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面向关系数据库关键字查询的物化视图维护方法研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 关键字查询

1.2.2 物化视图的维护方法

1.2.3 数据起源的研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 本文研究思路及组织结构

第2章 相关概念与技术

2.1 关键字查询

2.1.1 查询方法分类

2.1.2 评分与排序

2.2 物化视图

2.2.1 物化视图定义

2.2.2 视图维护

2.2.3 视图调整

2.2.4 视图选择

2.2.5 物化视图的更新模式

2.3 数据起源追踪

2.3.1 数据起源作用

2.3.2 标注法

2.3.3 逆查询

2.3.4 科学工作流中应用

2.4 本章小结

第3章 基于公共表达式的多视图生成算法

3.1 相关概念

3.2 问题描述

3.3 基于公共表达式的多视图生成算法

3.3.1 选择公共表达式

3.3.2 Huffman树存储溯源信息

3.3.3 基于公共表达式的多视图生成算法

3.4 实验结果与分析

3.4.1 实验环境

3.4.2 关键字查询性能比较实验

3.4.3 视图存储空间代价比较

3.5 本章小结

第4章 基于溯源信息的多视图维护策略

4.1 与查询无关的修改的视图维护—定位修改

4.2 面向删除与插入操作的视图维护

4.2.1 调整候选网络的元组集合

4.2.2 增量维护视图

4.2.3 基于溯源信息的精确增量维护算法

4.3 算法分析

4.4 实验结果与分析

4.4.1 评价标准

4.4.2 关键字查询结果维护性能比较实验

4.5 本章小结

第5章 Top-k视图增量维护

5.1 Top-k查询和物化视图

5.2 问题描述

5.3 Top-k'视图策略

5.4 na?ve增量维护算法

5.5 优化的Top-k'视图增量维护算法

5.5.1 优化条件

5.5.2 近似的快速维护Top-k'视图算法

5.5.3 优化的Top-k'视图增量维护算法

5.5.4 kmax和kmin取值分析

5.6 实验结果与分析

5.6.1 与关键字无关的数据修改时视图的维护效率

5.6.2 与关键字相关的数据修改时视图的维护效率

5.7 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 本文的主要贡献与结论

6.2 未来工作

参考文献

致谢

攻硕期间参加的项目及发表的论文

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摘要

在关系数据库上进行关键字查询已成为近来数据库领域的研究热点。然而,若针对每个查询都重新执行,查询代价很高。鉴于物化视图能够有效地提高查询效率,本文把关键字查询的中间结果和Top-k结果物化为视图,并通过维护视图来维护关键字查询结果。
  已有研究工作大多都是面向SQL的物化视图维护,已有增量维护方法存在近似维护且只面向单视图最优维护的问题,并且针对关键字Top-k查询结果维护研究较少且维护效率低。针对已有问题,主要从以下三个部分开展研究:
  第一部分,研究基于公共表达式的多视图生成算法。从相关度高的几个候选网络中选择公共表达式,利用Huffman树把关键字查询路径存储为二叉树,每一个中间结果物化为视图存储,同时在视图中增加辅助列。通过实验验证了方法可提高查询效率。
  第二部分,研究高效而准确的视图维护方法。接第一部分研究内容,基于Huffman树,对与查询关键字无关数据的修改操作,提出基于溯源信息快速更新视图方法;对与查询关键字有关数据的修改操作,即面向删除与插入操作,提出基于溯源信息的精确的增量维护视图方法。通过实验验证本文提出的两种视图维护方法可有效地提高维护效率且准确率提高至100%。
  第三部分,研究高效率的维护关键字查询Top-k结果。针对与关键字无关的修改,提出了近似的快速维护视图方法;与关键字相关的数据修改,在第二部分提出的基于溯源信息精确的增量维护算法基础上,对Top-k结果进行维护,并且在维护的过程中考虑一些优化条件,进一步提出了优化的Top-k'视图增量维护算法。通过实验验证本文提出方法可有效地提高Top-k结果的维护效率和查询效率。

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