数据库系统导论.ppt

L5层的演化发展用户定义类型、嵌套子表/类型、递归等新特性引入，须在L5层进行调整。通过增强利用各类实例统计数据，基于代价的查询优化器得到了更成功的改进，但对标志性新概念--用户定义类型，尚缺乏通用且有效的处置方法。在为动态QEP建立更有效优化器，以更好处理新资源适用性问题，以及减少查询引擎的“刹车距离”等方面，已取得了一定进展，但还远未达到可实用的程度。第27页,共41页，星期六，2024年，5月L4层的演化发展（1）L4层适配技术，不仅与单个算法处理有关，而且与单个查询的多个操作符，或与多个并发查询处理有关。较新出现的、影响操作符实现的重要自适应技术:根据当前工作集设置和调整并行度；对重复进入的索引进行重排序或范围整合；在多个查询之间共享表扫描等技术。某些特定的查询类型，如top/bottomN查询、OLAP查询，往往存在新的可动态优化机会。第28页,共41页，星期六，2024年，5月L4层的演化发展（2）在针对一些已有标准操作的优化处理方面，也已提出了一些改进、建议和扩展算法，其中很多成果已被集成到商业DBMS系统中。一些原先被认为是非标准应用的操作，被重新利用并扩展了它们的使用范围。如空间连接，或一些支持OLAP的功能。但仅通过调整已有的或增加新操作符，似乎并不足以或不可能应对呈‘爆炸性’增长的新类型集。第29页,共41页，星期六，2024年，5月L3层的演化发展L3层是在过去20多年中，一项很“火爆”的研究热点。通过提供更合适的存取路径和存取结构，L3层中的操作已变为更加有效。VolkerGaede等人详细分析对比了1998年以前提出的各种存取结构。但除了无处不在的B+树，以及它的一些变体外，它们中只有少数结构被成功集成到特殊的数据处理系统。第30页,共41页，星期六，2024年，5月L2层的演化发展最剧烈改进发生在并不需DB研究者下太多功夫的L2层。Moore定律已为他们完成了大部分工作。巨大缓存容量也使平滑实现‘预取缓存分区’成为可能。隔离L2层的“段/页”与L1层的“文件/块”，为复杂的数据映射和更新传播提供了机会。但至今，这方面体系结构还没有任何变化发生。第31页,共41页，星期六，2024年，5月L1层的演化发展L1层通常不是DB研究者们感兴趣的焦点。操作系统(OS)研究者对文件系统处理的各种改进，只有部分会对DB管理有用。至今，对于L1层抽象，仍未得到任何事务支持。但标准的文件映射已更为精细，能支持2G字节的长字段和大对象。许多新出现的设备或技术的使用，已被能被透明地集成到体系的L1层中。RAID技术及存储设备支持并行存取能力提高，为在L1~L3层支持不同的存储策略和优化提供了新的机会。第32页,共41页，星期六，2024年，5月1.4.2层次模型与事务模型所谓的事务，指的是DBMS中一个可执行的、具有一定偏序的动作/操作序列。任何事务，都具有以下四个基本特性，即原子性、一致性、孤立性和持久性，简称ACID特性。进一步考虑ACID，层模型能更好帮助我们清晰描述概念和引出一些更合适的解决方案。第33页,共41页，星期六，2024年，5月1.4.3体系结构变体在过去的20多年中，出现了很多较特殊的新型数据管理应用场景。如何将它们纳入五层或简化的DBMS体系？一个很好的观察切入点是：DBMS结构变化决定于体系结构中“映射步”的变化。。我们应能通过标识相关层中变体组件和扩展映射，并通过解释DB处理中的相似性和特殊性，来平滑处理各种体系结构变体问题。第34页,共41页，星期六，2024年，5月DB处理的横向分布变化：分布式DBMS系统图1.5DBMSs沿水平分布扩展后演化成分布式DBMSs系统第35页,共41页，星期六，2024年，5月DBMSs处理的垂直分布变化：C/SDBMS这类DBMS体系结构的典型代表是所谓的C/SDBMSs(client/serverDBMSs)。它们的主要目标是：使应用或客户机能有效使用DBMS的处理能力。C/SDBMSs通常被用在需要较长事务，且需要对数据进行检查/校验的场合。图1.6中给出了三种常见的C/S体系结构变体。这方面面临的主要挑战是：如何利用当前查询缓存结果内容，来处理声明性的、面向集合的查询。第36页,共41页，星期六，2024年，5月1.4.3.3新的体系结构需求五层或其简化体系结构已能很好满足面向集合操作的、记录式的数据库管理，使得它们能以不变或稍许变化的方式，重用已有标准DBMS或其简单变体来实现。然而，近年来，需求已有强烈偏离这种规范的倾向。一个最引人关注的进展是：基于组件体系的、松散耦合的数据库系统研制与