摘要：万物互联时代,随着各类新型计算技术和新兴应用领域出现,传统数据处理方式逐步向云边协同数据处理的方式演进.云边复杂多变的生态系统(多云和多边缘)带来飞速增长的数据规模、复杂的数据位置及负载连接,如何高效稳定的存取数据信息以及如何加快数据查询处理已经成为学术界和工业界急需解决的关键问题.另一方面,以GPU/FPGA异构算力、NVM(non-volatile memory,非易失内存)存储、RDMA(remote direct memory access,远程直接内存存取)网络为代表的新型硬件技术的快速发展和应用,对现有软件架构体系产生了革命性的影响,为数据库系统的演进和性能提升提供了变革基础,吸引着越来越多研究者的关注.如何利用这些不断涌现的新型硬件技术来为工业界使用的真实数据库系统赋能已经成为目前的研究热点之一.首先介绍了中兴通讯GoldenX数据库系统架构,然后重点阐述其列式存储引擎利用新型硬件特性在计算层和存储层进行的软硬件协同设计和优化,主要包括:(1)将压缩/解压、加密/解密任务从CPU卸载到FPGA,利用FPGA的可编程特性,设计专用MISD(multiple instruction stream single data stream,多指令流单数据流)架构处理器,采用“软件接口级-计算核心级-功能模块级”三级流水线设计,提高数据流处理的效率;(2)为列式存储定制向量化执行引擎,利用CPU/GPU的SIMD(single instruction multiple data,单指令多数据流)新特性优化传统火山模型,降低了函数调用开销;(3)对SQL执行引擎进行优化,动态评估和利用GPU计算资源,采用JIT编译技术,将过滤/排序/聚集等具有矩阵运算特征的统计分析型SQL运算任务下推到GPU上,利用GPU的超高并行计算能力提高查询分析性能.实验表明,本文提出的软硬件优化方法有效提升了GoldenX系统性能,在TPC-H基准测试场景的22个查询中,优化后的GoldenX性能比优化前提升了2.5~10倍,比开启向量化的openGauss执行时长减少了17%~78%.

摘要：该文设计了一种高性能的面向云存储系统的元数据存储引擎(MUSE)。首先,其底层物理存储模块采用LSM-tree模型的高速key-value存储引擎Level DB方案,通过设计多缓存表和多线程紧凑机制对该方案进行优化,使其可以充分利用内存和多核CPU并行能力;其次,提出了基于多I/O通道的元数据存取调度机制。通道之间读写操作隔离,聚合多个通道为上层提供高并发随机I/O读写能力;此外,针对上层目录命名空间管理,提出路径分割映射和全路径映射策略两种策略,可基于不同的应用场景在性能与可用性间进行折中选择。系统测试结果表明,MUSE能够很好地适应海量小文件存储场景,相对于其他元数据存储系统在性能上有显著的提升。

摘要：OceanBase是一个分布式关系型数据库,其目的是存储海量的高速增长的结构化数据,以廉价的服务器集群实现高可用、高可扩展、高性价比的服务.OceanBase采用内外存混合存储的模式,使用内存存储增量(新写入)数据,而使用外存存储基线(只读)数据,并将基线数据划分成大致等量的数据分片并采用分布式B+tree的形式将分片存放在很多的数据服务器上,利用定时合并机制不断将增量数据与基线数据融合.本文介绍OceanBase基线数据存储的基本结构和分布方式、定时合并机制,以及基线数据在OceanBase中的具体存储格式的设计和实现.

摘要：卫星地面设备监控中,需研究实时数据库技术来管理大量的分布式环境下的实时数据。为此文章设计了一种实时数据存储引擎。该引擎借助内存文件映射机制实现内存表,以LRU算法和页面缓冲池实现了磁盘表,通过位图方法管理数据库表的文件空间,以影子页面法实现了事务的提交与回滚,并设计了数据库表的逻辑结构。通过使内存表和磁盘表结构保持一致,确保了数据库运行时内存表和磁盘表的灵活转换,影子页面法确保了数据库具有实时的故障恢复速度。结果表明,该引擎适用于存储卫星地面设备监控中的大量实时数据。

摘要：近年来新型存储硬件技术快速发展,出现了一种介于DRAM与磁盘之间的颠覆性存储介质,称为非易失性内存(Non-Volatile Memory,NVM),具有字节可寻址、非易失性等特征,也叫持久内存(Persistent Memory,PM)。它弥补了内存和磁盘之间的性能鸿沟,对传统DBMS软件设计提出新的挑战。本文针对数据库存储引擎的3个关键技术点,包括B+tree索引、缓存页、微事务日志,探讨在PM新型存储介质下的实现机制优化方法。实验结果表明,本文所采用的优化方法及其实现机制可充分挖掘新硬件潜力,有效提升数据库处理性能。

摘要：非易失性存储器具有接近内存的读写速度,可利用其替换传统的存储设备,从而提升存储引擎的性能。但是,传统的存储引擎通常使用通用块接口读写数据,导致了较长的I/O软件栈,增加了软件层的读写延迟,进而限制了非易失性存储器的性能优势。针对这一问题,该文以Ceph大数据存储系统为基础,研究设计了基于非易失性存储器的新型存储引擎NVMStore,通过内存映射的方式访问存储设备,根据非易失性存储器的字节可寻址和数据持久化特性,优化数据读写流程,从而减小数据写放大以及软件栈的开销。实验结果表明,与使用非易失性存储器的传统存储引擎相比,NVMStore能够显著提升Ceph的小块数据读写性能。

摘要：针对汉语变音研究中变音资料亟待核实整理、缺少专门的数据库等问题,借助材料整理、语音学验证、数据采集等手段,构建了涵盖各类变音现象的汉语变音数据库。该数据库支持云端数据共享密钥聚集场景数据查询,同时兼容其他渠道数据。此外,基于“密钥聚集的可搜索加密”方法,对数据库进行加密保护;通过同步入库数据、检索及线上展示至本地及云端,同时结合不同存储引擎,最终形成了汉语变音数据库检索与展示平台。该数据库的建立提升了变音研究材料的质量,有助于服务语言资源保护、语言教学及文化比较,同时对其应用领域也具有指导作用。

摘要：通过研究列存储技术的特点,提出了一种行列混合存储数据库系统的设计方案。该方案在存储层设立独立的行存储引擎和列存储引擎,采用早物化技术在数据读出之后将列表转换成行表,然后以行的形式完成后续处理。因此,该方法既获得了列存储的读优势又复用了行数据库系统的成熟部件,降低了开发的风险和复杂度。基于PostgreSQL的原型开发与测试证明了该方案的可行性和有效性。

摘要：近年来,由于My SQL的体积小、功能全和免费的特点,加上PHP+My SQL的Web开发架构的兴起,My SQL已经成为了计算机、软件工程等专业中承接"数据库系统原理"和"PHP Web开发"的重要专业课程之一。然而,作为一门新兴的专业课程,其课程、教材、资源、教学研究都还不够充分。尤其是课程中学生容易混淆的一些教学难点,不仅使学生感到严重的挫败感,而且影响了后续数据库的进一步应用。本文结合Web开发应用,对My SQL中的一些教学难点进行分析,并提出一些教学实践改革方法,拟形成一些最佳实践的教学方法。

摘要：简要阐述了手机对互联网访问产生海量数据对电信运营商造成的巨大压力、业务支撑研究所研发HugeTable数据仓库系统的背景、HugeTable系统的基本概念,详细阐述了HugeTable系统研发的相关工作、HugeTable系统索引设计方案、利用索引优化的查询策略,并通过现网应用测试评估实例简要说明了HugeTable系统的能力。