网格数据库自适应查询处理技术研究与实现

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1、中图分类号TP311学科分类号081203论文编号102870410-0224密级公开硕士学位论文网格数据库自适应查询处理技术研究与实现研究生姓名吴浩学科、专业计算机应用技术研究方向数据库技术指导教师叶延风副教授秦小麟教授南京航空航天大学研究生院信息科学与技术学院二OO九年十二月、:夕NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics.TheGraduateSchooli,。CollegeofInformationScienceandTechnologyResearchandImplementationofAdaptiveQueryProce

2、ssingTechnologyinGridDatabaseAThesisinComputerScienceandTechnologyEngineering肋JHaoAdvisedbyProf.YeYanfeng&Prof.QinXiaolinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2009吣6洲8删1帆1Ⅲ^I帆8洲—l删YI,I》●IIl一f屯承诺书本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中

3、已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名:日期:装;毛眼;●一●■南京航空航天大学硕士学位论文摘要网格数据库是将数据库技术和网格技术相结合而形成的一个新的研究内容,是随着网格的发展而提出的新需求,其目的是把分布异构的数据库有效地集成到网格环境中。查询处理技术是

4、网格数据库研究的核心,而传统的基于静态优化的查询处理技术无法适应于动态变化的网格环境。因此,如何在网格环境中进行自适应的查询处理、动态调整执行计划等问题逐步成为该研究领域的热点。本文对网格数据库中有关自适应查询处理的相关技术进行了研究。提出了一个基于流水线并行处理的网格数据库连接查询自适应处理算法,并在网格数据库原型系统NHGridDB中实现了该算法。本文的主要工作和创新点如下:(1)介绍和分析了网格数据库的应用环境和应用需求,提出了一个基于OGSA的网格数据库原型系统NHGridDB的体系结构,在此基础上设计了一个基于移动Agent技术的查询处理架构。(2)针对网格数据库运行环境

5、的动态特性,提出了一个自适应查询处理框架。给出了网格数据库连接查询流水线处理的代价模型,并在此基础上提出了一个基于流水线、自适应的连接查询处理算法AJAR。AJAR算法利用随机抽样技术实时地估计各候选查询计划的代价,当发现存在更优的查询计划时,则对当前流水线的处理顺序进行动态调整,以适应网格环境的变化。(§)设计实现了网格数据库原型系统NHGridDB的查询处理系统,并在系统中实现了AJAR算法,在不同的数据集和网格环境参数下,对算法的性能进行了实验。实验表明,多数情况下,AJAR算法优于传统的查询处理技术。关键词:网格数据库,查询处理,自适应,网格服务,流水线处理,移动Agent

6、网格数据库自适应查询处理技术研究与实现AbstractThegriddatabaseisanewresearchcontentwhichcombindsthetechnologyofdatabaseandgrid.It’SaLeWdemandputforwardalongwiththedevelopmentofgrid,anditspurposeistointegratedistributedheterogeneousdatabasesintothegridenvironmenteffectively.Queryprocessingtechnologyisthecoreoftheg

7、riddatabasestudy.However,thetraditionalqueryprocessiilg’technologybasedonstaticoptimizationtechniquescannotadapttothedynamicgridenvironment.Therefore,issuessuchashowtocarryoutadaptivequeryprocessing(AQP),adjustexecutionplandynamicallyin

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1、中图分类号TP311学科分类号081203论文编号102870410-0224密级公开硕士学位论文网格数据库自适应查询处理技术研究与实现研究生姓名吴浩学科、专业计算机应用技术研究方向数据库技术指导教师叶延风副教授秦小麟教授南京航空航天大学研究生院信息科学与技术学院二OO九年十二月、:夕NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics.TheGraduateSchooli,。CollegeofInformationScienceandTechnologyResearchandImplementationofAdaptiveQueryProce

2、ssingTechnologyinGridDatabaseAThesisinComputerScienceandTechnologyEngineering肋JHaoAdvisedbyProf.YeYanfeng&Prof.QinXiaolinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2009吣6洲8删1帆1Ⅲ^I帆8洲—l删YI,I》●IIl一f屯承诺书本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中

3、已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名:日期:装;毛眼;●一●■南京航空航天大学硕士学位论文摘要网格数据库是将数据库技术和网格技术相结合而形成的一个新的研究内容,是随着网格的发展而提出的新需求,其目的是把分布异构的数据库有效地集成到网格环境中。查询处理技术是

4、网格数据库研究的核心,而传统的基于静态优化的查询处理技术无法适应于动态变化的网格环境。因此,如何在网格环境中进行自适应的查询处理、动态调整执行计划等问题逐步成为该研究领域的热点。本文对网格数据库中有关自适应查询处理的相关技术进行了研究。提出了一个基于流水线并行处理的网格数据库连接查询自适应处理算法,并在网格数据库原型系统NHGridDB中实现了该算法。本文的主要工作和创新点如下:(1)介绍和分析了网格数据库的应用环境和应用需求,提出了一个基于OGSA的网格数据库原型系统NHGridDB的体系结构,在此基础上设计了一个基于移动Agent技术的查询处理架构。(2)针对网格数据库运行环境

5、的动态特性,提出了一个自适应查询处理框架。给出了网格数据库连接查询流水线处理的代价模型,并在此基础上提出了一个基于流水线、自适应的连接查询处理算法AJAR。AJAR算法利用随机抽样技术实时地估计各候选查询计划的代价,当发现存在更优的查询计划时,则对当前流水线的处理顺序进行动态调整,以适应网格环境的变化。(§)设计实现了网格数据库原型系统NHGridDB的查询处理系统,并在系统中实现了AJAR算法,在不同的数据集和网格环境参数下,对算法的性能进行了实验。实验表明,多数情况下,AJAR算法优于传统的查询处理技术。关键词:网格数据库,查询处理,自适应,网格服务,流水线处理,移动Agent

6、网格数据库自适应查询处理技术研究与实现AbstractThegriddatabaseisanewresearchcontentwhichcombindsthetechnologyofdatabaseandgrid.It’SaLeWdemandputforwardalongwiththedevelopmentofgrid,anditspurposeistointegratedistributedheterogeneousdatabasesintothegridenvironmenteffectively.Queryprocessingtechnologyisthecoreoftheg

7、riddatabasestudy.However,thetraditionalqueryprocessiilg’technologybasedonstaticoptimizationtechniquescannotadapttothedynamicgridenvironment.Therefore,issuessuchashowtocarryoutadaptivequeryprocessing(AQP),adjustexecutionplandynamicallyin

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