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1.
区块链具有去中心化、不可篡改和可追溯等特性,可应用于金融、物流等诸多行业.由于所有交易数据按照交易时间顺序存储在各个区块,相同类型的交易数据通常会散布在诸多区块之中,这降低了面向历史区块的追溯查询的处理效率.索引构建和物化视图是提升查询性能的两种典型方法,但当待处理数据分布于多个区块时,使用索引无法改善I/O访问效率,而物化视图可有效应对这个问题.然而,由于区块链系统的特点明显区别于关系数据库,传统的面向关系数据库的物化视图技术无法被直接应用到区块链之中.鉴于此,本文首次提出一个面向区块链的高效物化视图机制,具有如下特征:(1)将视图维护操作与共识过程同时执行,降低该操作对系统性能的影响;(2)使用字典树加快以区块为单位的多物化视图维护进程;(3)以默克尔验证的方式确保物化结果不被恶意篡改,进而确保查询结果可信.所提出的物化视图维护机制已经被集成到一个区块链系统中,并通过实验来验证该机制的高效性.  相似文献
2.
朱涛  郭进伟  周欢  周烜  周傲英 《软件学报》2018,29(1):131-149
随着各类应用在数据量和业务量上的扩展,单机数据库系统越发难以应对现实需求。分布式数据库能够根据业务的需求动态地扩容,因此逐步开始受到应用的青睐。近年来,分布式数据库产品层出不穷,并在互联网应用中被大量投入使用。然而,分布式数据库的系统复杂度前所未有。为了让系统可用,设计者需要在多种属性中作合理选择和折中。这造成现有的数据库产品形态各异、优缺点对比分明。至今为止,尚未有人对分布式数据库的设计空间和折中方案进行过深入分析和整理。本文作者在对多个分布式数据库产品进行深入理解之后认识到:分布式数据库系统的设计方案可以通过三个属性进行基本刻画–操作一致性、事务一致性和系统可用性。虽然这三个属性并不新颖,但它们在数据库语境下的含义在文献中尚未得到充分澄清。本文对这三个属性进行澄清,并通过它们对典型数据库产品的格局进行概括、对现有的分布式数据库技术进行综述。此外,本文还对这三个属性之间的相互关系进行深入分析,以期帮助未来的开发者在分布式数据库的设计过程中作出合理选择。  相似文献
3.
作为支撑比特币实现无中心高可信的账本管理的技术,区块链在金融领域得到了广泛关注.区块链实现了不完全可信环境中的可信数据管理,具有去中心化、防篡改、不可抵赖、强一致和完整性等特性,同时也具有高延迟和低吞吐率的性能问题.在互联网技术发展,新型应用层出不穷的大背景下,借鉴区块链在数字加密货币应用中的成功经验,探索可信数据管理的理论、技术,并设计、实现系统,是学术界所面临的重要问题.本文从可信数据管理角度,介绍区块链相关的技术和研究进展,包括分布式共识、智能合约、数据溯源等,并分析应用对可信数据管理所提的需求和研究挑战.  相似文献
4.
定位技术与普适计算的蓬勃发展催生了轨迹大数据,轨迹大数据表现为定位设备所产生的大规模高速数据流。及时、有效地对以数据流形式出现的轨迹大数据进行分析处理,可以发现隐含在轨迹数据中的异常现象,从而服务于城市规划、交通管理、安全管控等应用。受限于轨迹大数据固有的不确定性、无限性、时变进化性、稀疏性和偏态分布性等特征,传统的异常检测技术不能直接应用于轨迹大数据的异常检测。由于静态轨迹数据集的异常检测方法通常假定数据分布先验已知,忽视了轨迹数据的时间特征,也不能评测轨迹大数据中动态演化的异常行为。面对轨迹大数据低劣的数据质量和快速的数据更新,需要利用有限的系统资源处理因时变带来的概念漂移,实时检测多样化的轨迹异常,分析轨迹异常间的因果联系,继而识别更大时空区域内进化的、关联的轨迹异常,这是轨迹大数据异常检测的核心研究内容。此外,融合与位置服务应用相关的多源异质数据,剖析异常轨迹的起因以及其隐含的异常事件,也是轨迹大数据异常检测当下亟待研究的问题。为解决上述问题,对轨迹异常检测技术的研究成果进行了分类总结。针对现有轨迹异常检测方法的局限性,提出了轨迹大数据异常检测的系统架构。最后,在面向轨迹流的在线异常检测、轨迹异常的演化分析、轨迹异常检测系统的基准评测、异常检测结果语义分析的数据融合、以及轨迹异常检测的可视化技术等方面探讨了今后的研究工作。  相似文献
5.
互联网、社交、购物、金融等各类应用直接面临海量用户的高并发访问,传统的单点数据库逐渐成为这些应用系统的瓶颈,而众多互联网应用能够良好运行的主要原因是使用了基于集群环境的数据管理系统作支撑。与传统数据库系统相比,基于集群环境的数据库系统具有更好的扩展性和可用性,而日志复制是保证这些特性的核心组件。传统的主备架构的日志复制在异常情况下对未决事务日志处理不佳,导致数据副本之间存在不一致的风险,另外,分布式系统领域的一致性算法缺乏对事务一致性的处理,而且在选主时存在活锁、多主和频繁选主的问题,无法直接适用于事务日志复制。本文提出了一种集群环境下的事务日志复制策略和恢复机制,能够有效处理未提交日志,提供了强弱两种读一致性,并且提出了一种轻量级的选主算法,可以避免以上的选主问题。本文在开源OceanBase分布式数据库系统中实现了上述机制,并使用基准测试工具对系统进行测试,通过一系列实验验证了系统的扩展性和可用性。  相似文献
6.
施晋  毛嘉莉  金澈清 《软件学报》2019,30(3):770-783
城市道路的旅行时间预测,对于路径规划以及交通管理至关重要.尽管旅行时间预测会受路段依赖、时空相关性以及其他因素的影响,但现有的方法并未考虑如何结合外部因素进行建模,因而可能会有引入错误信息、路段建模时忽略上下游路段间的依赖关系等问题,导致预测精度较差.鉴于此,提出了两阶段的旅行时间预测框架:首先,使用Skip-Gram模型对轨迹数据地图匹配后的路段序列进行编码,将其映射为低维向量,通过该编码方式避免引入错误信息的同时保留了路段间的上下游依赖信息.随后,基于路段编码模式整合天气、日期等外部因素,设计了基于深度神经网络的城市道路旅行时间预测模型.基于真实出租车轨迹数据集的对比实验结果表明,所提方法比对比算法具有更高的预测精度.  相似文献
7.
于戈  牛保宁  金澈清 《软件学报》2019,30(9):2569-2570
近几十年来,数据管理技术取得了飞速发展并在很多重要领域广泛应用.传统的数据库管理系统(包括分布式数据库)往往由单一机构进行管理和维护,该机构对整个数据库具有最高权限.这种模式并不适用于由非完全互信的多个机构共同管理数据,在互联网应用环境中该问题尤为突出.区块链作为一种去中心化、不可篡改、可追溯、多方共同维护的新型分布式数据库,适合于在这种非互信场景下进行有效的数据管理.由于新旧数据管理架构的差异性非常显著,无法照搬现有的数据库管理技术,必须在区块链数据管理技术上有所创新.但总体而言,区块链数据管理的研究仍然处于起步阶段,存在诸多待解决的问题.本专题试图汇集区块链数据管理的最新研究成果,为区块链数据管理领域的相关人员提供参考.  相似文献
8.
邵奇峰  张召  朱燕超  周傲英 《软件学报》2019,30(9):2571-2592
在传统跨机构交易的企业应用中,各个机构都是独立记录己方的交易数据,机构间数据的差异会引起争议,通常需要人工对账或中介机构来解决,因而增加了结算时间和交易费用.区块链技术实现了交易数据在写入前共识验证、写入后不可篡改的分布式记账,可信地保证了多机构间的数据一致性,避免了人工对账和中介机构.区块链是一种去中心化、不可篡改、可追溯、可信的、多方共享的分布式数据库,企业级区块链是节点加入需经许可的适用于企业级应用的区块链技术.结合Hyperledger Fabric,Corda和Quorum等企业级区块链平台,提出了企业级区块链的系统架构;从交易流程、区块链网络、共识机制、区块链数据、智能合约、隐私保护几方面阐述了企业级区块链的原理与技术;针对企业级区块链的现状,总结了当前的研究挑战与未来的发展趋势.  相似文献
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