Ruchome okno danych AGSE
Ruchome okno danych to pojęcie powszechnie stosowane w systemach przetwarzających strumienie lub serie czasowe. Idea polega na grupowaniu danych w oknach czasowych, dając możliwość użytkownikowi możliwość przetwarzania w zamrożonych migawkach.
RetractorDB wspiera ten model przetwarzania danych poprzez operator AgSe (Agregacja i Serializacja). Operator ten jest dwuargumentowy i działa na strumieniu. Oznaczany znakiem @, ma postać:
strumień@(k, w)
gdzie:
- k — skok okna (liczba naturalna): o ile rekordów źródłowych przesuwa się okno przy każdym kroku,
- w — rozmiar okna (liczba całkowita różna od zera): ile pól źródłowych zawiera jeden rekord wyjściowy.
Wartość dodatnia w zachowuje historyczną konwencję RetractorDB: najnowsze
pole okna jest pierwsze. Wartość ujemna oznacza agregację lustrzaną —
odwraca tę kolejność, więc pola są ułożone zgodnie z napływem.
Jak zmienia się interwał strumienia wyjściowego
Jeśli strumień źródłowy ma W pól w rekordzie i interwał Δ, to strumień wyjściowy operatora @(k, w) ma:
|w|pól w rekordzie wyjściowym,- interwał wyjściowy
Δ_out = (Δ / W) × k.
| Parametry | Efekt |
|---|---|
k = |w| | okno tumbling — kolejne okna nie zachodzą na siebie |
k < |w| | okno przesuwne (sliding) — kolejne okna zachodzą na siebie |
k > |w| | próbkowanie z przerwami — część danych jest pomijana |
k = 1, |w| = 1 | serializacja — wielopolowy rekord rozbijany na jednoelementowe |
w < 0 | agregacja lustrzana — kolejność napływu od najstarszego pola |
Typowe wzorce użycia
-- serializacja: 2 pola → 1 pole (interwał ÷ 2)
SELECT * STREAM s1 FROM A@(1,1)
-- tumbling window: okna po 4 rekordy, bez nakładania
SELECT * STREAM s2 FROM A@(4,4)
-- sliding window: okno 5-elementowe przesuwane o 1
SELECT * STREAM s3 FROM A@(1,5)
-- próbkowanie: co piąty rekord (skip=5, okno=1)
SELECT * STREAM s4 FROM A@(5,1)
-- deserializacja lustrzana: przywrócenie kolejności pól
SELECT * STREAM s5 FROM s1@(2,-2)
Wizualizacja operatora @
Poniżej schematyczne przedstawienie działania source@(k, w) dla strumienia jednoelementowego:
Dane wejściowe: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ...
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
@(1, 3) — sliding window, skok=1, okno=3:
[2,1,0] [3,2,1] [4,3,2] [5,4,3] ...
@(3, 3) — tumbling window, skok=3, okno=3:
[2,1,0] [5,4,3] ...
@(5, 1) — próbkowanie co 5 elementów:
[0] [5] ...
@(2,-2) — lustrzana, skok=2, okno=2:
[0,1] [2,3] [4,5] [6,7] ...
AGSE emituje dopiero pełne okno. Początkowe sloty, w których brakuje choć
jednego pola, tworzą raportowany w planie tail= i nie są rekordami.
Prawdziwy NULL obecny w danych pozostaje natomiast elementem pełnego okna.
Formalna granica ogona i pojemności historii jest opisana w rozdziale
Ogony i obserwowalność operatorów.
Przykłady
Poniższe podrozdziały prezentują konkretne zastosowania operatora AgSe:
- Przykład serializacji — zamiana wielopolowego rekordu na sekwencję jednoelementowych rekordów i powrót przez agregację lustrzaną.
- Przykład średniej ruchomej — sliding window jako podstawa filtru uśredniającego sygnał.
- Różne typy okien — tumbling, sliding i próbkowanie na jednym strumieniu danych.
Na początku rozważymy proces serializacji w operatorze Agregacji i Serializacji – AgSe.
NOTE: Opisana funkcjonalność ma pokrycie w testach:
agse1,agse2,agse3,Pattern6opisanych w załączniku pt. Testy Integracyjne.