实时数据库系统Vege Bam2.0的关键技术研究与实现

论文摘要

在实时数据库VegeBam1.0的基础上构建实时数据库系统VegeBam2.0的系统架构,并在研究的基础上开发了一个具有自主知识产权的实时数据库系统VegeBam2.0。主要内容如下:描述了实时数据库系统VegeBam2.0的系统需求,对VegeBam2.0进行系统分析,构建了VegeBam2.0的系统架构。针对基于网络环境的客户端数据读写问题给出了解决方法:设计了服务器和客户端交互通信协议,使客户端在网络环境下可较快速的访问数据库以及读写海量数据。为提高多维数据的查询速度,在多维索引结构RS-tree的基础上,提出一种改进的多维索引结构RSR-tree。在RSR-tree中,以保证叶子节点内部索引记录有序性为目标对叶子节点进行分裂,有效降低了读取数据文件时I/O操作的寻址代价;以减少非叶子节点间的重叠区域为目标对非叶子节点进行分裂操作,有效减少了扫描记录数,从而减少读取数据的时间。这使RSR-tree中节点间的重叠区域减少,磁盘I/O操作次数明显减少,提升了RSR-tree的查询性能,同时不增加RSR-tree的建树代价。实验结果表明:在查询过程中,RSR-tree比RS-tree将查询速度提高了12倍,有着显著的提高。在上述研究的基础上,开发了具有自主知识产权的实时数据库系统VegeBam2.0。在该系统中,服务器上运行VegeBam2.0控制台程序,客户端运行VegeBam2.0客户端程序及应用开发接口,通信模块工作在服务器和客户端之间,为二者提供通信服务。系统在实现数据库库操作、表操作和数据记录操作的基础上,实现了数据库与网络通信的结合。对VegeBam2.0的数据存储性能和多客户端并发存储的测试结果表明:VegeBam2.0是一个具有实际应用价值的实时数据库系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本文的组织结构
• 2 实时数据库系统和RS-tree
• 2.1 实时数据库系统的产生
• 2.2 实时数据库系统的特征
• 2.3 RS-tree 索引结构
• 2.4 本章小结
• 3 VegeBam2.0 体系结构
• 3.1 系统分析
• 3.1.1 系统模块分析
• 3.1.2 系统建模
• 3.2 VegeBam2.0 系统设计
• 3.2.1 VegeBam2.0 系统架构
• 3.2.2 VegeBam2.0 系统流程
• 3.3 交互协议
• 3.3.1 交互协议的定义
• 3.3.2 通信状态机
• 3.4 应用开发接口定义
• 3.5 本章小结
• 4 RSR-tree 索引
• 4.1 研究背景
• 4.2 RSR-tree 定义
• 4.3 RSR-tree 算法描述
• 4.3.1 插入算法
• 4.3.2 分裂算法
• 4.4 RSR-tree 算法性能分析
• 4.5 实验结果
• 4.5.1 测试数据
• 4.5.2 精准性测试
• 4.5.3 参数灵敏性测试
• 4.6 本章小结
• 5 VegeBam2.0 系统开发
• 5.1 VegeBam2.0 的详细设计
• 5.2 VegeBam2.0 的系统实现
• 5.2.1 VegeBam2.0 控制台
• 5.2.2 VegeBam2.0 客户端
• 5.3 系统测试
• 5.3.1 存储性能测试步骤
• 5.3.2 低维数据存储测试
• 5.3.3 高维数据存储测试
• 5.3.4 两客户端并发存储测试
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录