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《基于閃存的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)引擎技術(shù)研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、ADissertationSubmittedtoZhejiangUniversityfortheDegreeofDoctorofPhilosophyResearchonFlaSh-baSedStorageEngineofRelationalDBMSsAuthor：SupeⅣisor：里!Q堡曼璺Q!g旦墾盟g墊壘g：里Q盟g皇i望莖i壘翌gSubject：College：gQ!!皇壁Q!gQ翌旦墮望墅塑竺皇SubmittedDate：Jan．2011GraduateSchoolofZhejiangUniversi
2、tyHangzhou，P．R．ChinaJa．n1】ary’2011義，將數(shù)據(jù)一致性、持久性的需求內(nèi)部封裝，從而極大地降低了數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜度?？v觀數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷史，其架構(gòu)中的永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)一直采用傳統(tǒng)的磁性硬盤。近年來(lái)，磁盤的發(fā)展已經(jīng)到達(dá)了瓶頸，而在各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中閃存取代磁盤的進(jìn)程越來(lái)越快。閃存是一種具有和磁性硬盤完全不同的讀寫性質(zhì)的新型存儲(chǔ)介質(zhì)，首先由于閃存是電學(xué)設(shè)備，不需要機(jī)械尋道來(lái)進(jìn)行定位，因此可以提供相對(duì)磁盤極高的隨機(jī)訪問(wèn)性能：其次由于閃存芯片在改寫前必須對(duì)相對(duì)較大的區(qū)域進(jìn)行擦除，閃存的寫操作與讀操
3、作相比很慢，具有讀寫不對(duì)稱性。直接將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)架設(shè)在閃存上無(wú)法充分發(fā)揮出閃存的最優(yōu)性能，其原因在于，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)引擎與外存相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法都是以磁盤的性能特征為出發(fā)點(diǎn)的，譬如頁(yè)面被排除出內(nèi)存時(shí)無(wú)條件回寫、在讀取大量數(shù)據(jù)時(shí)優(yōu)先考慮磁針的有序移動(dòng)等。這些結(jié)構(gòu)和算法不再適用于閃存，很容易成為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的瓶頸。因此，基于閃存的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)研究是勢(shì)在必行的。本文在此背景下，以閃存的具體性能特征和數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)邏輯為基礎(chǔ)，較為完整地研究了基于閃存的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)引擎技術(shù)，取得了一定的研究成果。具體說(shuō)來(lái)包括：(1)本文提出了一
4、種完整的閃存數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)引擎框架，稱為CRL(Compres8ed，鼬d伊basedversionContr01，Later-groupedmateriahze)，針對(duì)閃存的物理特性進(jìn)行了一系列專門的存儲(chǔ)級(jí)和事務(wù)級(jí)設(shè)計(jì)，包括支持部分解壓的壓縮算法、基于重做日志的版本控制協(xié)議和延時(shí)成組物化等，極大地提高了數(shù)據(jù)庫(kù)在在線事務(wù)處理型應(yīng)用中的性能。(2)本文提出了一種面向在線事務(wù)型應(yīng)用的索引樹(shù)結(jié)構(gòu)，稱為UM—B+樹(shù)(UpdateMigrationB+仉e)，通過(guò)將更新記錄在索引層間進(jìn)行遷移，從而降低索引的隨機(jī)寫次數(shù)，提高索引
5、的IO性能。同時(shí)本文首次將UM—B+樹(shù)擴(kuò)展到事務(wù)性引擎中，浙江大學(xué)博士學(xué)位論文摘要討論了在高并發(fā)環(huán)境下的訪問(wèn)控制和恢復(fù)機(jī)制，增加了UM．B+樹(shù)的可用性。(3)本文提出了一種面向在線分析型應(yīng)用的海量數(shù)據(jù)并行掃描的調(diào)度框架伊(Semi-Sh眥Scan)。驢采用了一種全新的半共享掃描模式，通過(guò)成組共享讀來(lái)降低帶寬消耗，同時(shí)通過(guò)補(bǔ)償讀對(duì)速度較快的掃描進(jìn)行加速，更好地利用了I／O帶寬和CPU資源。(4)本文提出了一種復(fù)合架構(gòu)模型日yB冗，D，在日yB兄，D模型中，數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)包括閃存硬盤和磁性硬盤兩種設(shè)備，數(shù)據(jù)根據(jù)訪問(wèn)特征被
6、存儲(chǔ)到不同的設(shè)備中。模型使用地址映射表來(lái)轉(zhuǎn)換對(duì)閃存的訪問(wèn)，并使用滑動(dòng)窗口技術(shù)，通過(guò)最近一段時(shí)間內(nèi)的訪問(wèn)的統(tǒng)計(jì)信息來(lái)自適應(yīng)地動(dòng)態(tài)調(diào)整頁(yè)面的分布，使數(shù)據(jù)庫(kù)獲得更高的性能。關(guān)鍵詞：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、閃存、存儲(chǔ)引擎架構(gòu)、索引、并行掃描、復(fù)合存儲(chǔ)浙江大學(xué)博士學(xué)位論文英文摘要AbstractTherelationaLldatabasemanagementsystem(RDBMS)isthemostpr刨mentdatamanagementso缸嗍鵬inthemodemworld．A盹erthedevelopnlentinthepa
7、st20ye村s，RDBMShasbecoHleoneofthem08t8ucce鵑fIllproductevDh塒矗omthetheoUinthecomputerscience．Asprovi出gtheco刪．enientinterfaceofdatamanagementtollsers，theRDBMSa180supportsthetransauction盯a肛un盯，w11ichencapsulatesthedataconsistencyanddurabilityandreleasesthecompl商ty
8、oftheappncationsigllmcantly．Inthewh01ehisto吼thenon．v01atilestora艫oftheImBMS觚chitectureisthem盼neticdisk矗omthebe百nIling．I沁cently'thedevelopmentofmagIleticdiskhasreach．theend，andtheflalshsto
