基于有效时间的时态索引技术

研究了基于有效时间的时态关系索引的建立与实现.首先提出了有效时间索引模型VTIDM.VTIDM实际上是具有3层结点的树型结构,其内部结点由时态连通关系得到等价类组成,其叶结点由时态包含关系得到拟序关系类组成.对于VTIDM进行了查询和更新的算法设计和分析,同时进行数据模拟实验,实验结果表明,VTIDM是可行的和有效的.     

时态拟序数据索引TQD-tree

讨论一种新的时态数据库索引技术TQD-tree.不同于常规的“代数”方式,TQD-tree基于“序关系”数学框架,但与“代数”方式一样能够实现“一次一集合”的数据操作.提出给定时间期间集合上线序划分概念并建立构建算法,在线序划分框架内,提出时态数据索TQD-tree,并研究了相应查询和更新算法.设计了仿真实验,对TQD-tree的性能进行了基本评估.     

时态拟序数据结构研究及应用

时态数据索引是实现时态数据有效管理的关键技术之一.讨论了一种时态数据结构及其在时态数据索引上的应用.常规的时态数据管理技术多基于代数框架.提出了一种基于拟序关系的时态数据结构,该结构能够像常规关系数据那样实现“一次一集合”的数据操作,并可通过多线程提高查询效率.在此基础上,研究了一种时态数据索引TQOindex.首先,提出时间期间集合上拟序关系和线序划分概念,讨论了线序划分的最优(最小)性质和构建算法,并在最小线序划分框架内研究时态拟序结构基于增量式更新的插入和删除算法.其次,研究了时态拟序结构应用——引入基于拟序扩展集的时态数据索引 TQOindex.该索引适用于磁盘(外存)数据管理,可在常规数据库平台上有效使用.其增量式更新机制可应用于“大数据”的动态索引技术.另外,对TQOindex进行了基本仿真,实验结果表明了该工作的可行性和有效性.提出的时态拟序数据结构着眼于新型数据,如语义数据、XML数据和移动对象数据中时态处理与整合机制,相应的工作具有较为广泛的应用扩展性.     

时态XML索引技术

首先通过讨论时态XML查询数据模型TXQDM,提出了基于结点有效时间的前缀编码方案.以此为基础,引入TXQDM结点间的基于时态连通的等价关系和基于时态包含的拟序关系,建立了时态XML索引数据模型TXIDM,该模型的基本特征是具有二重嵌套的索引框架,适合于TXQDM这种不规则的具有较大随意性的树形结构情形.其次,在TXIDM框架内,讨论了相应时态查询算法,其中包括基于时态的路径查询和值查询,同时,还讨论了时态索引更新算法,其中包括插入和修改算法.最后,对于文中提出的模型TXIDM和时态索引操作算法进行了性能分析且设计了相应模拟实验.实验结果表明,基于TXIDM的时态查询与更新算法是可行的和有效的.     

一种基于线序划分的时态数据索引技术

讨论一种基于线序划分的时态数据索引技术。首先,讨论了时间期间集合上线序划分概念及其构建算法;其次,提出了基于常规磁盘方式进行数据管理的时态数据库索引技术TQOindex;另外,对TQOindex进行的基本实验仿真表明了其可行性和有效性。TQOindex的基本特征是基于"序关系"数学框架,能够实现"一次一集合"的数据操作。     

偏序时态XML索引TempPartialIndex

时态数据管理是常规数据管理的深化和扩展,具有理论研究的意义与实践应用的价值.时态数据索引是时态数据管理的重要技术支撑,是其中的一个研究热点.首先,提出了一种时态数据结构,通过数据节点间的偏序关系,可将常规的二维时间区间的处理转化为基于偏序的时态等价类上的一维的处理,该数据结构可以快速有效地处理时态操作;其次,在该新型时态数据结构基础上研究了时态XML索引TempPartialIndex,其基本特征是将时态数据结构整合到非时态的XML索引中,即,将其整合到语义层之中,通过时态过滤和语义过滤掉大量节点之后,再进行结构连接;另外,着重讨论了基于TempPartialIndex“一次一集合”及其时态变量查询和增量式的动态更新机制.同时,仿真结果表明：TempPartialIndex能够有效地支持时态XML的各类查询及更新操作,技术上具有可行性和有效性.     

基于时态编码和线序划分的时态XML 索引

研究了一种基于时态编码和线序划分的时态XML索引机制.首先,提出一种基于扩展先序编码的时态编码方案,通过该编码可确定结点间的结构关系;其次,在深入分析时间区间关系的基础上引入线序划分的概念,并讨论了获取线序划分的算法;然后,建立了整合路径结构信息和时态约束信息的时态结构摘要,并在此基础上建立了时态XML索引结构—TempSumIndex,同时研究了基于TempSumlndex的时态XML查询和增量式更新算法;最后,对TempSumlndex和现有时态XML索引技术的基本性能进行了详细的实验评估.实验结果表明,TempSumlndex具有更为优越的性能.     

语义协同时态XML索引研究与实现

该文研究一种以语义为基本要素并实现"语义"、"时间"和"结构"处理协同联动的时态XML索引技术SCTindex.首先,以时态结点为数据处理逻辑单元,在时态结点集合上建立基于线序划分的时态数据结构,这种结构具有相应的"拟序关系"数学基础,便于推广,能够实现"一次一集合"的查询方式,具有较高的时间查询效率;其次,以结点语义标签为数据处理技术单元,建立语义标签归并集合,在语义层面配置基于线序划分的时间索引机制,体现了XML本体要素——"语义"与时态数据基本内涵——"时间"约束间的整合联动;另外,引入带有足够结构信息和能够实现"更新友好"的结点编码方案GDFC,建立了相应时态数据的结构连接算法,实现了"结构"与"语义"协同处理.论文主要贡献是基于计算机协同处理理念,较精细地分析时态XML数据的"语义"、"结构"和"时间"等查询要素的本体特征和内在关联,提出了具有较高查询效率的线序划分结构,同时将其配置在语义层面,实现了不同于常规的以"结构摘要"为主轴部署查询的索引模式.论文进行基本实验仿真,通过与现有相关工作进行比较评估,表明SCTindex的可行性、有效性和优越性.     

基于时序分区的时态索引与查询

时态索引作为一种高效管理和检索时态数据的有效手段,一直是时态数据领域的研究热点.提出了一种基于时序分区的时态索引技术TPindex.首先将海量时态数据的时态属性映射到二维平面上,对平面上的“有效时间”点进行采样处理,通过使用自上而下,自左而右的时序分区方法将平面划分成若干个均匀的区域.其次,使用基于拟序关系的线序划分算法对每个分区中的数据构建数据结构,并建立基于“有效时间戳”的全区索引,实现“一次一集合”的数据查询操作.再次,还提出了使用分文件存储线序索引的模式将分区线序索引磁盘化,同时可以结合多线程技术并行处理数据,充分利用现代化硬件资源以满足海量数据下的高性能需求,提高索引性能.另一方面,我们还研究了海量时态数据下TPindex的增量式更新操作.最后,设计相应的仿真实验,通过与现有的代表性工作进行对比评估,验证了所提出方法的有效性和实用价值.     

一种基于扩展时态XML模型的索引技术

时间是信息的重要属性。随着数据库技术的迅速发展,时态信息的应用已渗透进各行各业中。将时态引入XML中,具有现实和必要的意义,对XPath模型进行了适当的修改,基于扩展后的模型,定义了一种时间连通性的等价关系,并且在该关系的等价类的基础上建立索引,以实现对时态XML文档查询的优化。     

基于结构摘要的时态索引技术

目前B+树仍是在商业数据库中应用最广泛的基本索引结构,为在现有数据库平台上对时态数据进行有效操作,有必要研究基于B+树的时态索引技术.研究了一种以B+树为基本存储结构、基于结构摘要的时态索引方法Cmap-tree.首先,引入基于内存的结构摘要,通过存储结点必要的结构摘要信息,有效地降低了时态操作过程中对无效结点的访问;其次,提出了时态矩阵的概念,并以时态矩阵为参考详细分析了各时态关系对应的结果集;然后,在结构摘要的基础上,详细讨论了Cmap-tree的时态插入、查询和更新算法.最后,通过仿真实验,对Cmap-tree的空间利用率、查询效率和更新效率等基本性能与现有时态索引方法进行了比较和分析.实验结果表明,Cmap-tree具有明显优势.     

FQM-tree:基于B~+树的时态索引

提出了一种基于B~+树的、针对有效时间区间的索引模式:FQM-tree(fast query map tree).FQM-tree将有效时间区间映射为一维空间上的点,对映射点建立索引;同时增加一个基于内存的辅助索引结构,最大程度地减少对无效节点的访问.该索引结构具有如下优点:首先,将时问区间映射为点,可以直接利用已有应用成熟的、被广泛支持索引结构(如B~+树),这就意味着可以在数据库中快速实现对时态索引的支持,而无需更改DBMS的内核;其次,基于内存的辅助索引结构可以直接定位叶节点,提高了时态查询效率;另外,由于当前B~+树仍是数据库中应用最成熟、最广泛的索引结构,因此借助B+树的基本结构研究时态索引,使得时态索引能够快速地得到具体应用,所以FQM-tree的研究具有广泛的应用价值.理论分析及大量的实验结果均表明,FQM-tree的查询性能优于传统的时态索引方法.     

一个实现双时态数据库的新方法

在双时态数据模型中,随时间变化的事实是用两个时间维--有效时间维和事务时间维--来描述.在关系数据库中,通常用4个时间字段表示数据的时态性,这种方法使得数据和时间分离.为了描述时变数据的物理意义,定义了时态数据类型,并且定义了时态数据运算和时态关系运算,同时建立了时态索引机制.以时态数据类型为系统的基本数据类型,扩展关系数据库系统为时态关系数据库系统.     

一种基于时态中间件的高效双时态索引模型

当前的时态数据库中间件不支持包含事务时间和有效时间的双时态数据索引,通过使用适当的数据变换和查询变换,可将双时态数据转化为R树可索引的数据.基于4R技术,提出了作为时态中间件TimeDB组件的双时态索引模型B4Rindex.实验证明,利用该模型对双时态数据进行索引是高效的.     

基于BCDM的含有变量的双时态关系代数研究*

在BCDM(双时态概念数据模型)中,时间变元Now和UC的存在解决了时态记录的频繁更新问题;但是时态变元的存在又给数据库的操作带来某种不确定性甚至是错误,同时引起关系代数运算的歧义。基于BCDM,通过绑定时间变元,用时态映射的集合定义时态关系,由此建立了一种含有时间变元的双时态关系代数体系。该关系代数体系在双时态运算下是封闭的。     

时态变量"Now"语义及相应时态关系运算

讨论了时态变量"Now"的基本语义,即Now不仅可以表示当前时间,还能表示过去时间和将来时间.在语义分析的基础上,讨论了带变量时态关系运算中需要解决的基本问题,即变量Now值的确定问题,研究了相应时态关系数据操作,建立了带变量时态关系代数系统.     

基于不确定时态信息的索引技术

索引技术是时态数据库查询优化的重要方法之一。分析了时态数据库中的不确定时态信息以及基于不确定时态信息的索引技术,并详细讨论了能处理时间变元的改进的4R-tree索引技术的建立过程。     

时态查询语言对处理不明确时间间隔的扩展

关于时态数据库的先前工作,主要是建立在时态属性的时间间隔和事件的开始/终止点都十分清楚的基础上.然而,在许多实际情况中,事件的时间界限并不十分清楚.因此,表示不明确时间,并给出处理不明确时间查询的方法,是对时态数据库中目前仍缺少的一个有效的扩展.讨论了时态数据库处理不明确时间存在的一些问题,并描述不明确时间间隔的方法.之后扩展了各种时态运算,并给出了与不明确时间相关的新运算符.也提出了能够处理不明确时间的查询语言扩展.在此讨论的时态查询语言对处理不明确时间间隔的扩展和丰富时态数据库的适应性有一定作用.     

时态数据的可变Hash索引

索引技术是时态数据库查询优化的重要方法之一。本文提出的可变Hash（VH）索引是建立在时间属性上的一种新的动态索引技术，主要目的是提高时态数据库快照查询的效率。由于时间的不确定性，在时态数据的时间属性上建立Hash索引比较困难。VH索引克服了Hash索引这一难点，提出了索引参数可变的思想，并应用B^＋-树对Hash参数进行组织。查询时由时间值在B^＋-树上获得Hash参数，进而确定数据的存储地址。通过对其时间复杂度和空间复杂度的理论分析以及实验验证，表明该索引技术可以减少索引查找以及读取数据的I／O次数，并具有理想的空间利用率。