ROLAP和MOLAP的研究

1 引 言

    近些年来，随着商业智能和办公自动化的逐步发展，从中小企业到跨国公司，从基层政府到中央机构都拥有自己相当容量的数据库。随之而来的问题是，面对如此庞大的数据信息，我们如何能够很好的利用并且提高信息利用率。那么OLAP成为这类问题最有效的解决工具之一。

    OLAP是一种软件技术，它使分析人员通过对信息的多种可能的观察角度进行快速、准确和交互性的存取，以获得对信息的深入分析。OLAP以数据仓库为基础，对数据仓库提供的面向主题的数据，采用各种统计分析算法进行分析处理，最终将分析结果提供给决策者，作为决策者的决策支持信息。

2 OLAP的概念

    关系数据库之父E．F．Codd于1993年提出联机分析处理(OLAP)的概念。当时，Codd认为联机事务处理(OLTP)已不能满足终端用户对数据库查询分析的需要，SQL对大数据库进行的简单查询也不能满足用户分析的需求。用户的决策分析需要对关系数据库进行大量计算才能得到结果，而查询的结果并不能满足决策者提出的需求。因此Codd提出了多维数据库和多维分析的概念，即OLAP。

    目前，应用比较广泛的一些OLAP系统几乎都采用了三层客户机，服务器结构。这种客户机／服务器的结构通常将数据仓库、OLAP]艮务器与客户端严格区分。多维数据集存储在OLAPH民务器中，系统的主要处理都是由OLAP]J艮务器上的应用完成，而不是由客户端完成。这样在网络中所需要传输的只是经过分析处理以后的结果，而不是多维数据集，在多维数据集存储量很大时，还可以在数据仓库与OLAP服务器之间添加一个服务器和存储设备，专门用于多维数据集的存储与处理。那么我们要考虑如何选取OLAP所用的数据，也就是OLAP服务器。另外，还要解决如何与客户端的客户需求进行沟通，即如何将OLAP服务器处理得到的结果用直观的方式，如多维报表、饼图、柱状图、三维图等展现给最终用户。OLAP在进行数据组织处理时，可以采用专门的多维数据库系统，或者利用现在应用比较普遍的关系数据库技术来模拟多维数据集，这样在OLAP中就产生了基于多维数据库的OLAP系统(MOL&P)和基于关系数据库的OLAP系统(ROLAP)。

3 ROLAP与MOLAP的综合比较

    ROLAP(Relational OLAP)是基于关系数据库的OLAP技术。以关系数据库为核心，以关系型结构进行多维数据的表示和存储。ROLAP将多维数据库的多维结构划分为两类表：一类是事实表，用来存储数据和维关键字；另一类是维表，即对每个维至少使用一个表来存放维的层次、成员类别等维的描述信息。

    MOLAP(Multidimensional OLAP)是基于多维数据组织的OLAP技术。以多维数据组织方式为核心，EgMOLAP击E用多维数组存储数据。多维数据在存储中将形成“立方块(Cube)”的结构，在MOLAP中对“立方块”的“旋转”、“切块”、“切片”是产生多维数据报表的主要技术。

    用户可以根据各自的需要选择使用何种模式，那么下面我们就从几个方面对ROLAP和MOLAP展开比较。

    1)维度管理

    MOLAP建立在MDDB前确定各个维度的层次关系。在MDDB建立后，如果要增加新的维度，需要重新建立MDDB。ROLAP增加一个维度只增加一张维表并修改事实表，其他维表不需要更改。因而，ROLAP对于维度的管理更加方便。

    2)数据存储

    MOLAP是以多维数据库的方式存储数据，受操作系统平台中文件大小的限制，并且随着MDDB数量的增大，进行预处理的结果将占用大量空间，因此难以达到TB级(只能10-20GB)。ROLAP则利用现有的关系数据库技术来模拟多维数据，存储空间耗费小，维数没有限制。

    3)数据加载

    MOLAP在装载数据时需要计算所有立方体中的数据，然而ROLAP在加载数据时除了完成数据装载外只要创建索引和概要表就可以了。因此在处理大量数据B寸ROLAP被认为是更具快捷的方式，尤其是在维度基数很高的模式下。对于大量多种多样特殊的数据可以通过调节ETL代码。

    4)查询性能

    MOALP需要预先定义概要文件，数据查询采用索引搜索与直接寻址的方式相结合，不需要进行表连接，在查询性能测试中比起ROLAP有相当大的优势。在进行数据汇总查询之前，MOLAP需要预先按概要文件中定义的数据汇总关系进行计算，这个计算通常以批处理方式运行。计算结果回存在数据文件中，当用户查询时，直接调用计算结果，速度非常快。无论是数据汇总还是计算衍生数据，预先计算的方式实际上是用空间来换时间。当然，用户也可以选择动态计算的方式，用查询时间来换取存储空间。MOLAP可以灵活调整时空的取舍平衡。用户难以使用概要文件中没有定义的数据汇总关系和衍生指标。而在ROLAP中，SQL无法完成不分计算，例如无法完成多行的计算和维之间的计算。

    5)分析能力

    MOLAP需要预先定义概要文件，而概要文件会详细分析维度的层次关系，生成概要文件时会反映数据源的错误。因此，在MOLAP中，错误记录会被拒收，并纪录在出错日志中，供IT人员更正。很多查询很难靠ROLAP的一条sQL语句完成。虽然很多ROLAP厂商试图增加临时表，但是，MOLAP查询精度高任然具有在分析数据方面的优势。

    6)维护管理

    MOLAP在后期管理时，只需用SQI活旬输入数据即可。而ROLAP需要打开或者关闭索引，在数据加载和聚集时需要填充多个结构。加载完成后还要考虑性能是否下降，如果性能下降则要增加索引或者概要表。因此，ROLAP维护困难，MOLAP管理简便。MOLAP和ROLAP有着各自的优点和缺点。因此一个新的OLAP结构——HOLAP被提出。迄今为止，对HOLAP还没有一个正式的定义。但是，HOLAP应该不是MOLAP与ROLAP结构的简单组合，而是这两种结构技术优点的有机结合，能满足用户各种复杂的分析请求。HOLAP的优越性就在于它能将ROLAP和MOLAP相互取长补短，充分利用ROLAP的灵活性和数据存储能力以及MOLAP的多维性和高效率。不同OLAP应用的优化目标不同，有的应用优先考虑效率和相应时间，那么MOLA P的比重就应该加大，常用汇总数据都应该采用多维数据库来存储，有的应用对存储容量的要求较高，那么应该充分利用关系数据库的存储能力，把大部分统计数据用ROLAP的模式来存储。

4 结束语

    综上所述：无论ROLAP还是MOLAP，都能够实现联机分析处理的基本功能，两者在查询效率，存储空间和扩展性方面各有千秋。IT人员在选择OLAP系统时，既要考虑产品内部的实现机制，同时也应考虑假设分析，复杂计算，数据评估方面的功能，为实现决策管理信息系统打下坚实的基础。