Aplikace grafové databáze na analytické úlohy

Richard Günzl

Master's thesis

Application of graph database for analytical tasks

Abstract:

Diplomová práce se zabývá oblastí grafových databází, které se řadí a zároveň vymykají skupině databázových systémů označovaných jako NoSQL databáze. Grafové databáze nalézají mnohá využití díky přirozenému ukládání propojení mezi daty, což v porovnání s přístupem tradičních relačních databází přináší výhodné vlastnosti, především v dotazování. Hlavním cílem práce je popsat principy, vlastnosti a výhody grafové databáze, navrhnout vlastní vhodný případ užití pro grafovou databázi a realizovat ukázkový příklad ověřující navržený případ užití. Teoretická část se zaměřuje na popis vlastností a principů grafové databáze, které následně porovnává s přístupem relační databáze. Další část se věnuje analýze a rozboru nejtypičtějších případů užití grafové databáze včetně nevhodných případů užití. Poslední část obsahuje analýzu vlastního případu užití grafové databáze, ve které je definováno několik principů i samostatně funkčních. V tomto vlastním případu užití jsou stěžejní analytické operace dohledávající příčiny a jejich míru vlivu na výši či změnu hodnoty požadovaného indikátoru. Tato část také zahrnuje realizaci ukázkového příkladu v grafové databázi ověřující případ užití. Ukázkový příklad je tvořen návrhem databázových struktur, konkrétními daty databáze a analytickými operacemi. Vrácené výsledky z grafové databáze jsou nakonec ověřeny alternativními výpočty, které nevyužívají grafovou databázi.

Abstract:

This diploma thesis is about graph databases, which belong to the category of database systems known as NoSQL databases, but graph databases are beyond NoSQL databases. Graph databases are useful in many cases thanks to native storing of interconnections between data, which brings advantageous properties in comparison with traditional relational database system, especially in querying. The main goal of the thesis is: to describe principles, properties and advantages of graph database; to design own convenient graph database use case and to realize the template verifying designed use case. The theoretical part focuses on the description of properties and principles of the graph database which are then compared with relational database approach. Next part dedicates analysis and explanation of the most typical use cases of the graph database including the unsuitable use cases. The last part of thesis contains analysis of own graph database use case in which several principles are defined. The principles can be applied separately. There are crucial analytical operations in the use case. The analytical operations search the causes with their rate of influence on amount or change in the value of the indicator. This part also includes the realization of the template verifying the use case in the graph database. The template consists of the database structure design, the concrete database data and analytical operations. In the end the returned results from graph database are verified by the alternative calculations without using the graph database.

Keywords

NoSQL, Grafová databáze, analytické dotazování, Cypher, databáze, Neo4j

Keywords

NoSQL, database, Neo4j, Cypher, analytical querying, Graph database

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 10. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2015
• Supervisor: Ota Novotný
• Reader: Lukáš Daněk

Vysoká škola ekonomická v Praze

Master programme / field:
Aplikovaná informatika / Informační systémy a technologie