多维数据库中的高效计算机制

2022 年 9 月 30 日
天津
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多维分析技术是战略执行的利器

随着交易的应用系统的普及，企业的用户对于数据分析的需求开始爆增，2000 年互联网开始发展，OLAP 的产品推出来，解决在大数据环境下做多维度数据分析的需求。MOLAP（多维在线分析处理）脱离的关系数据库的基础，面向业务深度、复杂的计算业务分析设计，实现的一种场景技术路线，有很多的用户、很多复杂的模型要进行计算，计算模型也经过专门的设计，更适合做业财分析的模型。

在多维数据库（MOLAP)中，多维即席分析和计算相辅相成，由于其数据的稀疏特性，在实现其计算引擎时，需要解决好稀疏计算的课题，以达到实时反馈的计算效率，满足包括模拟测算在内的高效运行。本文将介绍在元年多维数据库中，计算引擎是如何提高多维数据库的实时计算效率的。

高效计算机制基本原理

在多维数据库中，如下表中的数据：

表 1

其中“总销售额”是聚合项，其子项有三个，分别是“铅笔销售额”、“橡皮销售额”和“作业本销售额”。

当查询单元格【“1 月”，“总销售额”】时，需要将【“1 月”，“铅笔销售额”】、【“1 月”，“橡皮销售额”】、【“1 月”，“作业本销售额”】三个单元格的值相加计算得到。这需要进行两次加法计算。

而从表中数据可以看到，【“1 月”，“橡皮销售额”】、【“1 月”，“作业本销售额”】两个单元格是没有值的，也就是说在计算【“1 月”，“总销售额”】时没必要把它们两个再加一次，直接取【“1 月”，“铅笔销售额”】单元格的值就可以了。这样就可以减少两次加法计算，进而提高效率。

为了达到这种效果，我们在存储上表中的数据时，只存储有值的单元格【“1 月”，“铅笔销售额”】，而无值的【“1 月”，“橡皮销售额”】、【“1 月”，“作业本销售额”】单元格不存储。这样在计算【“1 月”，“总销售额”】时，只需遍历“1 月”下有值的单元格进行加法计算即可，也就不会有多余计算了。

公式计算的新挑战

上节讲到的聚合计算中，被聚合的单元格都是录入值，有值无值由录入人员决定。如果被聚合的都是用公式计算出来的单元格的话，会发生什么问题呢。如下表数据：

表 2

这个表中没有录入数据，但在这个表上有三个计算公式，如下：

【“铅笔销售额”】=【“铅笔销量”】*【“铅笔单价”】；

【“橡皮销售额”】=【“橡皮销量”】*【“橡皮单价”】；

【“作业本销售额”】=【“作业本销量”】*【“作业本单价”】；

其对应的各销量和单价数据都在下表中，这些是由用户录入的。

表 3

这时我们再计算【“1 月”，“总销售额”】时，只能是把【“1 月”，“铅笔销售额”】、【“1 月”，“橡皮销售额”】、【“1 月”，“作业本销售额”】三个单元格分别计算出来，然后再进行加法计算，得到【“1 月”，“总销售额”】的值。因为【“1 月”，“铅笔销售额”】、【“1 月”，“橡皮销售额”】、【“1 月”，“作业本销售额”】三个单元格是公式计算的单元格，这在进行计算前是不清楚其计算结果是否有效的。

很显然，根据销量和单价的数据表可以看出，【“1 月”，“橡皮销售额”】、【“1 月”，“作业本销售额”】是不需要计算的，因为没有其相关的销量和单价数据。

那么我们如何能够在计算【“1 月”，“总销售额”】时不进行不必要的【“1 月”，“橡皮销售额”】和【“1 月”，“作业本销售额”】两个单元格的计算呢？下面我们来给出解决方法。

元年专利技术成就高效计算

在表 2 中计算聚合单元格【“1 月”，“总销售额”】时，之所以需要把其三个子项单元格都计算一次，是因为三个子项单元格的值都是用公式计算出来的，没有办法提前知道这三个子项单元格是否能计算出有效值来。所以关键点就是要提供一种方法，能够在计算【“1 月”，“总销售额”】单元格时，知道只需要计算【“1 月”，“铅笔销售额”】单元格即可。

在元年多维数据库中，能够轻松处理这种情况。具体如何做呢？

首先，在用户为单元格【“1 月”，“铅笔销售额”】编写公式【“铅笔销售额”】=【“铅笔销量”】*【“铅笔单价”】后，会自动对这个公式进行分析，从而可以得到【“1 月”，“铅笔销售额”】单元格仅在【“1 月”，“铅笔销量”】和【“1 月”，“铅笔单价”】都有值的情况下，才能够计算出有效值。将这种单元格间的关系记录下来。

然后，当用户为【“1 月”，“铅笔销量”】和【“1 月”，“铅笔单价”】单元格都录入有效值后，根据上一步通过分析公式得到的计算关系，知道这时候【“1 月”，“铅笔销售额”】单元格就能够计算出有效值了，于是在数据库中自动为【“1 月”，“铅笔销售额”】加上标记，以表示获取此单元格的值时，可以通过公式计算出有效值，是需要计算的。

最后，在计算聚合单元格【“1 月”，“总销售额”】时，直接在数据中遍历有标记的子项单元格就可以了。这时就只需要计算【“1 月”，“铅笔销售额”】单元格，就可以得到【“1 月”，“总销售额”】的聚合值了。从而减少了两次不必要的计算。

在元年多维数据库中，当表 3 录入值后，表 2 将不会再是空表，而是会像表 4 一样，在能计算出有效值的单元格处打上标记，从而可以使得计算聚合单元格【“1 月”，“总销售额”】时，能够只进行一次有效公式计算，便能够得到正确的聚合值。