[論文レビュー] Towards Conceptual Multidimensional Design in Decision Support Systems

Olivier Teste|arXiv (Cornell University)|May 3, 2010

Advanced Database Systems and Queries参考文献 20被引用数 12

ひとこと要約

本論文は、複数の階層を持つ共有次元と事実の配置（コングスタレーション）をサポートする意思決定支援システム（DSS）の概念的多次元モデルを提案する。また、コングスタレーション管理のための新規演算子を備えた包括的なクエリ代数を導入し、複雑な多次元スキーマを効率的に照会できるプロトタイプを実装している。

ABSTRACT

Multidimensional databases support efficiently on-line analytical processing (OLAP). In this paper, we depict a model dedicated to multidimensional databases. The approach we present designs decisional information through a constellation of facts and dimensions. Each dimension is possibly shared between several facts and it is organised according to multiple hierarchies. In addition, we define a comprehensive query algebra regrouping the more popular multidimensional operations in current commercial systems and research approaches. We introduce new operators dedicated to a constellation. Finally, we describe a prototype that allows managers to query constellations of facts, dimensions and multiple hierarchies.

研究の動機と目的

• 既存の多次元モデルが意思決定支援システムにおける複雑で共有される次元構造を処理する点で抱える制限を是正すること。
• 複数の階層を持つ事実と次元のコングスタレーションをサポートする概念的モデルを設計すること。
• 一般的なOLAP操作を統合し、コングスタレーション固有のニーズに拡張した包括的なクエリ代数を定義すること。
• 複雑な多次元コングスタレーションの直感的な照会を可能にするプロトタイプシステムを実装・検証すること。
• 複雑な分析意思決定のための多次元データベースの表現力と使いやすさを向上させること。

提案手法

• 本論文は、事実のコングスタレーションと共有次元に基づく概念的多次元モデルを提示する。各次元は複数の階層をサポートする。
• 標準的なOLAP操作（例：スライス、ダイス、ドリルダウン）を統合したクエリ代数を形式化し、コングスタレーションに特化した新しい演算子を追加する。
• 複数の事実間で次元を共有することで、正規化を高め、冗長性を低減する。
• 各次元に複数の階層を明示的にモデル化し、柔軟なロールアップおよびドリルダウン操作を可能にする。
• モデルの実現可能性を示すために、ユーザーが多次元コングスタレーションをナビゲート・照会できるプロトタイプシステムを開発する。
• 実世界のDSS環境における事例研究を通じて、アプローチの妥当性を検証し、クエリの表現力とパフォーマンスを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、複数の階層を持つ事実のコングスタレーションと共有次元を効果的に表現できるか？
• RQ2 多次元コングスタレーションの効率的かつ表現力のある照査を支援するためのクエリ演算子は何か？
• RQ3 既存のOLAP操作を、複雑で相互に関連する次元構造を処理できるようにどのように拡張できるか？
• RQ4 提案されたモデルは、意思決定支援システムにおけるデータ正規化とクエリの柔軟性をどの程度向上させるか？
• RQ5 プロトタイプシステムは、提案された多次元設計の実用的 usability を効果的に示せるか？

主な発見

• 提案されたモデルは、共有次元を持つ事実のコングスタレーションを効果的にサポートし、正規化を向上させ、冗長性を低減する。
• 拡張されたクエリ代数は、複数の階層および関連する複数の事実をまたがる複雑な分析操作をサポートする。
• プロトタイプは、実世界のDSS環境において、多次元コングスタレーションのインタラクティブな照査の実現可能性を示している。
• 1次元あたりの複数の階層の導入により、分析の柔軟性が向上し、多様なユーザーの視点をサポートする。
• スターレイアウト／スノーフレイクスキーマに比べ、より豊かな次元的関係とクエリパターンを可能にするため、表現力が向上する。
• 本研究は、コングスタレーションと複数の階層を持つ概念的多次元設計が、複雑な意思決定支援アプリケーションにおいて実現可能かつ有益であることを確認した。