閃存數(shù)據(jù)庫若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、閃存誕生于20世紀(jì)80年代末，是一種新型的固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)，具有高速、非易失、低功耗、高抗震、小巧輕便等特性。閃存的優(yōu)良特性使得它成為突破磁盤局限性的首選存儲(chǔ)介質(zhì)。近幾年來，閃存已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)和便攜式設(shè)備；同時(shí)，隨著閃存容量的快速增長和價(jià)格的不斷下降，閃存已經(jīng)成為一種新的重要的二級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備，并開始應(yīng)用于企業(yè)級(jí)計(jì)算環(huán)境中。 日益多樣和復(fù)雜的應(yīng)用對閃存上的數(shù)據(jù)管理提出了許多新的挑戰(zhàn)，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)來管理閃存中的數(shù)據(jù)，即建

2、立閃存數(shù)據(jù)庫，成為應(yīng)對閃存數(shù)據(jù)管理方面挑戰(zhàn)的首選途徑。由于閃存具有許多與磁盤顯著不同的特性，將傳統(tǒng)的基于磁盤的數(shù)據(jù)庫技術(shù)直接移植到閃存上并不能較好地發(fā)揮閃存的性能優(yōu)勢。因此，從閃存的物理特性入手，針對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存取特點(diǎn)，研究閃存數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的相關(guān)問題，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本論文總結(jié)了閃存數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域已有的研究成果，并在存儲(chǔ)管理、索引和事務(wù)恢復(fù)等方面展開了研究。 論文首先介紹了閃存的物理特性及其廣泛應(yīng)用，接著分別

3、介紹了閃存的兩種主要類型：NOR閃存和NAND閃存，并分析了兩者物理特性的異同和應(yīng)用方式的差別。 索引是提高數(shù)據(jù)庫性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對已有的索引方法中系統(tǒng)故障后結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換表重建代價(jià)大的問題，論文結(jié)合NOR閃存和NAND閃存的物理特性，提出基于復(fù)合閃存存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的可靠B+樹索引實(shí)現(xiàn)方法，結(jié)合快照和日志兩種機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)故障后索引結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換表的快速重建。 存儲(chǔ)管理是閃存數(shù)據(jù)庫研究的基礎(chǔ)。論文針對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存取特點(diǎn)，提出了基

4、于分離日志的存儲(chǔ)管理方法，提高了數(shù)據(jù)更新性能。同時(shí)，將該方法和換位更新方法相結(jié)合，進(jìn)一步提出了自適應(yīng)的存儲(chǔ)管理方法，在提高更新性能的同時(shí)較好地兼顧了讀取性能，能夠適應(yīng)變化的負(fù)載。 事務(wù)恢復(fù)是閃存數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。論文針對已有的閃存事務(wù)恢復(fù)方法在運(yùn)行開銷和提交代價(jià)等方面的不足，提出了基于分離日志的事務(wù)恢復(fù)方法，在減少事務(wù)提交代價(jià)的同時(shí)提供了較好的恢復(fù)性能。 本論文主要在以下幾個(gè)關(guān)鍵問題上做出了新貢獻(xiàn)： (1)在