基于闪存的数据库索引技术研究

发布时间：2017-09-30 06:37

  本文关键词：基于闪存的数据库索引技术研究

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【摘要】：闪存是一种电子式可擦除、可编程只读存储器,在使用中可以被多次擦除或者写入的数据存储设备。闪存的体积小、质量轻、访问速度快、适用环境广等优点,已经被广泛应用在移动电子产品上,如智能手机、平板电脑、传感器等。近年来,随着闪存工艺的不断提升,闪存设备的可用性越来越强,特别是固态硬盘(SSD)的出现,SSD被越来越多的用于企业级大型数据存储系统中,如数据库系统。闪存的数据访问速度非常快,尤其是其卓越的随机访问性能远远快于传统磁盘,所以闪存取代磁盘只是时间的问题。 索引技术作为数据库管理系统的重要组成部分,对数据库的整体性能有至关重要的影响,但是目前的数据库管理系统中的索引技术都是根据传统磁盘的特点来设计的,如果将传统数据库技术直接移植到闪存设备中,并不能发挥出闪存的最佳性能。这就需要针对闪存设备的特点重新设计索引结构。本文以此为研究背景,分析了前人在数据库索引方面的研究现状和成果,在R树的基础上提出了一种CLR树的索引方法。CLR树结合了R树和日志管理的长处,将随机更新操作转化为顺序更新,此外,CLR树还对日志进行了压缩,加快了日志的查询速度。实验表明CLR树的性能优于现有的方法。
【关键词】：闪存 索引 数据库 固态硬盘 性能优化
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究状况9-15
• 1.2.1 闪存数据库查询处理10-11
• 1.2.2 闪存数据库索引11-12
• 1.2.3 闪存数据库缓冲区管理12-13
• 1.2.4 闪存数据库事务管理13-14
• 1.2.5 闪存存储管理14-15
• 1.3 本文的研究内容15
• 1.4 文章结构15-17
• 第二章 闪存存储技术17-30
• 2.1 闪存的存储原理和分类17-20
• 2.2 基于闪存的固态硬盘(SSD)与传统机械硬盘(HDD)20-25
• 2.2.1 机械硬盘21-22
• 2.2.2 固态硬盘22-25
• 2.3 闪存存储管理系统25-28
• 2.3.1 闪存文件系统26
• 2.3.2 FTL(闪存转换层)26-28
• 2.3.3 磨损均衡28
• 2.4 闪存的新特性对数据库系统设计的影响28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 闪存数据库索引技术30-36
• 3.1 基于FTL的索引技术31-33
• 3.1.1 BFTL索引技术31
• 3.1.2 FlashDB中的索引技术31-32
• 3.1.3 FD树索引32-33
• 3.1.4 动态哈希索引33
• 3.2 直接基于闪存的索引技术33-35
• 3.2.1 页内日志B树索引33
• 3.2.2 LA树索引33-34
• 3.2.3 μ树索引34-35
• 3.2.4 微哈希索引35
• 3.2.5 PBFilter索引35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 基于闪存的数据库索引性能测试36-46
• 4.1 闪存索引简介36-37
• 4.2 B+树索引结构37-40
• 4.2.1 B+树的基本概念37-38
• 4.2.2 B+树的相关操作38-40
• 4.3 基于闪存的B+树索引性能测试40-45
• 4.3.1 B+树节点大小对性能的影响40-42
• 4.3.2 缓存区对B+树的相关性能影响42-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 基于闪存的数据库索引设计46-56
• 5.1 基于闪存的高维索引CLR树设计46-48
• 5.2 CLR树设计思想48-49
• 5.3 CLR树的实现49-51
• 5.4 CLR树性能测试51-54
• 5.4.1 实验环境配置51-52
• 5.4.2 实验结果及分析52-53
• 5.4.3 真实数据集实验53-54
• 5.5 本章小结54-56
• 第六章 总结与未来展望56-57
• 参考文献57-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 卢泽萍;孟小峰;周大;;HV-Recovery:一种闪存数据库的高效恢复方法[J];计算机学报;2010年12期

2 梁智超;周大;孟小峰;;Sub-Join:面向闪存数据库的查询优化算法[J];计算机科学与探索;2010年05期

3 杜雨阳;余宏亮;郑纬民;;一种基于代数映射的相变内存矩阵磨损均衡方法[J];计算机研究与发展;2012年12期

4 王浩;邵高平;胡泽明;;基于分组—循环擦写的闪存磨损均衡算法[J];计算机应用研究;2013年05期

5 王江涛;赖文豫;孟小峰;;闪存数据库:现状、技术与展望[J];计算机学报;2013年08期

6 赵鹏;白石;;基于随机游走的大容量固态硬盘磨损均衡算法[J];计算机学报;2012年05期

7 孟小峰;金培权;曹巍;岳丽华;;闪存数据库研究进展及发展趋势[J];中国科学基金;2012年03期

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本文编号：946740