基于NAND閃存的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)索引機(jī)制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)索引采用一種固定的讀寫(xiě)策略，底層索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是固定不變的，這在傳統(tǒng)的磁盤(pán)模型中，這些都不是問(wèn)題。因?yàn)榇疟P(pán)的硬件特性是讀寫(xiě)平衡的，對(duì)于讀取操作和寫(xiě)入操作，其代價(jià)是相當(dāng)?shù)模恍枰獏^(qū)別對(duì)待。然而對(duì)于NAND閃存而言，其寫(xiě)入代價(jià)一般都大大超過(guò)讀取，而且各種設(shè)備之間也存在巨大差異性，傳統(tǒng)的索引機(jī)制已經(jīng)不能適應(yīng)這種讀寫(xiě)特性了。為了保證索引機(jī)制在各種設(shè)備上的高效性以及通用性，重新設(shè)計(jì)一種靈活的動(dòng)態(tài)索引機(jī)制已成為必需。 本文對(duì)如何

2、利用NAND閃存的讀寫(xiě)特性進(jìn)行了研究，以提高嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)索引機(jī)制的存儲(chǔ)性能。在對(duì)現(xiàn)有基于NAND閃存的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜述和對(duì)比之后，文章表述了基于B+樹(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)索引的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。該原型系統(tǒng)綜合了適應(yīng)讀取操作的磁盤(pán)模型和適應(yīng)寫(xiě)入操作的日志模型的優(yōu)點(diǎn)，在運(yùn)行期對(duì)B+樹(shù)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行最優(yōu)存儲(chǔ)模型的匹配和轉(zhuǎn)換，使得其在各種設(shè)備上都有更好的讀寫(xiě)性能。動(dòng)態(tài)索引機(jī)制的設(shè)計(jì)目標(biāo)是通用性和高效性。其通用性反映在，對(duì)于不同的NAND閃存，該索引機(jī)制在運(yùn)

3、行期決定磁盤(pán)模型還是日志模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加適合現(xiàn)在的環(huán)境，并在必要時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。對(duì)于高效性體現(xiàn)在其對(duì)B+樹(shù)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行了動(dòng)態(tài)優(yōu)化，使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有其最優(yōu)的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)。這保證了動(dòng)態(tài)索引機(jī)制無(wú)論在什么情況下都能優(yōu)于現(xiàn)有的兩種固定模型的索引機(jī)制。 本文探討的動(dòng)態(tài)索引機(jī)制的各模塊的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方案，包括BFTL中的結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換表，日志模式緩存，B+樹(shù)調(diào)度層中的模式轉(zhuǎn)換算法。另外本文還討論了B+樹(shù)結(jié)點(diǎn)大小對(duì)于索引機(jī)制性能的影響。實(shí)