🥇ग्राफ़ डेटाबेस SQL सर्वर 2017 का परिचय

कोर्स शुरू होने से पहले "एमएस एसक्यूएल सर्वर डेवलपर" हमने आपके लिए एक और उपयोगी अनुवाद तैयार किया है।

ग्राफ़ डेटाबेस डेटाबेस पेशेवरों के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है। मैं इस क्षेत्र में नवाचारों और नई प्रौद्योगिकियों के साथ बने रहने की कोशिश करता हूं और रिलेशनल और नोएसक्यूएल डेटाबेस के साथ काम करने के बाद, मैं देखता हूं कि ग्राफ डेटाबेस की भूमिका तेजी से महत्वपूर्ण होती जा रही है। जटिल पदानुक्रमित डेटा के साथ काम करते समय, न केवल पारंपरिक डेटाबेस अप्रभावी होते हैं, बल्कि NoSQL भी अप्रभावी होते हैं। अक्सर, जैसे-जैसे कनेक्शन स्तरों की संख्या और डेटाबेस का आकार बढ़ता है, प्रदर्शन कम हो जाता है। और जैसे-जैसे रिश्ते अधिक जटिल होते जाते हैं, JOIN की संख्या भी बढ़ती जाती है।

बेशक, संबंधपरक मॉडल में पदानुक्रम के साथ काम करने के लिए समाधान हैं (उदाहरण के लिए, पुनरावर्ती सीटीई का उपयोग करना), लेकिन ये अभी भी समाधान हैं। साथ ही, SQL सर्वर ग्राफ़ डेटाबेस की कार्यक्षमता आपको पदानुक्रम के कई स्तरों को आसानी से संभालने की अनुमति देती है। डेटा मॉडल और क्वेरी दोनों सरल हो जाते हैं, और इसलिए उनकी दक्षता बढ़ जाती है। कोड की मात्रा काफी कम हो गई है.

ग्राफ़ डेटाबेस जटिल प्रणालियों का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक अभिव्यंजक भाषा है। यह तकनीक पहले से ही आईटी उद्योग में सामाजिक नेटवर्क, धोखाधड़ी-रोधी प्रणाली, आईटी नेटवर्क विश्लेषण, सामाजिक अनुशंसाओं, उत्पाद और सामग्री अनुशंसाओं जैसे क्षेत्रों में काफी व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

SQL सर्वर में ग्राफ़ डेटाबेस कार्यक्षमता उन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जहां डेटा अत्यधिक परस्पर जुड़ा हुआ है और इसमें अच्छी तरह से परिभाषित संबंध हैं।

ग्राफ़ डेटा मॉडल

एक ग्राफ शीर्षों (नोड्स) और किनारों (रिश्ते, किनारे) का एक सेट है। कोने संस्थाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, और किनारे रिश्तों का प्रतिनिधित्व करते हैं जिनकी विशेषताओं में जानकारी हो सकती है।

ग्राफ़ डेटाबेस संस्थाओं को ग्राफ़ के रूप में मॉडल करता है जैसा कि ग्राफ़ सिद्धांत में परिभाषित किया गया है। डेटा संरचनाएँ शीर्ष और किनारे हैं। विशेषताएँ शीर्षों और किनारों के गुण हैं। एक कनेक्शन शीर्षों का एक कनेक्शन है.

अन्य डेटा मॉडल के विपरीत, ग्राफ़ डेटाबेस संस्थाओं के बीच संबंधों को प्राथमिकता देते हैं। इसलिए, विदेशी कुंजी या किसी अन्य माध्यम का उपयोग करके संबंधों की गणना करने की कोई आवश्यकता नहीं है। केवल वर्टेक्स और एज एब्स्ट्रैक्शन का उपयोग करके जटिल डेटा मॉडल बनाना संभव है।

आधुनिक दुनिया में, रिश्तों के मॉडलिंग के लिए तेजी से जटिल तकनीकों की आवश्यकता होती है। रिश्तों को मॉडल करने के लिए, SQL सर्वर 2017 ग्राफ़ डेटाबेस क्षमताएं प्रदान करता है। ग्राफ़ के शीर्षों और किनारों को नए प्रकार की तालिकाओं के रूप में दर्शाया गया है: NODE और EDGE। ग्राफ़ क्वेरीज़ MATCH() नामक एक नए T-SQL फ़ंक्शन का उपयोग करती हैं। चूंकि यह कार्यक्षमता SQL सर्वर 2017 में बनाई गई है, इसलिए इसका उपयोग आपके मौजूदा डेटाबेस में बिना किसी रूपांतरण की आवश्यकता के किया जा सकता है।

ग्राफ़ मॉडल के लाभ

आज, व्यवसाय और उपयोगकर्ता उच्च प्रदर्शन और विश्वसनीयता की उम्मीद करते हुए, ऐसे अनुप्रयोगों की मांग करते हैं जो अधिक से अधिक डेटा संभालते हैं। डेटा को ग्राफ़ के रूप में प्रस्तुत करना जटिल संबंधों को संभालने का एक सुविधाजनक साधन प्रदान करता है। यह दृष्टिकोण कई समस्याओं का समाधान करता है और किसी दिए गए संदर्भ में परिणाम प्राप्त करने में मदद करता है।

ऐसा लगता है कि भविष्य में ग्राफ़ डेटाबेस का उपयोग करने से कई अनुप्रयोगों को लाभ होगा।

डेटा मॉडलिंग: रिलेशनल से ग्राफ़ मॉडल तक

उदाहरण

आइए कर्मचारियों के पदानुक्रम के साथ एक संगठनात्मक संरचना का एक उदाहरण देखें: एक कर्मचारी एक प्रबंधक को रिपोर्ट करता है, एक प्रबंधक एक वरिष्ठ प्रबंधक को रिपोर्ट करता है, इत्यादि। विशिष्ट कंपनी के आधार पर, इस पदानुक्रम में कई स्तर हो सकते हैं। लेकिन जैसे-जैसे स्तरों की संख्या बढ़ती है, रिलेशनल डेटाबेस में रिश्तों की गणना करना अधिक कठिन होता जाता है। कर्मचारियों के पदानुक्रम, विपणन में पदानुक्रम या सामाजिक नेटवर्क में कनेक्शन की कल्पना करना काफी कठिन है। आइए देखें कि SQL ग्राफ़ पदानुक्रम के विभिन्न स्तरों को संभालने की समस्या को कैसे हल कर सकता है।

इस उदाहरण के लिए हम एक सरल डेटा मॉडल बनाएंगे। आइए कर्मचारियों की एक तालिका बनाएं ईएमपी आईडी के साथ कर्मचारी सं और स्तंभ एमजीआर, कर्मचारी के पर्यवेक्षक (प्रबंधक) के पहचानकर्ता को दर्शाता है। पदानुक्रम के बारे में सभी जानकारी इस तालिका में संग्रहीत है और कॉलम का उपयोग करके पूछताछ की जा सकती है कर्मचारी सं и एमजीआर.

निम्नलिखित आरेख समान संगठनात्मक संरचना मॉडल को अधिक परिचित रूप में नेस्टिंग के चार स्तरों के साथ दिखाता है। कर्मचारी किसी तालिका से ग्राफ़ के शीर्ष हैं ईएमपी. इकाई "कर्मचारी" "सबमिट्स" (ReportsTo) कनेक्शन द्वारा स्वयं से जुड़ी हुई है। ग्राफ़ के संदर्भ में, एक लिंक एक किनारा (EDGE) है जो कर्मचारियों के नोड्स (NODE) को जोड़ता है।

आइए एक नियमित तालिका बनाएं ईएमपी और उपरोक्त चित्र के अनुसार वहां मान जोड़ें।

CREATE TABLE EMP
(EMPNO INT NOT NULL,
ENAME VARCHAR(20),
JOB VARCHAR(10),
MGR INT,
JOINDATE DATETIME,
SALARY DECIMAL(7, 2),
COMMISIION DECIMAL(7, 2),
DNO INT)
 
INSERT INTO EMP VALUES
(7369, 'SMITH', 'CLERK', 7902, '02-MAR-1970', 8000, NULL, 2),
(7499, 'ALLEN', 'SALESMAN', 7698, '20-MAR-1971', 1600, 3000, 3),
(7521, 'WARD', 'SALESMAN', 7698, '07-FEB-1983', 1250, 5000, 3),
(7566, 'JONES', 'MANAGER', 7839, '02-JUN-1961', 2975, 50000, 2),
(7654, 'MARTIN', 'SALESMAN', 7698, '28-FEB-1971', 1250, 14000, 3),
(7698, 'BLAKE', 'MANAGER', 7839, '01-JAN-1988', 2850, 12000, 3),
(7782, 'CLARK', 'MANAGER', 7839, '09-APR-1971', 2450, 13000, 1),
(7788, 'SCOTT', 'ANALYST', 7566, '09-DEC-1982', 3000, 1200, 2),
(7839, 'KING', 'PRESIDENT', NULL, '17-JUL-1971', 5000, 1456, 1),
(7844, 'TURNER', 'SALESMAN', 7698, '08-AUG-1971', 1500, 0, 3),
(7876, 'ADAMS', 'CLERK', 7788, '12-MAR-1973', 1100, 0, 2),
(7900, 'JAMES', 'CLERK', 7698, '03-NOV-1971', 950, 0, 3),
(7902, 'FORD', 'ANALYST', 7566, '04-MAR-1961', 3000, 0, 2),
(7934, 'MILLER', 'CLERK', 7782, '21-JAN-1972', 1300, 0, 1)

नीचे दी गई तस्वीर कर्मचारियों को दिखाती है:

कर्मचारी के साथ कर्मचारी सं 7369 7902 का पालन करता है;
कर्मचारी के साथ कर्मचारी सं 7902 7566 का पालन करता है
कर्मचारी के साथ कर्मचारी सं 7566 7839 का पालन करता है

आइए अब उसी डेटा का एक ग्राफ़ प्रतिनिधित्व देखें। EMPLOYEE शीर्ष में कई विशेषताएँ हैं और यह "अधीनस्थ" संबंध (EmplReportsTo) द्वारा स्वयं से जुड़ा हुआ है। EmplReportsTo रिश्ते का नाम है.

एज टेबल (EDGE) में विशेषताएँ भी हो सकती हैं।

आइए एक नोड टेबल EmpNode बनाएं

नोड बनाने का सिंटैक्स काफी सरल है: अभिव्यक्ति के लिए टेबल बना अंत में जोड़ा जाता है "नोड के रूप में".

CREATE TABLE dbo.EmpNode(
ID Int Identity(1,1),
EMPNO NUMERIC(4) NOT NULL,
ENAME VARCHAR(10),
MGR NUMERIC(4),
DNO INT
) AS NODE;

अब डेटा को एक नियमित तालिका से ग्राफ़ तालिका में परिवर्तित करते हैं। अगला सम्मिलित करें रिलेशनल टेबल से डेटा सम्मिलित करता है ईएमपी.

INSERT INTO EmpNode(EMPNO,ENAME,MGR,DNO) select empno,ename,MGR,dno from emp

एक विशेष कॉलम में नोड्स की तालिका में $node_id_* नोड आईडी JSON के रूप में संग्रहीत है। इस तालिका के शेष स्तंभों में नोड की विशेषताएँ शामिल हैं।

किनारे बनाना (किनारे)

एज टेबल बनाना नोड टेबल बनाने के समान ही है, सिवाय इसके कि कीवर्ड का उपयोग किया जाता है "एज़ एज".

CREATE TABLE empReportsTo(Deptno int) AS EDGE

आइए अब कॉलम का उपयोग करके कर्मचारियों के बीच कनेक्शन को परिभाषित करें कर्मचारी सं и एमजीआर. संगठनात्मक संरचना आरेख स्पष्ट रूप से दिखाता है कि कैसे लिखना है सम्मिलित करें.

INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 1),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 13),20);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 2),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 6),10);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 3),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 6),10)
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 4),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 9),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 5),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 6),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 6),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 9),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 7),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 9),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 8),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 4),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 9),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 9),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 10),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 6),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 11),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 8),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 12),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 6),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 13),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 4),30);
INSERT INTO empReportsTo  VALUES ((SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE ID = 14),
   	(SELECT $node_id FROM EmpNode WHERE id = 7),30);

डिफ़ॉल्ट एज टेबल में तीन कॉलम होते हैं। पहला, $edge_id - JSON फॉर्म में एज आइडेंटिफ़ायर। अन्य दो ($from_id и $to_id) नोड्स के बीच संबंध का प्रतिनिधित्व करता है। इसके अलावा, किनारों में अतिरिक्त गुण हो सकते हैं। हमारे मामले में यह है Deptno.

सिस्टम दृश्य

सिस्टम दृश्य में sys.tables दो नए कॉलम सामने आए हैं:

किनारे है
is_node

SELECT t.is_edge,t.is_node,*
FROM sys.tables t
WHERE name like 'emp%'

SSMS

ग्राफ़ से संबंधित ऑब्जेक्ट ग्राफ़ टेबल्स फ़ोल्डर में स्थित होते हैं। नोड तालिका आइकन को एक बिंदु के साथ चिह्नित किया गया है, और किनारे तालिका आइकन को दो जुड़े हुए सर्कल (कांच की तरह) के साथ चिह्नित किया गया है।

मिलान अभिव्यक्ति

अभिव्यक्ति मैच CQL (साइफर क्वेरी लैंग्वेज) से लिया गया। यह ग्राफ़ के गुणों को क्वेरी करने का एक प्रभावी तरीका है। CQL एक अभिव्यक्ति से शुरू होता है मैच.

वाक्य-विन्यास

MATCH (<graph_search_pattern>)
 
<graph_search_pattern>::=
    {<node_alias> {
                 	{ <-( <edge_alias> )- }
               	| { -( <edge_alias> )-> }
             	<node_alias>
             	}
 	}
 	[ { AND } { ( <graph_search_pattern> ) } ]
 	[ ,...n ]
 
<node_alias> ::=
    node_table_name | node_alias
 
<edge_alias> ::=
    edge_table_name | edge_alias

उदाहरण

आइए कुछ उदाहरण देखें.

नीचे दी गई क्वेरी उन कर्मचारियों को प्रदर्शित करती है जिन्हें स्मिथ और उनके प्रबंधक रिपोर्ट करते हैं।

SELECT
E.EMPNO,E.ENAME,E.MGR,E1.EMPNO,E1.ENAME,E1.MGR
FROM
    empnode e, empnode e1, empReportsTo m
WHERE
    MATCH(e-(m)->e1)
and e.ENAME='SMITH'

निम्नलिखित क्वेरी स्मिथ के लिए दूसरे स्तर के कर्मचारियों और प्रबंधकों को खोजने के लिए है। यदि आप वाक्य हटा दें कहां, तो परिणाम सभी कर्मचारियों को प्रदर्शित होगा।

SELECT
E.EMPNO,E.ENAME,E.MGR,E1.EMPNO,E1.ENAME,E1.MGR,E2.EMPNO,e2.ENAME,E2.MGR
FROM
    empnode e, empnode e1, empReportsTo m ,empReportsTo m1, empnode e2
WHERE
    MATCH(e-(m)->e1-(m1)->e2)
and e.ENAME='SMITH'

और अंत में, तीसरे स्तर के कर्मचारियों और प्रबंधकों के लिए एक अनुरोध।

SELECT
E.EMPNO,E.ENAME,E.MGR,E1.EMPNO,E1.ENAME,E1.MGR,E2.EMPNO,e2.ENAME,E2.MGR,E3.EMPNO,e3.ENAME,E3.MGR
FROM
    empnode e, empnode e1, empReportsTo m ,empReportsTo m1, empnode e2, empReportsTo M2, empnode e3
WHERE
    MATCH(e-(m)->e1-(m1)->e2-(m2)->e3)
and e.ENAME='SMITH'

आइए अब स्मिथ के आकाओं को पाने के लिए दिशा बदलें।

SELECT
E.EMPNO,E.ENAME,E.MGR,E1.EMPNO,E1.ENAME,E1.MGR,E2.EMPNO,e2.ENAME,E2.MGR,E3.EMPNO,e3.ENAME,E3.MGR
FROM
    empnode e, empnode e1, empReportsTo m ,empReportsTo m1, empnode e2, empReportsTo M2, empnode e3
WHERE
    MATCH(e<-(m)-e1<-(m1)-e2<-(m2)-e3)

निष्कर्ष

SQL सर्वर 2017 ने खुद को विभिन्न आईटी व्यावसायिक कार्यों के लिए एक संपूर्ण एंटरप्राइज़ समाधान के रूप में स्थापित किया है। SQL ग्राफ़ का पहला संस्करण बहुत आशाजनक है। कुछ सीमाओं के बावजूद, ग्राफ़ की क्षमताओं का पता लगाने के लिए पहले से ही पर्याप्त कार्यक्षमता मौजूद है।

SQL ग्राफ़ कार्यक्षमता पूरी तरह से SQL इंजन में एकीकृत है। हालाँकि, जैसा कि पहले ही बताया गया है, SQL सर्वर 2017 की निम्नलिखित सीमाएँ हैं:

कोई बहुरूपता समर्थन नहीं.

केवल यूनिडायरेक्शनल कनेक्शन समर्थित हैं।
एज अपडेट के माध्यम से $from_id और $to_id कॉलम को अपडेट नहीं कर सकते।
ट्रांजिटिव क्लोजर समर्थित नहीं हैं, लेकिन उन्हें सीटीई का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।
इन-मेमोरी OLTP ऑब्जेक्ट के लिए समर्थन सीमित है।
अस्थायी तालिकाएँ (सिस्टम-संस्करणित अस्थायी तालिका), अस्थायी स्थानीय और वैश्विक तालिकाएँ समर्थित नहीं हैं।
तालिका प्रकार और तालिका चर को NODE या EDGE के रूप में घोषित नहीं किया जा सकता है।
क्रॉस-डेटाबेस क्वेरीज़ समर्थित नहीं हैं.
नियमित तालिकाओं को ग्राफ़ तालिकाओं में बदलने का कोई सीधा तरीका या विज़ार्ड नहीं है।
ग्राफ़ प्रदर्शित करने के लिए कोई GUI नहीं है, लेकिन आप Power BI का उपयोग कर सकते हैं।

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स्रोत: www.habr.com

एसक्यूएल सर्वर 2017 ग्राफ डेटाबेस का परिचय