在 SQL Server 上設定用於 R 開發的資料科學用戶端

發行項
06/02/2023

適用於：SQL Server 2016 (13.x)、SQL Server 2017 (14.x) 和 SQL Server 2019 (15.x)、SQL Server 2019 (15.x) - Linux

當您在 SQL Server 2016 R Services 或 SQL Server 機器學習服務 (資料庫內) 安裝中納入 R 語言選項時，SQL Server 2016 或更新版本中便會提供 R 整合。

注意

本文章目前僅適用於：適用於 Linux 的 SQL Server 2016 (13.x)、SQL Server 2017 (14.x)、SQL Server 2019 (15.x) 和 SQL Server 2019 (15.x)。

若要開發和部署適用於 SQL Server 的 R 解決方案，請在開發工作站上安裝 Microsoft R Client，以取得 RevoScaleR 和其他 R 程式庫。遠端 SQL Server 執行個體上也需要的 RevoScaleR 程式庫會協調兩個系統之間的計算要求。

請在本文中了解如何設定 R 用戶端開發工作站，以便與已啟用機器學習和 R 整合的遠端 SQL Server 互動。在完成本文中的步驟之後，您將會獲得與 SQL Server 上相同的 R 程式庫。您也會知道如何將本機 R 工作階段的計算推送到 SQL Server 上的遠端 R 工作階段。

Client-server components

若要驗證安裝，您可以使用本文所述的內建 RGUI 工具，或是將程式庫連結到 RStudio 或您平常使用的任何其他 IDE。

常用工具

無論您是不熟悉 SQL 的 R 開發人員，還是不熟悉 R 及資料庫內分析的 SQL 開發人員，您都會需要 R 開發工具和 T-SQL 查詢編輯器 (例如 SQL Server Management Studio (SSMS)) 來執行資料庫內分析的所有功能。

針對簡單的 R 開發案例，您可以使用 RGUI 可執行檔 (隨附於 MRO 和 SQL Server 中的基底 R 散發套件)。本文會說明如何針對本機和遠端的 R 工作階段使用 RGUI。為了提高生產力，您應該使用功能完整的 IDE，例如 RStudio 或 Visual Studio。

SSMS 是個別的下載，很適合用來建立及執行 SQL Server 上的預存程序，包括那些包含 R 程式碼的預存程序。您在開發環境中撰寫的 R 程式碼，幾乎都可以內嵌在預存程序中。您可以逐步執行其他教學課程以了解 SSMS 和內嵌的 R。

1 - 安裝 R 套件

多項產品和服務皆有提供 Microsoft 的 R 套件。在本機工作站上，建議您安裝 Microsoft R Client。 R Client 會提供 RevoScaleR、MicrosoftML、SQLRUtils 和其他 R 套件。

下載 Microsoft R Client。
在安裝精靈中，接受或變更預設安裝路徑、接受或變更元件清單，並接受 Microsoft R Client 授權條款。

安裝完成時會有歡迎使用畫面向您介紹產品和文件。
建立 MKL_CBWR 系統環境變數，以確保 Intel Math Kernel Library (MKL) 計算會有一致的輸出。
- 在 [控制台] 中，選取 [系統及安全性] > [系統] > [進階系統設定] > [環境變數]。
- 建立名為 MKL_CBWR 的新系統變數，並將值設定為 [自動]。

2 - 尋找可執行檔

找到並列出安裝資料夾的內容，以確認 R.exe、RGUI 和其他套件均已安裝好。

在檔案總管中，開啟 %ProgramFiles%\Microsoft\R Client\R_SERVER\bin 資料夾以確認 R.exe 的位置。
開啟 x64 子資料夾以確認 RGUI。您會在下一個步驟中用到此工具。
開啟 %ProgramFiles%\Microsoft\R Client\R_SERVER\library，以檢閱與 R Client 一起安裝的套件清單，包括 RevoScaleR、MicrosoftML 和其他套件。

3 - 啟動 RGUI

當您使用 SQL Server 來安裝 R 時，將會取得與 R 的任何基底安裝標準相同的 R 工具，例如 RGUI、RTerm 等等。這些工具很小，適合用來檢查套件和程式庫資訊、執行特定命令或指令碼，或逐步進行教學課程。您可以使用這些工具來取得 R 的版本資訊，並確認連線能力。

開啟 %ProgramFiles%\Microsoft\R Client\R_SERVER\bin\x64 並且按兩下 RGui，以啟動具有 R 命令提示字元的 R 工作階段。

當您從 Microsoft 程式資料夾啟動 R 工作階段時，系統會自動載入數個套件 (包括 RevoScaleR)。
在命令提示字元中輸入 print(Revo.version)，以傳回 RevoScaleR 套件的版本資訊。您的 RevoScaleR 版本應為 9.2.1 或 9.3.0。
在 R 提示字元中輸入 search()，以取得已安裝套件的清單。

4 - 取得 SQL 權限

在 R Client 中，R 處理會受限於兩個執行緒和記憶體內部資料。若要使用多個核心和大型資料集來進行可調整規模的處理，您可以將執行 (稱為「計算內容」) 轉移至遠端 SQL Server 執行個體的資料集和計算能力。這是建議用來整合用戶端與生產環境 SQL Server 執行個體的方法，而且您需要權限和連線資訊才能讓此方法運作。

若要連線至 SQL Server 執行個體以執行指令碼及上傳資料，您必須擁有資料庫伺服器的有效登入。您可以使用 SQL 登入或整合式 Windows 驗證。我們通常會建議您使用 Windows 整合式驗證，但針對某些案例使用 SQL 登入會比較簡單，特別是當您的指令碼包含外部資料的連接字串時。

至少，用來執行程式碼的帳戶必須擁有從您所使用的資料庫讀取的權限，以及 EXECUTE ANY EXTERNAL SCRIPT 特殊權限。大部分的開發人員也會需要權限以建立預存程序，以及將資料寫入包含定型資料或評分資料的資料表中。

詢問資料庫管理員以在您使用 R 的資料庫中針對您的帳戶設定下列權限：

EXECUTE ANY EXTERNAL SCRIPT 以在伺服器上執行 R 指令碼。
db_datareader 權限以執行用來將模型定型的查詢。
db_datawriter 以寫入定型資料或評分資料。
db_owner 以建立如預存程序、資料表、函式等的物件。您也需要 db_owner 以建立範例和測試資料庫。

如果您的程式碼需要 SQL Server 預設不會安裝的套件，請向資料庫管理員安排以搭配執行個體安裝那些套件。 SQL Server 是安全的環境，因此會限制可以安裝套件的位置。如需詳細資訊，請參閱在 SQL Server 上安裝新的 R 套件。

5 - 測試連線

在驗證步驟中，請使用 RGUI 和 RevoScaleR 來確認是否能與遠端伺服器連線。 SQL Server 必須啟用遠端連線功能，而且您必須具有權限，包括使用者登入資訊和所要連線的目標資料庫。

下列步驟採用示範資料庫 (NYCTaxi_Sample) 和 Windows 驗證。

在用戶端工作站上開啟 RGUI。例如，移至 ~\Program Files\Microsoft SQL Server\140\R_SERVER\bin\x64，然後按兩下 RGui.exe 來加以啟動。
RevoScaleR 會自動載入。執行下列命令來確認 RevoScaleR 是否正常運作：print(Revo.version)

輸入會在遠端伺服器上執行的示範指令碼。您必須修改下列範例指令碼，使其包含遠端 SQL Server 執行個體的有效名稱。這個工作階段會以本機工作階段的形式來啟動，但是 rxSummary 函式會在遠端 SQL Server 執行個體上執行。

# Define a connection. Replace server with a valid server name.
connStr <- "Driver=SQL Server;Server=<your-server-name>;Database=NYCTaxi_Sample;Trusted_Connection=true"

# Specify the input data in a SQL query.
sampleQuery <-"SELECT DISTINCT TOP(100) tip_amount FROM [dbo].nyctaxi_sample ORDER BY tip_amount DESC;"

# Define a remote compute context based on the remote server.
cc <-RxInSqlServer(connectionString=connStr)

# Execute the function using the remote compute context.
rxSummary(formula = ~ ., data = RxSqlServerData(sqlQuery=sampleQuery, connectionString=connStr), computeContext=cc)

結果：

此指令碼會連線至遠端伺服器上的資料庫、提供查詢、建立適用於遠端程式碼執行的計算內容 cc 指示，然後提供 RevoScaleR 函式 rxSummary，以傳回查詢結果的統計摘要。

  Call:
rxSummary(formula = ~., data = RxSqlServerData(sqlQuery = sampleQuery, 
    connectionString = connStr), computeContext = cc)

Summary Statistics Results for: ~.
Data: RxSqlServerData(sqlQuery = sampleQuery, connectionString = connStr) (RxSqlServerData Data Source)
Number of valid observations: 100 

Name       Mean   StdDev   Min Max ValidObs MissingObs
tip_amount 63.245 31.61087 36  180 100      0

取得並設定計算內容。設定了計算內容後，其便會在工作階段的持續時間內保持有效。如果您不確定計算是本機還是遠端，請執行下列命令來找出。指定連接字串的結果表示遠端計算內容。

# Return the current compute context.
rxGetComputeContext()

# Revert to a local compute context.
rxSetComputeContext("local")
rxGetComputeContext()

# Switch back to remote.
connStr <- "Driver=SQL Server;Server=<your-server-name>;Database=NYCTaxi_Sample;Trusted_Connection=true"
cc <-RxInSqlServer(connectionString=connStr)
rxSetComputeContext(cc)
rxGetComputeContext()

傳回關於資料來源變數的資訊，包括名稱和類型。
```
rxGetVarInfo(data = inDataSource)
```
結果包括 23 個變數。

產生散佈圖，以探索兩個變數之間是否有相依性。

# Set the connection string. Substitute a valid server name for the placeholder.
connStr <- "Driver=SQL Server;Server=<your database name>;Database=NYCTaxi_Sample;Trusted_Connection=true"

# Specify a query on the nyctaxi_sample table.
# For variables on each axis, remove nulls. Use a WHERE clause and <> to do this.
sampleQuery <-"SELECT DISTINCT TOP 100 * from [dbo].[nyctaxi_sample] WHERE fare_amount <> '' AND  tip_amount <> ''"
cc <-RxInSqlServer(connectionString=connStr)

# Generate a scatter plot.
rxLinePlot(fare_amount ~ tip_amount, data = RxSqlServerData(sqlQuery=sampleQuery, connectionString=connStr, computeContext=cc), type="p")

下列螢幕擷取畫面會顯示輸入和散佈圖輸出。

Scatter plot in RGUI

6 - R.exe 的連結工具

針對持續且重大的開發專案，請安裝整合式開發環境 (IDE)。 SQL Server 工具和內建的 R 工具都不適用於繁重的 R 開發工作。獲得可運作的程式碼後，便可將其部署為預存程序，以便在 SQL Server 上執行。

將 IDE 指向本機 R 程式庫：基底 R、RevoScaleR 等等。在指令碼執行期間，當您的指令碼在 SQL Server 上叫用遠端計算內容，並存取該伺服器上的資料和作業時，系統就會在遠端 SQL Server 上執行工作負載。

RStudio

使用 RStudio 時，您可以將環境設定為使用與遠端 SQL Server 上的項目對應的 R 程式庫和可執行檔。

檢查 SQL Server 上安裝的 R 套件版本。如需詳細資訊，請參閱取得 R 套件資訊。
安裝 Microsoft R Client，以新增 RevoScaleR 和其他 R 套件，包括 SQL Server 執行個體所使用的基底 R 散發套件。選擇相同層級以下的版本 (套件具有回溯相容性)，其所提供的套件版本會與伺服器上的版本相同。若要檢視伺服器上安裝的套件版本，請參閱列出所有已安裝的 R 套件。
在 RStudio 中，更新 R 路徑以指向提供 RevoScaleR、Microsoft R Open 和其他 Microsoft 套件的 R 環境。尋找 %ProgramFiles%\Microsoft\R Client\R_SERVER\bin\x64。
先關閉再開啟 RStudio。

當您重新開啟 RStudio 時，R Client 中的 R 可執行檔會是預設的 R 引擎。

Visual Studio R 工具 (RTVS)

如果您還沒有用來處理 R 的慣用 IDE，建議您使用 Visual Studio R 工具。

下載 Visual Studio R 工具 (RTVS)
安裝指示 - Visual Studio 的數個版本中都有提供 RTVS。
開始使用 Visual Studio R 工具

從 RTVS 連線至 SQL Server

此範例會使用已安裝了資料科學工作負載的 Visual Studio 2017 Community Edition。

從 [檔案] 功能表選取 [新增]，再選取 [專案]。
左窗格包含預先安裝的範本清單。選取 [R]，然後選取 [R 專案]。在 [名稱] 方塊中，輸入 dbtest，然後選取 [確定]。

Visual Studio 會建立新的專案資料夾和預設的指令檔 Script.R。
在指令檔的第一行輸入 .libPaths()，然後按 CTRL + ENTER。

目前的 R 程式庫路徑應該會顯示在 [R 互動] 視窗中。
選取 [R 工具] 功能表，然後選取 [Windows]，以查看您可以在工作區中顯示的其他 R 專屬視窗清單。
- 按 CTRL + 3，可在目前的程式庫中查看套件的說明。
- 按 CTRL + 8，則可在變數總管中查看 R 變數。

下一步

兩個不同的教學課程都包含練習，以便讓您練習如何將計算內容從本機切換至遠端 SQL Server 執行個體。