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内存数据库的图论存取方法

计算机学报 2001年第10期24卷 1095-1101页

作者：刘云生许贵平华中科技大学计算机学院武汉430074

对内存数据库 (MMDB)而言 ,数据库的存储结构与存取方法是关键 ,文中给出了一种 MMDB组织与存取的图论方法 ,它引入“内存数据库图”(MM- DBG)的概念 ,提出了一种片段式的集数据和索引在一起的存储结构 ,具体给出了 MM- DBG上维护和关... 详细信息

对内存数据库 (MMDB)而言 ,数据库的存储结构与存取方法是关键 ,文中给出了一种 MMDB组织与存取的图论方法 ,它引入“内存数据库图”(MM- DBG)的概念 ,提出了一种片段式的集数据和索引在一起的存储结构 ,具体给出了 MM- DBG上维护和关系查询操作的算法 ,并从存储空间和操作执行时间两方面进行性能分析 .

关键词：内存数据库数据库组织性能分析图论

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内存数据库在TPC-H负载下的处理器性能

软件学报 2008年第10期19卷 2573-2584页

作者：刘大为栾华王珊覃飙数据工程与知识工程教育部重点实验室(中国人民大学) 北京100872 中国石油信息技术服务中心北京100724

Ailamaki等人1999年研究了数据库管理系统(database management system,简称DBMS)在处理器上的时间开销分解.此后,相关研究集中在分析DBMS在处理器上的瓶颈.但这些研究工作均是在磁盘数据库DRDBs(disk resident databases)上开展的,而... 详细信息

Ailamaki等人1999年研究了数据库管理系统(database management system,简称DBMS)在处理器上的时间开销分解.此后,相关研究集中在分析DBMS在处理器上的瓶颈.但这些研究工作均是在磁盘数据库DRDBs(disk resident databases)上开展的,而且都是分析DBMS上的TPC-C类负载.然而,随着硬件技术的进步,现代计算机的多级缓存结构(memory hierarchy)在逐渐地"上移".例如,容量越来越大的芯片内缓存(on-chip caches)和芯片外缓存(off-chip caches),容量越来越大的RAM,Flash Memory等等.为此,处理器负载分析的研究工作也应随之"上移".研究内存数据MMDBs(mainmemory resident databases)在计算密集型负载下的处理器行为特性.由于磁盘数据库的主要性能瓶颈是磁盘I/O,因而可以用索引、压缩等技术进行优化;然而,内存数据库的性能瓶颈却在于处理器和内存之间的数据交换.针对这一问题,首先分析了磁盘数据库和内存数据库在TPC-H负载下处理器性能瓶颈的差异,并给出了一些优化建议,提出了通过预取的优化方法.其次,通过实验比较了不同存储体系结构(行存储与列存储)对处理器利用率的差异,并探索了下一代内存数据库体系结构方面的解决方案.此外,还研究了索引结构对处理器多级缓存的影响,并给出了索引的优化建议.最后,提出一个微测试集用于评估内存数据库在DSS(decision support system)负载下处理器的性能及行为特性.研究结果会对运行于下一代处理器上的内存数据库体系结构设计和性能优化提供一定的实验依据.

关键词：内存数据库 TPC-H负载处理器特性

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内存数据库查询优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第4期31卷 21-23,29页

作者：李国徽杨进才华中科技大学计算机科学与技术学院

基于一种广泛接受的内存数据库系统基本概念及内存数据库中的SB 树索引结构 ,提出了更方便关系代数操作的SB 树 .在此基础上 ,提出了优化的关系代数操作的实现算法 .根据这些算法和关系代数等价定理 ,给出了对关系代数查询树进行逻辑... 详细信息

基于一种广泛接受的内存数据库系统基本概念及内存数据库中的SB 树索引结构 ,提出了更方便关系代数操作的SB 树 .在此基础上 ,提出了优化的关系代数操作的实现算法 .根据这些算法和关系代数等价定理 ,给出了对关系代数查询树进行逻辑优化的规则 ,并证明了逻辑优化的正确性 .最后给出了代价评估模型 ,实验表明提出的内存数据库查询优化算法相对于传统的优化算法具有更好的时间及空间性能 .

关键词：内存数据库查询优化逻辑优化等价定理代价评估 SB-树索引结构关系代数

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内存数据库的快速搜索多目录哈希方法

微电子学与计算机 1997年第1期14卷 42-44页

作者：朱英武卢炎生华中理工大学计算机系武汉430074

本文讨论和分析了内存数据库中一种高性能的哈希查找方法。现有的哈希技术由于需要很大的目录空间而在内存数据库中不再适用。多目录搜索哈希技术（FSMH）同单目录哈希技术相比，极大地提高了目录空间的使用效率，本方法的目录空间大小... 详细信息

本文讨论和分析了内存数据库中一种高性能的哈希查找方法。现有的哈希技术由于需要很大的目录空间而在内存数据库中不再适用。多目录搜索哈希技术（FSMH）同单目录哈希技术相比，极大地提高了目录空间的使用效率，本方法的目录空间大小随记录数的增加而呈线性增长。

关键词：内存数据库多目录搜索哈希泊松分布

面向内存数据库的类字典树索引综述与性能比较

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计算机学报 2024年第9期47卷 2009-2034页

作者：储召乐罗永平金培权中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 中国科学院电磁空间信息重点实验室合肥230027

如何快速存取海量数据是大数据时代数据库系统面临的重大挑战.利用大内存构建内存数据库系统是实现大数据实时存取的可行途径.在此背景下,用于加速内存数据存取的内存数据库索引成为近几年国内外的研究热点.但是,内存数据库索引也面临... 详细信息

如何快速存取海量数据是大数据时代数据库系统面临的重大挑战.利用大内存构建内存数据库系统是实现大数据实时存取的可行途径.在此背景下,用于加速内存数据存取的内存数据库索引成为近几年国内外的研究热点.但是,内存数据库索引也面临着诸多挑战.以常见的内存B+树索引为例,第一个问题是索引的空间效率较低,这是因为内存B+树索引的节点内部存在较大的空间浪费;第二个问题是索引的查询复杂度较高,B+树的查询复杂度受限于数据规模,随着数据规模的扩张,索引的搜索效率也会下降;第三个问题是变长数据支持弱,B+树对于变长键的支持比较差,往往难以适应实际应用的需要.近年来,由于字典树具有空间代价低、查询效率与数据规模无关、支持变长键等优点,逐步成为了内存数据库索引研究中的一个主要方向.本论文围绕面向内存数据库的类字典树索引,首先介绍了字典树的概念、特点和历史,然后系统梳理和总结了类字典树索引的现状和最新进展,之后提出了一种全新的分类方法对类字典树索引进行了分类.在此基础上,论文对主流的六种类字典树索引进行了实验,在多个数据集和负载上进行了性能对比,并基于实验结果讨论了类字典树索引的设计和使用建议,最后展望了未来类字典树索引的发展方向.

关键词：内存数据库字典树索引性能对比

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内存数据库事务提交的关键技术与挑战

华东师范大学学报（自然科学版） 2016年第5期 18-26页

作者：胡爽周欢钱卫宁华东师范大学数据科学与工程研究院上海200062

ARIES作为传统事务提交机制从20世纪90年代问世以来,一直是主流商业或开源数据库系统普遍采用的方法.随着应用的高通量化,基于传统硬件设备实现的事务提交机制成为了系统性能提升的首要瓶颈.然而大内存、多核等高性能硬件技术的发展又... 详细信息

ARIES作为传统事务提交机制从20世纪90年代问世以来,一直是主流商业或开源数据库系统普遍采用的方法.随着应用的高通量化,基于传统硬件设备实现的事务提交机制成为了系统性能提升的首要瓶颈.然而大内存、多核等高性能硬件技术的发展又为事务提交机制的优化提供了新的契机.本文详细分析并总结了传统事务提交机制中存在的问题,然后归纳并讨论了现有基于新型硬件的事务提交技术的应用现状与优缺点,最后探讨了事务提交优化的未来发展与挑战.

关键词：内存数据库事务提交日志处理技术

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内存数据库关键技术研究

计算机应用 2007年第10期27卷 2353-2357页

作者：王珊肖艳芹刘大为覃雄派中国人民大学信息学院

随着存储器价格的下降、64位系统的引入和广泛使用,内存数据库(MMDB)技术得到了更广泛的研究,并出现了一些原型系统和商业系统。首先对比了内存数据库与磁盘数据库在查询处理、索引技术等几个方面的差异,总结分析了内存数据库的关键技... 详细信息

随着存储器价格的下降、64位系统的引入和广泛使用,内存数据库(MMDB)技术得到了更广泛的研究,并出现了一些原型系统和商业系统。首先对比了内存数据库与磁盘数据库在查询处理、索引技术等几个方面的差异,总结分析了内存数据库的关键技术和研究内容,内存数据库需要研究的问题,最后展望了未来的研究方向。

关键词：内存数据库内存数据库存储管理 cache技术

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一种基于管算存分离的内存数据库实现技术

计算机学报 2023年第4期46卷 761-779页

作者：张延松韩瑞琛刘专张宇中国人民大学数据工程与知识工程教育部重点实验室北京100872 中国人民大学信息学院北京100872 中国人民大学中国调查与数据中心北京100872 英特尔(中国)研究中心有限公司北京100190 国家卫星气象中心北京100081

在多核处理器、大内存、非易失内存等新硬件技术的支持下,异构存储与计算平台成为主流的高性能计算平台.传统的数据库引擎采用一体化设计,新兴数据库则采用存算分离和算子下推技术以更好适应新型分布式存储架构.提出了一种新颖的基于管... 详细信息

在多核处理器、大内存、非易失内存等新硬件技术的支持下,异构存储与计算平台成为主流的高性能计算平台.传统的数据库引擎采用一体化设计,新兴数据库则采用存算分离和算子下推技术以更好适应新型分布式存储架构.提出了一种新颖的基于管算存分离方法的内存数据库实现技术,在存算分离技术的基础上进一步根据数据库模式、数据分布与负载计算特征将数据集划分为元数据集和数值集,将统一的查询引擎分解为元数据管理引擎、计算引擎和存储引擎,将包含语义信息的元数据管理抽象为独立的管理层,将无语义的数值存储和计算抽象为计算存储层,其中计算密集型负载定义为计算层,数据密集型负载设计为存储层,并根据硬件平台的不同分离或合并计算与存储层.内存数据库的实现技术分为几个层次:1)模式优化,实现数据库存储中“数(数值)”与“据(元数据)”的分离,根据数据的内在特性选择不同的存储与计算策略;2)模型优化,采用Fusion OLAP模型,实现在关系存储模型上的高性能多维计算;3)算法优化,通过代理键索引、向量索引支持优化的向量连接、向量聚集算法,提高OLAP性能;4)系统设计优化,通过数据库引擎分层技术实现管理与计算分离、存储与计算分离以及多维计算算子下推到存储层.实验结果表明,管算存分离计算模型可以灵活地支持CPU-GPU异构计算平台、DRAM-PM(Persistent Memory,持久内存)异构存储平台和外部存储平台,采用开源的Arrow内存列存储引擎作为数据库“数”的存储引擎,以及应用多维计算算子下推到Arrow存储引擎技术的OLAP实现技术在SSB基准测试中与存算结合的内存OLAP实现技术性能相当,查询性能优于主流内存数据库Hyper和OmniSciDB,以及基于Arrow存储的GPU数据库PG-Strom.

关键词：内存数据库数据分离存算分离管算分离向量索引

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内存数据库的一种数据组织方式

计算机应用 2008年第B6期28卷 318-320,323页

作者：罗青松罗蕾电子科技大学计算机科学与工程学院成都610054

近年来,电信和金融领域的主要应用已经变成数据密集型应用,数据库系统在其中扮演了关键的角色。但传统的基于磁盘的关系数据库系统却不能满足上述应用高性能、实时/近实时数据访问的要求,内存数据库系统则可以很好地满足各种应用系统的... 详细信息

近年来,电信和金融领域的主要应用已经变成数据密集型应用,数据库系统在其中扮演了关键的角色。但传统的基于磁盘的关系数据库系统却不能满足上述应用高性能、实时/近实时数据访问的要求,内存数据库系统则可以很好地满足各种应用系统的实时数据管理需求。介绍了内存数据库的一种内部数据组织方式,并对各种核心对象的存储及数据结构进行了分析。

关键词：内存数据库记录索引