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.     

基于分布式内存数据库的移动对象全时态索引

针对现有移动索引仅对内存/磁盘两层结构进行优化,忽略了索引节点在内存中的缓存敏感性,提出一种基于分布式内存数据库的全时态索引结构DFTB^x树。该索引结构针对存储器Cache、内存和磁盘3层结构进行优化,根据Cache行、指令数量和TLB失配数等多个条件设计内存索引节点的大小。同时,根据磁盘数据页的大小设计历史数据迁移链节点的大小,使得Cache和内存能够一次读取索引节点和迁移链节点数据,避免多次读取数据带来的延迟。此外,构建历史数据迁移链,实现历史数据持久化,从而支持移动对象全时态索引。实验结果表明:与B^x树、B^dual树、TPR*树和STRIPES算法相比,DFTB^x树具有较高的查询和更新效率。     

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.     

一种针对时空数据设计的时态索引

因为时空数据库庞大的体积,索引的搜索效率问题在时空数据库中显得非常重要。虽然前人提出的时态索引结构能够提高搜索效率,然而他们的搜索树都存在重叠问题,严重影响了时空对象的时态搜索效率。针对时空数据库中具有时态特性的时空对象,笔者借鉴R+树的原理,在文中提出了一种基于二维时态属性的索引机制—TR+树。它没有重叠问题,相对于前人的研究,TR+树提高了时间检索的性能,并且可以降低时空数据库系统的复杂度。     

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.     

多媒体数据库的时态索引技术

针对多媒体数据库中具有时态特性的媒体对象，提出一种基于区间的索引机制，目的是为了提高时间检索的性能。这种时态索引可以快速查找任意时间段中的时态对象，它能有效地支持多种时态关系操作符；支持多种时态集函数；支持时态ＪＯＩＮ操作等等。该索引支持媒体展示过程。     

基于CB+-tree的时态XML索引

针对时态查询与时间属性紧密相关的特点,利用时间区间作为改进后B+-tree的索引关键字建立索引,改进后的B+-tree命名为Changing B+-tree(CB+-tree)。实验证明,在CB+-tree上进行时态查询比B+-tree及基于DOM的XML文档的查询效率有所提高。     

基于时态数据类型的时态数据索引方法

在系统中引入时态数据类型,使得在关系数据库系统中能对时态数据信息进行方便有效的管理。该文给出了一个基于时态数据类型的时态索引方法：MAP21*3B+-Tree方法,通过对时态数据的各个域分别建立索引,实现双时态数据库的各种时态查询。     

面向实时应用的时态数据库系统体系结构

提出了面向实时应用的时态数据库系统 Agilor-TDB,详细介绍了系统的体系结构。针对实时应用 ,实现了实时任务调度。在数据存储方面介绍了基于时间区间的多级文件索引结构和高效的内存数据管理机制 ;在数据查询方面提出了高速查询缓存优化策略。此外 ,用 PN模型对系统并发控制进行了详细描述。     

支持频繁更新的移动对象混合索引方法

TPR-tree是目前广泛使用的移动对象当前及未来位置索引技术,但是其频繁更新性能低下.通过在TPR-tree上增加一个指向索引树中间节点的直接访问表（direct-access table）内存结构和建于叶节点之上的Hash辅助索引结构,提出了一种支持频繁更新的移动对象混合索引HTPR-tree,并提出了基于HTPR-tree的扩展自底向上（EBUU）更新算法.性能分析和实验表明,采用EBUU算法的HTPRtree动态更新性能大大高于TPR^＊-tree等索引,而查询性能仅仅稍逊.     

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。     

移动对象位置预测的索引方法

当前对移动对象位置预测查询的研究中,索引结构的查询性能成为关注的热点,而忽视其更新代价。针对现有方法中存在的更新缺陷,本文以TPR-tree为基础提出两种索引方法（ETPR-tree和BiR-tree）。实验结果表明,采用辅助索引结构的BiR-tree具有最优的查询和更新性能。     

Indexing XML documents for XPath query processing in external memory

Existing encoding schemes and index structures proposed for XML query processing primarily target the containment relationship, specifically the parent–child and ancestor–descendant relationship. The presence of preceding-sibling and following-sibling location steps in the XPath specification, which is the de facto query language for XML, makes the horizontal navigation, besides the vertical navigation, among nodes of XML documents a necessity for efficient evaluation of XML queries. Our work enhances the existing range-based and prefix-based encoding schemes such that all structural relationships between XML nodes can be determined from their codes alone. Furthermore, an external-memory index structure based on the traditional B+-tree, XL+-tree(XML Location+-tree), is introduced to index element sets such that all defined location steps in the XPath language, vertical and horizontal, top-down and bottom-up, can be processed efficiently. The XL+-trees under the range or prefix encoding scheme actually share the same structure; but various search operations upon them may be slightly different as a result of the richer information provided by the prefix encoding scheme. Finally, experiments are conducted to validate the efficiency of the XL+-tree approach. We compare the query performance of XL+-tree with that of R-tree, which is capable of handling comprehensive XPath location steps and has been empirically shown to outperform other indexing approaches.     

Indexing XML documents for XPath query processing in external memory

Existing encoding schemes and index structures proposed for XML query processing primarily target the containment relationship, specifically the parent–child and ancestor–descendant relationship. The presence of preceding-sibling and following-sibling location steps in the XPath specification, which is the de facto query language for XML, makes the horizontal navigation, besides the vertical navigation, among nodes of XML documents a necessity for efficient evaluation of XML queries. Our work enhances the existing range-based and prefix-based encoding schemes such that all structural relationships between XML nodes can be determined from their codes alone. Furthermore, an external-memory index structure based on the traditional B+-tree, XL+-tree(XML Location+-tree), is introduced to index element sets such that all defined location steps in the XPath language, vertical and horizontal, top-down and bottom-up, can be processed efficiently. The XL+-trees under the range or prefix encoding scheme actually share the same structure; but various search operations upon them may be slightly different as a result of the richer information provided by the prefix encoding scheme. Finally, experiments are conducted to validate the efficiency of the XL+-tree approach. We compare the query performance of XL+-tree with that of R-tree, which is capable of handling comprehensive XPath location steps and has been empirically shown to outperform other indexing approaches.     

时空相点移动对象数据索引PM-Tree

随着移动定位技术和无线通讯技术发展,移动对象的应用领域越来越广阔.位置随时间而变化的移动对象产生的时空数据具有规模大、多维性、结构复杂和关系复杂等特点.由于移动对象的运动轨迹大多被限定在特定的交通网络中,因此基于路网的移动对象索引成为时空数据索引研究的一个重要应用分支.目前,针对移动对象历史数据的区域查询优化的研究重点...     

面向嵌入式数据库的改进B^＋-树索引机制

B^＋-树是数据库中常用的索引机制,它最大的优点是效率高,而最大的缺点是空间利用率较差。这对空间资源非常有限的嵌入式数据库来说影响尤为巨大。本文针对B^＋-树的这个缺点,研究了一种改进B^＋-树,并将改进后的B^-树索引机制成功地应用在嵌入式数据库-伯克利数据库中。这种改进B^-树索引机制不仅继承了B^＋-树效率高,能同时进行行随机查找和顺序查找的优点,还克服了B^＋-树空间利用率较差的缺点,更提高了数据库查找记录的速度。实验结果证明了改进B^＋-树索引机制比B^-树索引机制具有更高的空间利用率。     

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.