第2章联机事务处理与联机分析处理.pptx

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1、第2章 联机事务处理和 联机分析处理温浩宇 西安电子科技大学出版社商业智能：方法与应用2.1 联机事务处理-OLTP2.2 联机分析处理-OLAP目 录O N T E N T S数据库与联机事务处理关系数据库简介关系数据库的设计范式联机分析处理的概念和模型联机分析处理的发展背景联机分析处理的主要操作联机事务处理的主要操作事务的特性联机分析处理的体系结构2.1 联机事务处理-OLTP数据库与联机事务处理关系数据库简介关系数据库的设计范式联机事务处理的主要操作事务的特性2.1.1 数据库与联机事务处理2143数据库商业智能技术的重要基础、有组织的数据结合、存储的数据可供多用户和程序共享。数据库管理

2、系统与用户，应用程序和数据库本身进行交互，以对数据进行定义、增、删、改、查和控制等操作的软件。联机事务处理基于数据库的数据处理过程，前端将接收到的用户数据传递到后台进行处理，系统在短时间内对用户的进行反应并显示处理结果。数据库类型目前主流数据库类型有关系型数据库和非关系型数据库。2.1.1 数据库与联机事务处理关系数据库运用关系模型进行数据组织的数据库，其特点在于能够把具有相同属性的数据独立地存储在一个表中，用户在对表中的数据进行操作的过程中，对其他的数据不会产生影响。随着互联网技术的快速发展，商业活动中产生的数据量快速增长，数据结构也越来越复杂，非关系数据库的技术和解决方案也逐渐被广泛使用。

3、非关系数据库2.1.1 数据库与联机事务处理事务l通常在数据库系统中，对数据的增、删、改、查都可以称为事务，而作为传统数据库处理的主要部分，无论是个别事物的处理，或是每秒要进行大规模的事务操作，OLTP总是需要进行快速的响应。l如果前端用户数量多且同时间段内需要响应的事务量较大，OLTP总是需要支持大并发用户，并对数据库中的数据进行更新、修改等操作，从而保持数据库的实时状态。应用l在大型应用程序中，高效的OLTP可能依赖于复杂的事务管理软件（如CICS等）和数据库优化策略，以加快对数据库进行的大量并发更新的处理。l对于要求更高的分布式数据库系统，OLTP代理程序可以在网络上的多台计算机之间分布

4、事务处理需求，或者将OLTP集成到更加灵活的面向服务的体系结构（SOA）中。2.1.2 关系数据库简介记录表中的一行称为一个记录（元组），一个记录的内容是描述一类事物中的一个具体事务的一组数据。数据库关系数据库可按其数据储存方式及用户访问方式分为本地数据库和远程数据库两种类型。表和视图关系数据库的基本成分是一 些 存 放 数 据 的 表 （ 关系）。相对于存放实际数据的表，视图则可以理解为虚表。字段数据库操纵的最小单位。表中的一列称为一个字段。每个字段表示所描述对象的一个属性。2.1.3 关系数据库的设计范式定义设计范式在数据库设计过程中，为了保证数据库的可靠性，需要遵循一定的规则，在关系数据

5、库中，这种规则就被称之为范式。类型第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、Boyce-Codd范式（BCNF）、第四范式（4NF）以及第五范式（5NF）等。要求最基本的要求时满足第一范式、在第一范式的基础上满足特定的要求称为第二范式，以此类推。2.1.3 关系数据库的设计范式1NF1NF是指数据库的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的属性不能有多个值或重复的值。在所有属性中其值都是唯一的，如果产生了多个值或重复的值，则表示有新的实体需要表达。2NF2NF是建立在1NF的基础上，要求数据库表中的每个实例或数据行必须能被唯一区分。每个表必须有且仅有一

6、个属性为主关键字，其他属性都完全函数依赖于主关键字。3NF3NF是建立在2NF的基础上，要求任何非主属性不依赖于其他属性。2.1.4 联机事务处理的主要操作SQL语言中负责对数据进行修改的指令集，主要以INSERT、UPDATA、DELETE三种指令为核心。INSERT INTO语句用于向表格中插入新的行；UPDATA语句用于更新表中的数据；DELETE语句用于删除表中的行。3.数据操纵语言SQL语言中可对数据访问权进行控制的指令，它可以控制特定用户账户对数据表、视图、存储过程以及用户自定义函数等数据库对象的主控权。数据控制语言有GRANT和REVOKE两个指令组成，GRANT为授权语句，对应

7、的REVOKE是撤销授权语句。4.数据控制语言SQL语句中集中负责数据结构定义与数据对象定义的语言，主要由CREAT、ALTER以及DROP三个语法组成。CREAT语句负责创建数据库对象；ALTER语句负责修改数据库对象的结构；DROP语句负责从数据库中删除对象。2.数据定义语言最基本的SQL语句，数据查询语句是SQL语言中负责进行数据查询而不会对数据本身进行修改的语句。Select语句用于从表中选取数据，结果被存储在一个结果表中。1.数据查询语句2.1.5 事物的特性1.原子性事务中的操作只存在两种状态，全部执行与全部不执行，不存在只执行部分操作或停留在某个进程中。事务在执行过程中如果发生错

8、误，会被回滚到事务开始前的状态。2.一致性事务的执行必须保证数据库由一个一致的状态过渡到另一个一致的状态，即事务执行前与执行后整体系统都处于稳定的状态。3.持久性事务执行完成后，对数据库进行的更改便保存到数据库中，即做了“持久化”操作。4.隔离性当多个事务并发执行时，其效果与单独执行这些事务的效果相同，即各个事务之间不会产生影响。OLTP中的事务应具备的特性010203042.1.5 事物的特性（1）将联机事务处理与决策支持分别放在不同的数据库服务器中进行工作，并通过相应的数据库技术保持数据同步。（2）加快OLTP系统处理速度，尽量使每个事物的任务单一、执行时间短。（3）将利用率低但数量庞大的

9、数据存储到独立的数据库中或从频繁使用的表中移除，从而提高事务的性能。（4）在OLTP系统中创建相应的数据库索引时，将索引的数量控制在合理的范围内，过多的索引操作会对系统的效率产生较大的影响。（5）数据库对数据的增加、更改等操作进行实时备份，并确定合理的数据备份时间，以避免对用户操作产生影响。设计准则2.2 联机分析处理-OLAP联机分析处理的发展背景联机分析处理的概念和模型联机分析处理的主要操作联机分析处理的体系结构2.2.1 联机分析处理的发展背景背景发展挑战各种商业系统中的数据量急剧上升。管理人员如何有效利用大量的数据进行科学的决策、如何利用已有的数据资源保持和增强竞争力。技术人员尝试在联

10、机事务处理系统的基础上进行决策分析功能的拓展，如在关系数据库中放宽对冗余数据的限制，引入统计及综合数据。但这些统计综合数据的应用逻辑是分散而杂乱的、非系统化的，因此分析功能有限、不灵活、难以维护。2.2.1 联机分析处理的发展背景联机分析处理概念共享多维信息的、针对特定问题的联机数据访问和分析的软件技术。产生越来越多的企业采取了发展其前端产品来弥补关系数据库管理系统支持的不足，通过专用的数据存储管理引擎、全面的分析方法以及更加直观的数据访问界面，尝试将应用逻辑进行整合，以能够在短时间内响应复杂的查询要求，这就是联机分析处理。功能通过对信息的多种可能的观察形式进行快速、稳定一致和交互性的存取，允

11、许管理决策人员对数据进行深入观察。2.2.1 联机分析处理的发展背景OLTP和OLAP的特性对比对比项目OLTPOLAP用户操作人员、基层管理人员决策人员、高级管理人员功能日常操作处理分析决策数据库设计面向应用面向主题数据当前的、细节的、分立的二维表数据历史的、聚集的、集成的多维数据存取读/写记录只读数据时间要求具有实时性对时间的要求不严格技术基础数据库数据仓库2.2.2 联机分析处理的概念和模型维指人们在观察或对对数据进行分析时的特定角度，是考虑问题的一类属性，属性集合构成一个维度。维的成员维的一个取值，是数据项在某维中具体的描述。数据立方体是为输入数据的聚合定义的框架结构，是多维数据库数据

12、在维模型中的一种表述，允许以多个维度对数据建模和观察，由维和事实数据组成。维的层次度量人们观察数据的某个特定角度还可以存在细节程度不同的各个描述方面。多维数组的取值。各维度的交点即是一个度量值。2.2.2 联机分析处理的概念和模型星系模型当一张事实表被多张维度表连接，这时的模型称之为星型模型。特点所有的事实都必须有相同的粒度，并且不同的维度之间相互不关联数据模型2.2.2 联机分析处理的概念和模型数据模型雪花模型在一张事实表被多张维度表连接并且每个维度表又可以连接新的维度表时，这时的模型称之为雪花模型。优点每个维度表的发散可以减少维度表的数据量，提高查询速度。2.2.3 联机分析处理的主要操作

13、上钻下钻切片2.2.3 联机分析处理的主要操作2.2.3 联机分析处理的主要操作2.2.4 联机分析处理的体系结构数据层基于数据仓库的OLAP体系结构实现对数据的抽取、转换、清洗和汇总，并存储在企业级的中心信息数据库或数据仓库中。应用层通过联机分析处理，甚至是数据挖掘等应用处理，实现对信息数据的分析。表现层通过前台分析工具，将查询报表、统计分析、多维联机分析和数据挖掘的结论展现在用户面前。2.2.4 联机分析处理的体系结构ROLAP将分析用的多维数据存储在关系数据库中，并根据应用的需要有选择地定义一批实视图作为表也存储在关系数据库中。关系型联机分析处理（ROLAP）多维联机分析处理（MOLAP）MOLAP将OLAP分析所用到的多维数据物理上存储为多维数组的形式，形成立方体的结构。混合联机分析处理（HOLAP）混合型OLAP（HOLAP）尝试结合MOLAP和ROLAP各自的特点，尽可能发挥两种结构的优点，以满足用户各种复杂的数据存储和分析需求。联机分析处理系统三种类型