[2024.02.04] chapter2. 빅데이터의 탐색 (1) - MY

[chominyeong]

2-1 크로스 집계의 기본

☑트랜잭션 테이블(cross table)

• 컴퓨터는 열을 늘리는 것보다 행을 늘리는 것이 간단하다.
• 트랜잭션 테이블은 행 방향으로만 추가가 가능하다.

☑크로스 테이블(cross table)

• 행 방향 : 사품명
• 열 방향 : 매출 월
• 행과 열 교차 : 숫자 테이블

☑크로스 집계(cross tabulation)

• 트랜잭션 테이블 → 크로스 테이블로 변환

☑피벗 테이블(pivot table)

• 소량의 데이터를 크로스 집계하는 것

✅피벗 테이블 기능에 의한 크로스 집계

• 사용하려는 데이터 범위를 선택 → [삽입] → [피봇테이블]
  
• 열 : '매출일'
• 행 : '점포ID', '상품ID'
• 값 : '금액'

☑룩업 테이블(lookup table)

• 테이블 1 : 트랜잭션 테이블
  
• 테이블 2 : 상품정보
  
• 테이블 1과 테이블2를 결합한 테이블을 룩업 테이블이라고 한다. lookup 함수 사용
  
• 트랜잭션 테이블과 룩업 테이블은 독립적으로 관리할 수 있다.
  • 트랜잭션 → 업무 데이터베이스에서 가져와서 사용
  • 룩업 테이블 → 데이터 분석 용도에 따라 변경해도 됨

✅1) BI 도구에 의한 크로스 집계

• Tebleau Public에서 실습

1. 판매이력 테이블과 상품 테이블을 결합(=조인)한다. → 룩업 테이블이 생성됐다.
   
2. 워크시트로 이동 후 원하는 속성을 클릭한다. → "크로스탭으로복제" 클릭
   

✅2) Pandas에 의한 크로스 집계

• 피벗 테이블에 의한 크로스 집계는 간편하지만 데이터의 양이 너무 많으면 처리할 수 없다. → SQL를 이용하여 집계하고 BI 도구로 시각화한다.

✅3) SQL에 의한 테이블의 집계

SELECT date_trunc('month', "매출일") ::DATE AS "매출일", "점포 ID", "상품 ID", "고객 ID", sum("금액") AS "금액"
FROM "판매 이력"
GROUP BY 1, 2, 3, 4

• 먼저 'SQL로 집계'하고 '시각화 도구로 크로스 집계'한다.
• 전자를 '데이터 집계의 프로스세', 후자를 '시각화 프로세스'라고 부른다.

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2-2 열 지향 스토리지에 의한 고속화

3계층의 데이터 집계 시스템

• 데이터를 집계할때 데이터의 수가 적다면 모든 데이터를 메모리에 올려서 사용하면 된다.
• 그러나 데이터가 수억개를 넘어가거나 메모리가 부족하면 급격히 성능이 저하된다.
• 압축과 분산에 의해 지연을 줄인다. mpp 기술

행 지향(row-oriented) 데이터베이스

• 일반적인 업무 시스템에서 사용되는 데이터베이스
• 레코드 단위의 읽고 쓰기에 최적화
• ex. Oracle Database, MySQL 등의 RDB(관계형데이터베이스)
  
• 테이블의 각 행을 하나의 덩어리로 디스크에 저장
• 새 레코드를 추가하면 파일의 끝에 데이터를 추가한다.
• 매일 발생하는 대량의 트랜잭션을 지연 없이 처리한다.

• 행지향 데이터베이스는 데이터 검색 고속화를 위해 '인덱스(index)'를 만든다.
• 그러나 데이터분석에서는 컬럼이 중요하기 때문에 거의 도움이 되지 않는다.
• 따라서 인덱스에 의지하지 않는 고속화 기술 필요

⭐열 지향(column-oriented) 데이터베이스

• =칼럼 지향 데이터베이스
• 컬럼 단위 집계 최적화
• ex. Teradata, Amazon Redshint
  
• 데이터 압축 효율 우수
  • 반복되는 동일한 문자열을 매우 작게 압축 가능
• 열 지향 데이터베이스는 압축되지 않은 행 지향 데이터베이스와 비교하면 1/10 이하로 압축 가능하다.

⭐MPP(massive parallel processing)

• 데이터 처리 >병렬화<
• 열 지향 데이트베이스 가정
  
• 하나의 쿼리를(수억개의 숫자를 처리하는 것) 다수의 작은 태스크로 분해하고 이를 병렬로 실행한다.
• ex) 1억 레코드로 이루어진 테이블을 1000개의 태스크로 나누고 각각 cpu가 처리한다. 마지막에 모든 결과를 cpu가 합계처리한다.

MPP 데이터베이스 vs 대화형 쿼리 엔진

• MPP 데이터베이스
  • 쿼리가 잘 병렬화할 수 있으면, MPP를 사용한 집계는 CPU 코어 수에 비례하여 고속화.
  • 디스크로부터의 로드가 병목 현상이 발생하지 않도록 데이터가 고르게 분산되어 있어야 함.
  • 하드웨어 수준에서 데이터 집계가 최적화된 데이터베이스를 'MPP 데이터베이스'라고 한다.
• 대화형 쿼리 엔진
  • Hadoop과 함께 사용
  • 데이터를 저장하는 것은 분산 스토리지의 역할
  • 그러나 데이터를 열 지향으로 압축하지 않는 한 MPP 데이터베이스보다 성능 좋지 않음.
    → 시스템의 안정성과 서포트 체제 측면에서는 MPP를, Hadoop과의 궁합을 고려하면 편리성은 대화형 쿼리 엔진이 탁월

집계 시스템 종류	스토리지의 종류	최적의 레코드 수
RDB	행 지향	~수천만 정도
MPP 데이터베이스	열 지향(하드웨어 일체형)	수억~
대화형 쿼리 엔진	열 지향(분산 스토리지에 보관)	수억~

MPP가 하드웨어 일체형이면 일반인은 써볼 기회가 없을 것 같은디..