一种针对块内日志存储模型的缓冲区管理方法

闪存的擦后写特性,使其对小粒度随机更新为主的数据库应用,存在较大的更新时延.基于块内日志的存储管理模型提出了一种使用日志的方法,有效地解决了该问题.但是由于没有考虑数据访问的冷热特性,使得热擦除块合并操作非常频繁,同时它们采用的强制日志刷新策略导致闪存日志区存在严重的碎片问题.针对上述问题,本文提出一种基于数据冷热检测的双链表缓冲区算法DLPA,它根据数据的访问特性动态地分配日志页大小,可以有效减少擦除块合并操作,同时在日志刷新至闪存时,结合两种日志打包策略,有效地改善了日志区碎片问题.实验显示,该算法在增加少量存储开销的前提下,显著地优于现有算法.     

面向非易失内存的异构索引

非易失内存(non-volatile memory,NVM)为数据存储与管理带来新的机遇,但同时也要求已有的索引结构针对NVM的特性进行重新设计.围绕NVM的存取特性,重点研究了树形索引在NVM上的访问、持久化、范围查询等操作的性能优化,并提出了一种上下两层结构的异构索引HART.该索引结合了B+树与Radix树的特点...     

一种针对闪存的高效缓冲区置换算法

随着闪存容量的不断增长和闪存应用的日益广泛,针对闪存的缓冲区管理已成为一个迫切需要解决的问题.针对闪存的写代价显著高于读代价的特性,提出一种针对闪存的页面置换算法LEAC.LEAC根据页面的读写负载和闪存的读写代价差异对换出页面引起的预期闪存访问开销进行评估,优先换出预期访问开销最低的页.实验表明,LEAC可以显著降低闪存访问开销.     

FEP:一个软硬件集成的闪存数据管理实验平台

闪存以及基于闪存的固态硬盘(SSD)近年来得到了快速发展,从而也带动了闪存相关的算法研究.这些算法不仅包括DBMS层面的算法,也包括SSD内部的控制算法.但是,这些算法的性能验证是目前研究中的一个难点问题,尤其是SSD内部的算法很难在现有的平台上进行实验对比.针对这一问题,提出了一个软硬件集成的闪存数据管理实验平台(flash experimental platform,FEP).该平台不仅可以为DBMS层面各类算法提供一个实验环境,也能够为SSD内部算法的验证提供有效的支持.FEP平台的硬件部分由一个自行设计的闪存存储板构成,软件部分实现了闪存驱动和闪存转换层(FTL)算法,并提供了灵活易用的二次开发接口.以4种闪存缓冲区置换算法为例,在FEP平台上进行了实现和实验验证,结果表明,FEP平台可以有效地支持闪存相关算法的实验和结果数据分析.     

NVRC:一种面向NVM的写限制日志方案

非易失性内存(Non-Volatile Memory,NVM)具有支持按字节寻址、持久性、存储密度高、读写延迟低等特点,因此成为解决DRAM(Dynamic Random Access Memory)容量有限问题的首选技术。随着数据库系统中NVM的引入,传统的日志技术需要考虑如何适应NVM特性。首先总结了已有的面向NVM的日志技术研究,进而提出了一种尽可能限制NVM写操作的数据库日志方案NVRC(Non-Volatile Record-updating with Cacheline)。文中提出了结合异地更新和原地更新的日志管理方案。具体而言,NVRC在异地更新的“影子记录”的基础上,引入了“缓存行原地更新”策略,并通过代价分析选择合理的日志更新策略,从而减少对NVM的写操作。采用DRAM模拟NVM的方式在YCSB测试负载上进行了实验,并对比了NVRC与传统的WAL(Write Ahead Log)以及NVM感知的PCMLx(PCMLoggingx)方法。结果表明,NVRC的NVM写次数在修改均匀的情况下比WAL和PCMLx分别减少了54%和17%,同时更新性能分别提升了59%和10%。     

基于PCM的大数据存储与管理研究综述

大数据已经成为当前学术界和工业界的一个研究热点.但由于计算机系统架构的限制,大数据存储与管理在性能、能耗等方面均面临着巨大的挑战.近年来,一种新型存储介质——相变存储器(phase Change Memory,PCM)——凭着其非易失、字节可寻址、读取速度快、低能耗等诸多优点,为计算机存储体系结构和数据管理设计带来了新的技术变革前景,也为大数据存储和管理带来了新的契机.PCM既是一种非易失存储介质,同时又具备了内存的字节可寻址和高速随机访问特性,模糊了主存和外存的界限,有望突破原有的存储体系架构,实现更高性能的存储与数据管理.概述了PCM存储器的发展现状;总结了目前基于PCM的持久存储技术和基于PCM的主存系统等方面的研究进展;并讨论了PCM在多个领域的应用现状.最后,给出了基于PCM的大数据存储与管理研究的若干未来发展方向,从而为构建新型存储架构下的大数据存储与管理技术提供有价值的参考.     

基于SVG的生物学知识可视化表示框架及其应用

分析了当前生物学知识可视化表示方式存在的一些困难，提出了一种基于SVG的表示框架。这一框架在保证了交互性的同时，克服了上述困难，可以较好地用于生物学知识的表示和生物学数据的可视化浏览界面；并基于这个框架开发了一个SBML的可视化工具——SBML Viewer。     

基于流数据的大对象数据缓冲机制

通过对关系数据库管理系统Postgre SQL的大对象数据缓冲机制的分析，提出了基于流数据的大对象数据缓冲机制。该机制针对传统大对象数据缓冲所使用的页存储机制存在的性能缺陷，以流数据模型来取代一般的块页读取机制，并根据流数据的存储特点构建基于流数据管道的大对象数据缓冲器结构。该结构在内存中维护一个远小于大对象数据规模的可常驻内存的概要数据结构，从而可以迅速得到用户想要的数据，避免了冗余的磁盘I/O。     

二维拓扑空间关系的最小集及其在时空数据模型中的实现

提出了二维拓扑空闯关系的一个描述框架并定义了二维拓扑空间关系的一个最小集。该最小集由6类不同的拓扑空间关系构成。该文证明了该拓扑空间关系集的完备性和互斥性，并给出了在时空数据模型STORM上的实现。     

基于二阶基调的时空查询代数形式化定义

提出了一种基于对象关系数据库和中间件技术的时空数据库系统实现与查询处理框架，着重论述了其中的时空查询代数。引入了二阶基调用于时空查询代数的形式化定义，给出了时宅数据库的逻辑结构定义、类型系统定义以及查询操作定义。