多維數(shù)據(jù)及時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)索引研究.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的廣泛化,計(jì)算機(jī)中處理的數(shù)據(jù)越來(lái)越復(fù)雜。相應(yīng)地對(duì)各種復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理也成為了計(jì)算機(jī)科學(xué)中的熱點(diǎn)問題。在復(fù)雜數(shù)據(jù)中多維數(shù)據(jù)類型和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用非常廣泛。多維數(shù)據(jù)可以分為兩類,一類是其本身意義是多維的,比如空間數(shù)據(jù);另一類雖然本身并不是多維的,但是在實(shí)際應(yīng)用中把它看做多維處理卻更加自然和方便。多維數(shù)據(jù)的應(yīng)用必將隨著應(yīng)用的深入越來(lái)越廣泛。時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)廣義上也可看作是一類多維數(shù)據(jù),但是時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)有其自身的特點(diǎn),比如獨(dú)

2、有的時(shí)態(tài)變?cè)取r(shí)態(tài)數(shù)據(jù)在電子政務(wù),證卷,銀行,保險(xiǎn)等多個(gè)商業(yè)領(lǐng)域都有重要意義。而現(xiàn)有商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系數(shù)據(jù)索引并不適應(yīng)多維數(shù)據(jù)和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的存取,從而使得多維數(shù)據(jù)和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的索引研究具有理論和應(yīng)用價(jià)值。 本文對(duì)多維索引和時(shí)態(tài)索引進(jìn)行了深入研究,其主要貢獻(xiàn)如下: ●本文系統(tǒng)地綜述了現(xiàn)有多維索引的研究狀況,并通過(guò)分析主要多維索引的特點(diǎn)和不足之處,提出了一種新的多維點(diǎn)索引:DHPR—Tree。其基本結(jié)構(gòu)基于R*—Tree,通過(guò)

3、兄弟葉節(jié)點(diǎn)均勻機(jī)制增加了整個(gè)索引的負(fù)載,延緩了葉節(jié)點(diǎn)的分裂;通過(guò)葉節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)機(jī)制有效減少了葉節(jié)點(diǎn)層乃至整個(gè)索引結(jié)構(gòu)的重疊區(qū)域;通過(guò)引入并改進(jìn)虛擬外包矩形的概念,大大增加了節(jié)點(diǎn)的扇出;還通過(guò)引入動(dòng)態(tài)有效維機(jī)制大大減少了多維下節(jié)點(diǎn)內(nèi)的冗余信息,進(jìn)一步提高了節(jié)點(diǎn)特別是高層節(jié)點(diǎn)多維情況下的扇出。 ●本文給出了DHPR—Tree詳細(xì)的查詢算法和更新算法,并給出算法解釋和流程圖,對(duì)其中復(fù)雜的算法還給出了例子。然后為多維數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)詳細(xì)的

4、實(shí)驗(yàn),通過(guò)大量實(shí)驗(yàn),可以證明DHPR—Tree在多種分布的數(shù)據(jù)中都能保持范圍查詢和點(diǎn)查詢的高效性,并且結(jié)構(gòu)緊湊,物理利用率高,同時(shí)其維護(hù)代價(jià)仍然是可控制的。 ●本文給出了一個(gè)時(shí)間期間集合上的數(shù)學(xué)框架。本文基于時(shí)間期間的內(nèi)在特性,研究了時(shí)間期間集合上的數(shù)學(xué)關(guān)系,提出了時(shí)態(tài)等價(jià)關(guān)系和時(shí)態(tài)擬序關(guān)系,由此引出了時(shí)間期間集合上的時(shí)態(tài)線序和時(shí)態(tài)線序劃分的概念,并提出了兩種對(duì)于索引結(jié)構(gòu)非常有意義的劃分方法,即最小線序劃分和最長(zhǎng)線序劃分。還分別

5、給出了得到這兩種線序劃分的算法,其正確性證明和時(shí)間復(fù)雜度分析。 ●本文對(duì)時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)及時(shí)態(tài)索引進(jìn)行了研究。針對(duì)傳統(tǒng)關(guān)系模型表達(dá)能力不足,不適合時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的缺陷,本文將時(shí)態(tài)信息結(jié)合到面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。本文通過(guò)分析時(shí)態(tài)對(duì)象數(shù)據(jù)的特點(diǎn),提出了時(shí)態(tài)對(duì)象數(shù)據(jù)模型Toqdm,并在時(shí)態(tài)對(duì)象數(shù)據(jù)模型和其時(shí)態(tài)類圖的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)時(shí)間期間集合上時(shí)態(tài)等價(jià)關(guān)系的應(yīng)用,得到了時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)摘要Tosum。然后結(jié)合時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)摘要和時(shí)間期間集合上的線序劃分算法,提出了時(shí)態(tài)

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