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        H*-tree/H*-cubing: 데이터 스트림의 OLAP를 위한 향상된 데이터 큐브 구조 및 큐빙 기법

        심상예,이연,김경배,배해영,이동욱 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지D Vol.16 No.4

        Data cube plays an important role in multi-dimensional, multi-level data analysis. Meeting on-line analysis requirements of data stream, several cube structures have been proposed for OLAP on data stream, such as stream cube, flowcube, S-cube. Since it is costly to construct data cube and execute ad-hoc OLAP queries, more research works should be done considering efficient data structure, query method and algorithms. Stream cube uses H-cubing to compute selected cuboids and store the computed cells in an H-tree, which form the cuboids along popular-path. However, the H-tree layoutis disorderly and H-cubing method relies too much on popular path.In this paper, first, we propose H*-tree, an improved data structure, which makes the retrieval operation in tree structure more efficient. Second, we propose an improved cubing method, H*-cubing, with respect to computing the cuboids that cannot be retrieved along popular-path when an ad-hoc OLAP query is executed. H*-tree construction and H*-cubing algorithms are given. Performance study turns out that during the construction step, H*-tree outperforms H-tree with a more desirable trade-off between time and memory usage, and H*-cubing is better adapted to ad-hoc OLAP querieswith respect to the factors such as time and memory space. 데이터 큐브는 다차원 데이터 분석 및 멀티레벨 데이터 분석에 많이 사용되고 있는 중요한 데이터 구조이다. 최근 데이터 스트림의 온라인 분석에 대한 수요가 증가하면서 스트림 큐브, Flow 큐브, S-큐브 등의 다양한 데이터 큐브 구조와 기법이 제안되었다. 그러나 기존 기법들은 데이터 큐브 생성 시 고비용이 요구되는 단점을 가지고 있어 효과적인 데이터 구조, 질의 방법 및 알고리즘에 대한 연구가 필요하다. 스트림 큐브 기법에서는 H-큐빙 기법을 사용하여 큐보이드를 선택하고, 계산된 셀들을 인기 패스에 있는 큐보이드들로 구성된 H-트리에 저장한다. 그러나 스트림 큐브 기법에서는 H-트리에 데이터를 비순차적으로 삽입하기 때문에 H-큐빙 기법을 사용하여 질의를 처리할 때 제한성을 갖고 있다. 본 논문에서는 데이터의 트리 구조의 각 층에 대한 인덱스를 구축하여 스트림 데이터에 대한 빠른 삽입 연산을 지원하는 H*-tree 구조와, popular-path에 존재하지 않는 큐보이드를 빨리 계산하여 스트림 데이터에 대한 빠른 애드 혹 질의 응답을 지원하는 H*-cubing 기법을 제안한다. 성능평가를 통하여 제안한 H*-tree 기법은 보다 적은 큐브 구축 시간을 지원하며, H*-cubing 기법이 stream cube 기법보다 빠른 애드 혹 질의 응답 시간을 소요하며, 보다 적은메모리를 사용함을 보여준다.

      • H<sup>*</sup>-tree/H<sup>*</sup>-cubing-cubing: Improved Data Cube Structure and Cubing Method for OLAP on Data Stream

        심상예,이연,이동욱,김경배,배해영,Chen, Xiangrui,Li, Yan,Lee, Dong-Wook,Kim, Gyoung-Bae,Bae, Hae-Young Korea Information Processing Society 2009 정보처리학회논문지D Vol.16 No.4

        데이터 큐브는 다차원 데이터 분석 및 멀티레벨 데이터 분석에 많이 사용되고 있는 중요한 데이터 구조이다. 최근 데이터 스트림의 온라인 분석에 대한 수요가 증가하면서 스트림 큐브, Flow 큐브, S-큐브 등의 다양한 데이터 큐브 구조와 기법이 제안되었다. 그러나 기존 기법들은 데이터 큐브 생성 시 고비용이 요구되는 단점을 가지고 있어 효과적인 데이터 구조, 질의 방법 및 알고리즘에 대한 연구가 필요하다. 스트림 큐브 기법에서는 H-큐빙 기법을 사용하여 큐보이드를 선택하고, 계산된 셀들을 인기 패스에 있는 큐보이드들로 구성된 H-트리에 저장한다. 그러나 스트림 큐브 기법에서는 H-트리에 데이터를 비순차적으로 삽입하기 때문에 H-큐빙 기법을 사용하여 질의를 처리할 때 제한성을 갖고 있다. 본 논문에서는 데이터의 트리 구조의 각 층에 대한 인덱스를 구축하여 스트림 데이터에 대한 빠른 삽입 연산을 지원하는 $H^*$-tree 구조와, popular-path에 존재하지 않는 큐보이드를 빨리 계산하여 스트림 데이터에 대한 빠른 애드 혹 질의 응답을 지원하는 $H^*$-cubing 기법을 제안한다. 성능평가를 통하여 제안한 $H^*$-tree 기법은 보다 적은 큐브 구축 시간을 지원하며, $H^*$-cubing 기법이 stream cube 기법보다 빠른 애드 혹질의 응답 시간을 소요하며, 보다 적은메모리를 사용함을 보여준다. Data cube plays an important role in multi-dimensional, multi-level data analysis. Meeting on-line analysis requirements of data stream, several cube structures have been proposed for OLAP on data stream, such as stream cube, flowcube, S-cube. Since it is costly to construct data cube and execute ad-hoc OLAP queries, more research works should be done considering efficient data structure, query method and algorithms. Stream cube uses H-cubing to compute selected cuboids and store the computed cells in an H-tree, which form the cuboids along popular-path. However, the H-tree layoutis disorderly and H-cubing method relies too much on popular path.In this paper, first, we propose $H^*$-tree, an improved data structure, which makes the retrieval operation in tree structure more efficient. Second, we propose an improved cubing method, $H^*$-cubing, with respect to computing the cuboids that cannot be retrieved along popular-path when an ad-hoc OLAP query is executed. $H^*$-tree construction and $H^*$-cubing algorithms are given. Performance study turns out that during the construction step, $H^*$-tree outperforms H-tree with a more desirable trade-off between time and memory usage, and $H^*$-cubing is better adapted to ad-hoc OLAP querieswith respect to the factors such as time and memory space.

      • 시공간 질의 클러스터링: 데이터 큐빙 기법

        심상예 ( Xiangrui Chen ),백성하 ( Sung-ha Baek ),배해영 ( Hae-young Bae ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.2

        Multi-query optimization (MQO) is a critical research issue in the real-time data stream management system (DSMS). We propose to address this problem in the ubiquitous GIS (u-GIS) environment, focusing on grouping ‘similar’ spatio-temporal queries incrementally into N clusters so that they can be processed virtually as N queries. By minimizing N, the overlaps in the data requirements of the raw queries can be avoided, which implies the reducing of the total disk I/O cost. In this paper, we define the spatio-temporal query clustering problem and give a data cubing approach (Q-cube), which is expected to be implemented in the cloud computing paradigm.

      • <sup>1</sup>H*-tree: 데이터 스트림의 다차원 분석을 위한 개선된 데이터 큐브 구조

        심상예 ( Xiangrui Chen ),정우상 ( Yuxiang Cheng ),이연 ( Yan Li ),신숭선 ( Song-sun Shin ),이동욱 ( Dong-wook Lee ),배해영 ( Hae-young Bae ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.2

        In this paper, based on H-tree, which is proposed as the basic data cube structure for multi-dimensional data stream analysis, we have done some analysis. We find there are a lot of redundant nodes in H-tree, and the treebuild method can be improved for saving not only memory, but also time used for inserting tuples. Also, to facilitate more fast and large amount of data stream analysis, which is very important for stream research, H*-tree is designed and developed. Our performance study compare the proposed H*-tree and H-tree, identify that H*-tree can save more memory and time during inserting data stream tuples.

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