(jù)的測量值發(fā)生在維的交叉點(diǎn)上,數(shù)據(jù)空間的各個部分都有相同的維屬性。(收縮超立方結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)密度更大,數(shù)據(jù)的維數(shù)更少,并可加入額外的分析維)。(2) 多立方結(jié)構(gòu)(Multicube)即將超立方結(jié)構(gòu)變?yōu)樽恿⒎浇Y(jié)構(gòu)。面向某一特定應(yīng)用對維進(jìn)行分割, 它具有很強(qiáng)的靈活性,提高了數(shù)據(jù)(特別是稀疏數(shù)據(jù))的分析效率。3.5 OLAP多維數(shù)據(jù)分析(1) 切片和切