閃存數(shù)據(jù)庫若干關鍵問題研究.pdf

1、閃存誕生于20世紀80年代末，是一種新型的固態(tài)存儲介質(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介質(zhì)。近幾年來，閃存已經(jīng)被廣泛應用于各種嵌入式系統(tǒng)和便攜式設備；同時，隨著閃存容量的快速增長和價格的不斷下降，閃存已經(jīng)成為一種新的重要的二級存儲設備，并開始應用于企業(yè)級計算環(huán)境中。 日益多樣和復雜的應用對閃存上的數(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，研究閃存數(shù)據(jù)庫領域的相關問題，具有重要的理論意義和應用價值。 本論文總結了閃存數(shù)據(jù)庫領域已有的研究成果，并在存儲管理、索引和事務恢復等方面展開了研究。 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用方式的差別。 索引是提高數(shù)據(jù)庫性能的關鍵技術之一。針對已有的索引方法中系統(tǒng)故障后結點轉換表重建代價大的問題，論文結合NOR閃存和NAND閃存的物理特性，提出基于復合閃存存儲結構的可靠B+樹索引實現(xiàn)方法，結合快照和日志兩種機制，實現(xiàn)了系統(tǒng)故障后索引結點轉換表的快速重建。 存儲管理是閃存數(shù)據(jù)庫研究的基礎。論文針對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存取特點，提出了基

4、于分離日志的存儲管理方法，提高了數(shù)據(jù)更新性能。同時，將該方法和換位更新方法相結合，進一步提出了自適應的存儲管理方法，在提高更新性能的同時較好地兼顧了讀取性能，能夠適應變化的負載。 事務恢復是閃存數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。論文針對已有的閃存事務恢復方法在運行開銷和提交代價等方面的不足，提出了基于分離日志的事務恢復方法，在減少事務提交代價的同時提供了較好的恢復性能。 本論文主要在以下幾個關鍵問題上做出了新貢獻： (1)在