DTD上的lazyDFA XML数据流查询优化算法

针对XML数据流上的XPath查询处理问题,基于自动机技术构造的lazyDFA查询处理器是一种有效的解决方法。为了提高lazyDFA的查询处理效率,提出了利用DTD的语义信息和结构信息对lazyDFA进行优化的算法。实验结果表明,优化算法可以有效的加快lazyDFA的查询速度,降低内存消耗。     

一种适于XPath查询的自动机最小化算法

近年来,XM L数据流的查询处理引起了国内外学者的广泛兴趣。如何在XM L流中有效地查询大量XPath表达式是当今研究的一个热点问题。先将多个XPath式通过共享前缀处理,构造一个非确定的有穷自动机（NFA）模型,再将其转化为确定的有穷自动机（DFA）,以实现状态转移的确定性,然后对DFA进行最小化,提出了一种普遍适用的改进的最小化算法,在执行效率和空间代价方面它都优于一般性算法。     

一种用于深度包检测的正则表达式分组算法

当前深度包检测算法通常需要将正则表达式转换为NFA或者DFA．但是随着网络带宽的不断增加．NFA和DFA状态占用的存储空间越来越大,极大地考验着系统的存储能力。为了应对这个问题．提出一种基于正则表达式相性的分组算法来对表达式进行分组,实验证明该算法能减少NFA和DFA状态的数量,提高匹配的效率。     

多版本数据仓库的查询优化设计

多版本数据仓库中,不同数据仓库版本的维度实例可以共享存储。直接建立维度表与事实表的位图连接索引会产生大量无用的索引项,影响查询效率。给出了一种数据仓库版本的形式定义和维度实例的共享存储方式,并在此基础上设计了查询优化算法DWVOQ,通过建立维度实例的版本视图及其与事实实例的连接索引来降低索引空间代价,提高索引查询效率。     

一类NFA 到DFA 的直接转化方法

NFA的确定化具有重要的理论和实际意义.迄今为止,普遍采用子集构造法将一个NFA(非确定性自动机)转化为DFA(确定性自动机),但这种方法需要引入空输入ε及状态子集I的ε-闭包,其计算过程相对繁琐.而且在确定化过程中对于NFA状态集存在ε-closure重复计算和由于对非ε转换的判断而引起的重复计算等问题.本文描述了一种将一类NFA直接转化为DFA的方法.在本方法中,不需要引入空输入ε,可根据原始的NFA状态图或状态转移表直接得出等价的DFA状态图或状态转移表,而且所有状态都是单一的状态而非集合状态,便于软硬件实现与测试.     

列存储中的OLAP多查询优化方法

为了使列存储OLAP(on-line analytical processing)操作中I/O和CPU开销较大的扫描、连接、聚集操作实现有效的共享和复用,提出了一个多查询优化技术。根据列存储以及OLAP操作的特点,提出了一系列转换规则,为OLAP查询请求产生的一组相关查询语句生成一个单一全局查询计划。为了达到共享复用的目的,在全局计划中引入新的过滤结点、分组结点、合并结点和聚集结点。同时,借用MuGA(multiply group by algo-rithm)算法,通过分组结点、合并结点、连接结点实现维表及事实表元组的分组序号标记,从而实现列扫描、列连接的共享。并为聚集结点提出了一个多阶段聚集算法,结合最终生成的事实表复合分组序号,实现聚集操作的复用。在SSB(star schema benchmark)数据集上设计实验,证明了该多查询优化策略的有效性。     

带谓词的XPath查询的即时处理

介绍了一种立即计算谓词并即时输出的XML流数据查询系统XSIEQ。XSIEQ采用修改了的下推自动机技术，对多个XPath式按前缀共享的方式构造NFA，并对NFA状态进行类型标记和添加索引；从而在运行时能快速确定谓词计算和数据缓存等动作的时机，实现了即时处理；最后给出了XSIEQ和YFilter的查询性能对比及分析。     

XSIEQ-一种立即计算的XML流查询系统

XSIEQ是一种立即计算谓词并即时输出的XML流查询系统．它利用前缀共享的方法由多个XPath式构造一个NFA，并对NFA状态进行分类和添加索引．使得在运行时能快速确定谓词计算和数据缓存等的时机，XSIEQ还提供在运行时惰性地构造DFA进行查询．陈述了XSIEQ的查询机制以及多重匹配问题的解决方案，最后给出了XSIEQ的两种自动机和YFilter的查询性能对比及分析．     

基于改进蚁群算法的数据仓库多连接查询优化

传统蚁群算法在解决数据仓库查询优化问题时存在过早收敛、收敛速度慢的缺点。为此,对传统蚁群算法进行改进,将伪随机状态转移规则引入最大最小蚁群系统,在每次迭代结束后进行迭代局部搜索。实验结果表明,改进算法在多表连接查询优化中具有较快的收敛速度,能提高最优解的质量。     

基于Supersonic的并行分组聚集

针对在分析型联机分析处理(OLAP)应用中频繁出现的数据密集型操作符——分组聚集耗时较多的问题,提出Cache友好的分组聚集算法对该操作进行性能优化。首先,为充分发挥列存储在数据密集型计算方面的优势,采用基于开源的列存储查询执行引擎Supersonic,并在此之上设计Cache友好的分组聚集算法;其次,为加速查询的执行,使用并行技术,将单线程的分组聚集算法改为多线程并行的分组聚集算法。基于Supersonic设计并实现4种并行分组聚集算法:无共享Hash表并行分组聚集(NSHPGA)算法、表锁共享Hash表并行分组聚集(TLSHPGA)算法、桶锁共享Hash表并行分组聚集(BLSHPGA)算法、节点锁共享Hash表并行分组聚集(NLSHPGA)算法,且在不同的分组势集、不同的线程数的情况下,针对上述4种算法做了多组实验。通过对比3种不同粒度的共享Hash表并行分组聚集算法的加速比,得出NLSHPGA算法在加速比和并发度两方面表现最好,部分查询可达到10倍加速比;通过比较NSHPGA算法和NLSHPGA算法的加速比、Cache miss内存使用等情况,得出NLSHPGA算法在分组势集大于8时,加速比超过NSHPGA算法,并且Cache miss更低,使用的内存更少。     

一种基于维层次编码的OLAP聚集查询算法

联机分析处理(OLAP)查询往往需在海量数据上进行即席的复杂分组聚集查询，在其SQL语句中通常包含多表连接和分组聚集操作，因而减少多表连接和压缩关键字，以及对查询数据进行有效地分组聚集操作，成为ROLAP查询处理的关键问题。提出了一种基于维层次编码的新型预分组聚集算法DHEPGA．DHEPGA算法充分利用了编码长度较小的维层次编码及其前缀，来快速检索出与查询关键字相匹配的维层次编码，求得维层次属性的查询范围，减少了I／O开销，提高了OLAP查询效率。理论分析和实验结果表明，DHEPGA算法性能是非常有效的。     

主存OLAP系统中what-if查询处理策略

What-If分析能够提供比传统的OLAP(on-line analysis processing)分析更加有意义的决策支持信息.基于历史数据的应用场景假设分析需要更加有效的what-if数据视图生成机制的支持.在传统的delta表合并算法的基础上,提出了基于内存记录指针的deltaMap算法来提高what-if数据视图的合并性能.根据OLAP分析的应用特点,提出了pre-merge算法来处理支持分布式计算的聚集运算.根据不同的假设更新类型,对查询重写算法和△cube算法作了详细的性能测试并进行了全面的性能分析对比,在此基础上提出了what-if分析的代价模型,以应用场景模式、假设更新率、假设更新复杂度、查询结果集的基数作为参数,有效地描述系统what-if查询处理策略,为what-if分析的解决方案提供了一个可行的框架结构.     

基于E-R图的关系数据库关键字查询

随着信息检索技术和数据库理论的发展,如何通过信息检索技术在关系数据库中获取有用信息,并使普通用户也可以完成在关系数据库中的关键字查询,成为近期研究人员研究的热点.基于关键字的关系数据库查询系统无需用户了解数据库模式和结构化查询语言,用户只需输入几个关键字就可以得到查询结果.基于关系数据库的原型E-R图,根据意义的不同对实体进行分组.查询时根据关键字所属关系表,确定查询的实体集合,划定查询范围,提高查询效率.提出了新的算法来提高系统的查准率.最后,通过实验对E-RKS系统效能进行验证.     

可伸缩的增量连续k近邻查询处理

针对基于TPR树(time-parameterized R-tree)索引的大量并发CKNN(continuous k-nearest neighbor)查询处理,提出了一种可伸缩的增量连续k近邻查询处理(scalable processing of incremental continuous k-nearest neighbor queries,简称SI-CNN)框架,通过引入搜索区域进行预裁剪以减少查询更新所需要的TPR树节点访问代价,并引入了增量结果表以保存候选对象,批量地更新查询结果集,具有良好的可伸缩性.基于SI-CNN框架提出了一种增量更新的SI-CNN查询处理算法,能够基于上次查询结果增量的更新查询,支持查询集合中加入或删除查询和移动对象数据集的插入、删除等动态更新操作.实验结果与分析表明,基于SI-CNN框架的SI-CNN算法可以很好地支持大量并发的CKNN查询处理,具有良好的实用价值.     

Improvement of Performance of MegaBlast Algorithm for DNA Sequence Alignment

MegaBlast is one of the most important programs in NCBI BLAST （Basic Local Alignment Search Tool） toolkits, tIowever, MegaBlast is computation and I/O intensive. It consumes a great deal of memory which is proportional to the size of the query sequences set and subject （database） sequences set of product. This paper proposes a new strategy for optimizing MegaBlast. The new strategy exchanges the query and subject sequences sets, and builds a hash table based on new subject sequences. It overlaps I/O with computation, shortens the overall time and reduces the cost of memory, since the memory here is only proportional to the size of subject sequences set. The optimized algorithm is suitable to be parallelized in cluster systems. The parallel algorithm uses query segmentation method. As our experiments shown, the parallel program which is implemented with MPI has fine scalability.