🥇 შესავალი SQL Server 2017 Graph Databases

კურსის დაწყებამდე "MS SQL სერვერის დეველოპერი" ჩვენ მოვამზადეთ თქვენთვის კიდევ ერთი სასარგებლო თარგმანი.

გრაფიკული მონაცემთა ბაზები მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიაა მონაცემთა ბაზის პროფესიონალებისთვის. ვცდილობ მივყვე ამ სფეროში არსებულ ინოვაციებსა და ახალ ტექნოლოგიებს და რელაციურ და NoSQL მონაცემთა ბაზებთან მუშაობის შემდეგ ვხედავ, რომ გრაფიკული ბაზების როლი სულ უფრო და უფრო მეტი ხდება. კომპლექსურ იერარქიულ მონაცემებთან მუშაობისას არა მხოლოდ ტრადიციული მონაცემთა ბაზები, არამედ NoSQLაც არაეფექტურია. ხშირად, ბმულების დონისა და მონაცემთა ბაზის ზომის მატებასთან ერთად, ხდება შესრულების შემცირება. და რაც უფრო რთული ხდება ურთიერთობები, ასევე იზრდება JOIN-ების რაოდენობა.

რა თქმა უნდა, რელაციურ მოდელში არის გადაწყვეტილებები იერარქიებთან მუშაობისთვის (მაგალითად, რეკურსიული CTE-ების გამოყენებით), მაგრამ ეს მაინც გამოსავალია. ამავდროულად, SQL Server გრაფიკის მონაცემთა ბაზების ფუნქციონალობა აადვილებს იერარქიის მრავალ დონის მართვას. მონაცემთა მოდელიც და მოთხოვნებიც გამარტივებულია და შესაბამისად იზრდება მათი ეფექტურობა. საგრძნობლად ამცირებს კოდის რაოდენობას.

გრაფიკული მონაცემთა ბაზები არის ექსპრესიული ენა რთული სისტემების წარმოსადგენად. ეს ტექნოლოგია უკვე საკმაოდ ფართოდ გამოიყენება IT ინდუსტრიაში ისეთ სფეროებში, როგორიცაა სოციალური ქსელები, თაღლითობის საწინააღმდეგო სისტემები, IT ქსელის ანალიზი, სოციალური რეკომენდაციები, პროდუქტებისა და შინაარსის რეკომენდაციები.

გრაფიკული მონაცემთა ბაზის ფუნქციონალობა SQL Server-ში შესაფერისია სცენარებისთვის, სადაც მონაცემები ძალიან ურთიერთდაკავშირებულია და აქვს კარგად განსაზღვრული ურთიერთობები.

გრაფიკის მონაცემთა მოდელი

გრაფიკი არის წვეროების (კვანძები, კვანძები) და კიდეების (დაკავშირება, კიდე) ერთობლიობა. წვეროები წარმოადგენს ერთეულებს, ხოლო კიდეები წარმოადგენს ბმულებს, რომელთა ატრიბუტები შეიძლება შეიცავდეს ინფორმაციას.

გრაფიკის მონაცემთა ბაზა აყალიბებს ერთეულებს, როგორც გრაფიკს, როგორც ეს განსაზღვრულია გრაფიკის თეორიაში. მონაცემთა სტრუქტურები არის წვეროები და კიდეები. ატრიბუტები არის წვეროებისა და კიდეების თვისებები. კავშირი არის წვეროების კავშირი.

სხვა მონაცემთა მოდელებისგან განსხვავებით, გრაფიკის მონაცემთა ბაზები პრიორიტეტს ანიჭებენ ურთიერთობებს ერთეულებს შორის. ამიტომ, არ არის საჭირო ურთიერთობების გამოთვლა უცხო კლავიშების გამოყენებით ან სხვა გზით. შესაძლებელია მონაცემთა რთული მოდელების შექმნა მხოლოდ წვეროების და კიდეების აბსტრაქციების გამოყენებით.

დღევანდელ სამყაროში ურთიერთობების მოდელირება სულ უფრო და უფრო დახვეწილ ტექნიკას მოითხოვს. ურთიერთობების მოდელირებისთვის, SQL Server 2017 გთავაზობთ გრაფიკის მონაცემთა ბაზის შესაძლებლობებს. გრაფის წვეროები და კიდეები წარმოდგენილია ახალი ტიპის ცხრილების სახით: NODE და EDGE. გრაფიკული მოთხოვნები იყენებს ახალ T-SQL ფუნქციას, სახელად MATCH(). ვინაიდან ეს ფუნქცია ჩაშენებულია SQL Server 2017-ში, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას თქვენს არსებულ მონაცემთა ბაზებში მონაცემთა ბაზის კონვერტაციის გარეშე.

გრაფიკული მოდელის უპირატესობები

დღესდღეობით, ბიზნესი და მომხმარებლები ითხოვენ აპლიკაციებს, რომლებიც მუშაობენ უფრო და უფრო მეტ მონაცემებთან ერთად, მაღალი შესრულების და საიმედოობის მოლოდინში. მონაცემთა გრაფიკული წარმოდგენა გვთავაზობს მოსახერხებელ საშუალებას რთული ურთიერთობების დასამუშავებლად. ეს მიდგომა აგვარებს ბევრ პრობლემას და ეხმარება შედეგის მიღებას მოცემულ კონტექსტში.

როგორც ჩანს, ბევრი აპლიკაცია ისარგებლებს გრაფიკის მონაცემთა ბაზებით მომავალში.

მონაცემთა მოდელირება: ურთიერთობებიდან გრაფიკულ მოდელირებამდე

მაგალითი

მოდით შევხედოთ ორგანიზაციული სტრუქტურის მაგალითს თანამშრომელთა იერარქიით: თანამშრომელი ანგარიშს უწევს მენეჯერს, მენეჯერი ანგარიშს უწევს უფროს მენეჯერს და ა.შ. კონკრეტული კომპანიის მიხედვით, ამ იერარქიაში შეიძლება იყოს ნებისმიერი რაოდენობის დონე. მაგრამ როგორც დონეების რაოდენობა იზრდება, ურთიერთობების გამოთვლა ურთიერთობების მონაცემთა ბაზაში უფრო და უფრო რთული ხდება. საკმაოდ რთული წარმოსადგენია თანამშრომლების იერარქია, იერარქია მარკეტინგისა თუ სოციალური მედიის კავშირებში. ვნახოთ, როგორ შეუძლია SQL Graph-ს გადაჭრას იერარქიის სხვადასხვა დონის დამუშავების პრობლემა.

ამ მაგალითისთვის, მოდით გავაკეთოთ მარტივი მონაცემთა მოდელი. შექმენით თანამშრომლების ცხრილი EMP ID-ით EMPNO და სვეტი მ.გ.რ.A, რომელიც მიუთითებს თანამშრომლის ხელმძღვანელის (მენეჯერის) პირადობის მოწმობაზე. იერარქიის შესახებ ყველა ინფორმაცია ინახება ამ ცხრილში და შეიძლება მოიძიოთ სვეტების გამოყენებით EMPNO и მ.გ.რ..

შემდეგი დიაგრამა ასევე გვიჩვენებს იგივე ორგანული დიაგრამის მოდელს ბუდეების ოთხი დონის მქონე უფრო ნაცნობი ფორმით. თანამშრომლები არის გრაფიკის წვეროები ცხრილიდან EMP. სუბიექტი „მუშაკი“ დაკავშირებულია საკუთარ თავთან ურთიერთობით „submits“ (ReportsTo). გრაფიკის თვალსაზრისით, ბმული არის ზღვარი (EDGE), რომელიც აკავშირებს თანამშრომლების კვანძებს (NODEs).

შევქმნათ ჩვეულებრივი ცხრილი EMP და დაამატეთ მნიშვნელობები იქ ზემოთ სქემის მიხედვით.

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)

ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა აჩვენებს თანამშრომლებს:

თანამშრომელი EMPNO 7369 ექვემდებარება 7902-ს;
თანამშრომელი EMPNO 7902 დაქვემდებარებული 7566
თანამშრომელი EMPNO 7566 დაქვემდებარებული 7839

ახლა ვნახოთ იგივე მონაცემების გამოსახვა გრაფის სახით. EMPLOYEE კვანძს აქვს რამდენიმე ატრიბუტი და უკავშირდება საკუთარ თავს "submits" ურთიერთობით (EmplReportsTo). EmplReportsTo არის ურთიერთობის სახელი.

კიდეების ცხრილს (EDGE) ასევე შეიძლება ჰქონდეს ატრიბუტები.

შექმენით კვანძების ცხრილი EmpNode

კვანძის შექმნის სინტაქსი საკმაოდ მარტივია: გამოხატვისკენ ცხრილის შექმნა ბოლომდე დაემატა როგორც კვანძი.

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

ახლა მოდით გადავიტანოთ მონაცემები ჩვეულებრივი ცხრილიდან გრაფიკულ პირველში. შემდეგი INSERT ათავსებს მონაცემებს მიმართებითი ცხრილიდან EMP.

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

კვანძის ცხრილში სპეციალურ სვეტში $node_id_* ჰოსტის ID ინახება როგორც JSON. ამ ცხრილის დარჩენილი სვეტები შეიცავს კვანძის ატრიბუტებს.

კიდეების შექმნა (EDGE)

კიდეების ცხრილის შექმნა ძალიან ჰგავს კვანძის ცხრილის შექმნას, გარდა საკვანძო სიტყვისა AS EDGE.

CREATE TABLE empReportsTo(Deptno int) AS EDGE

ახლა მოდით განვსაზღვროთ ურთიერთობები თანამშრომლებს შორის სვეტების გამოყენებით EMPNO и მ.გ.რ.. ორგანული სქემა ნათლად აჩვენებს, თუ როგორ უნდა დავწეროთ INSERT.

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);

კიდეების ცხრილს ნაგულისხმევად აქვს სამი სვეტი. Პირველი, $edge_id - კიდეების იდენტიფიკატორი JSON-ის სახით. დანარჩენი ორი ($from_id и $to_id) წარმოადგენს კვანძებს შორის ურთიერთობას. გარდა ამისა, კიდეებს შეიძლება ჰქონდეთ დამატებითი თვისებები. ჩვენს შემთხვევაში ეს დეპტნო.

სისტემის ხედები

სისტემის ხედში sys.tables არის ორი ახალი სვეტი:

არის_ზღვარი
არის_კვანძი

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

ssms

გრაფიკებთან დაკავშირებული ობიექტები განლაგებულია Graph Tables საქაღალდეში. კვანძის ცხრილის ხატულა აღინიშნება წერტილით, ხოლო კიდეების ცხრილის ხატულა აღინიშნება ორი დაკავშირებული წრეებით (რომელიც ცოტათი ჰგავს სათვალეს).

MATCH გამოხატულება

გამოხატვა მატჩი აღებულია CQL-დან (Cypher Query Language). ეს არის ეფექტური გზა გრაფიკის თვისებების დასადგენად. CQL იწყება გამოხატვით მატჩი.

სინტაქსი

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

მაგალითები

მოდით შევხედოთ რამდენიმე მაგალითს.

ქვემოთ მოყვანილი შეკითხვა აჩვენებს იმ თანამშრომლებს, რომლებსაც სმიტი და მისი მენეჯერი ეცნობიან.

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'

შემდეგი მოთხოვნა არის სმიტისთვის თანამშრომლებისა და მეორე დონის მენეჯერების მოსაძებნად. თუ შემოთავაზებას მოაშორებ WHERE, შემდეგ ყველა თანამშრომელი გამოჩნდება შედეგად.

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'

და ბოლოს, მესამე დონის თანამშრომლებისა და მენეჯერების მოთხოვნა.

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'

ახლა მოდით შევცვალოთ მიმართულება სმიტის უფროსების მოსაპოვებლად.

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)

დასკვნა

SQL Server 2017 დამკვიდრდა, როგორც სრული საწარმოს გადაწყვეტა სხვადასხვა ბიზნეს IT საჭიროებებისთვის. SQL Graph-ის პირველი ვერსია ძალიან პერსპექტიულია. გარკვეული შეზღუდვების მიუხედავად, უკვე არის საკმარისი ფუნქციონირება გრაფიკების შესაძლებლობების შესასწავლად.

SQL Graph ფუნქციონალობა სრულად არის ინტეგრირებული SQL Engine-ში. თუმცა, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, SQL Server 2017-ს აქვს შემდეგი შეზღუდვები:

პოლიმორფიზმის მხარდაჭერა არ არის.

მხარდაჭერილია მხოლოდ ცალმხრივი ბმულები.
კიდეებს არ შეუძლიათ განაახლონ $from_id და $to_id სვეტები UPDATE-ის საშუალებით.
გარდამავალი დახურვა არ არის მხარდაჭერილი, მაგრამ მათი მიღება შესაძლებელია CTE-ების გამოყენებით.
შეზღუდული მხარდაჭერა მეხსიერებაში OLTP ობიექტებისთვის.
დროებითი ცხრილები (System-Versioned Temporal Table), დროებითი ლოკალური და გლობალური ცხრილები არ არის მხარდაჭერილი.
ცხრილის ტიპები და ცხრილის ცვლადები არ შეიძლება გამოცხადდეს NODE ან EDGE.
მონაცემთა ბაზებთან დაკავშირებული მოთხოვნები არ არის მხარდაჭერილი.
არ არსებობს პირდაპირი გზა ან რაიმე სახის ოსტატი (ოსტატი) ჩვეულებრივი ცხრილების გრაფიკულ ცხრილებად გადაქცევისთვის.
გრაფიკების საჩვენებლად არ არის GUI, მაგრამ Power BI შეიძლება გამოყენებულ იქნას.

Წაიკითხე მეტი:

როგორ იყენებს SQL Server bitmap ფილტრებს

წყარო: www.habr.com

SQL Server 2017 Graph Databases-ის შესავალი

გრაფიკის მონაცემთა მოდელი

გრაფიკული მოდელის უპირატესობები

მონაცემთა მოდელირება: ურთიერთობებიდან გრაფიკულ მოდელირებამდე

სისტემის ხედები

ssms

MATCH გამოხატულება

დასკვნა

Წაიკითხე მეტი:

ახალი კომენტარის დამატება

SQL Server 2017 Graph Databases-ის შესავალი

გრაფიკის მონაცემთა მოდელი

გრაფიკული მოდელის უპირატესობები

მონაცემთა მოდელირება: ურთიერთობებიდან გრაფიკულ მოდელირებამდე

სისტემის ხედები

ssms

MATCH გამოხატულება

დასკვნა

Წაიკითხე მეტი:

ახალი კომენტარის დამატება პასუხის გასაუქმებლად

ახალი კომენტარის დამატება