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一种关系型数据库位图排序及实体连接算法

孙建强  
【摘要】:现今信息系统应对的重要挑战之一就是如何高效的处理信息爆炸所带来的海量数据。关系型数据库服务器作为现代信息系统的数据处理核心软件尤其面临着这一挑战。 关系型数据库服务器产品因为理论基础和工程实践的要求,数据库中各个实体中的数据存储是以无序方式存放的。在关系型数据库服务器中对无序数据最基础和核心的有序化处理就是对指定数据集合进行排序运算。本文在对现有常用的数据排序方法进行了深入研究和分析基础之上,专门针对海量数据所拥有的单位数据取值范围内具有极高的数据密度的这一特点,提出了使用位图实现数据非比较排序的数据排序算法。首先该算法具有较高的排序效率,保证了较好的性能。其次,它在整个运算过程中没有递归的函数调用,从而使该算法具有固定的复杂度,不会因数据量的增大而导致整体性能非线性下降。最后,由于这个算法是一个非比较排序算法,不会因为各个元素存储位置的变化而导致运算性能的变化。 在此基础之上,本文总结了代数运算的特点及本文算法的特点之间的关系。并针对关系型数据服务器从数据读取方法,存储组织,关联运算等多个角度对现有数据库服务器表连接方法进行分析,进而应用本文算法实现了对关系型数据库的大数据量实体之间进行快速连接。该算法具有四个特点。首先也是最为重要的是该算法的特点是运算速度快。其次是多功能,它不仅实现实体左右连接而且对于结果集和可以实现排序分组操作。此外该算法不能依赖于任何预存数据组件。这样不但极大的减少了在今后工程实践上的工作量,而且减少了数据库服务器维护这些组件的额外开销。最后是性能稳定,同本文创新排序算法一样,本文中的实体连接算法具有固定的复杂度,不会因为数据量增加以及数据存储位置变化而导致性能不成比例下降。 综上所述,虽然位图已经是广为人知的数据结构,它仍然存在广阔的应用空间和巨大潜力,这非常值得进行深入分析和挖掘。


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