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近年来能效数据库成为数据库领域一个新兴的研究议题。动态电压与频率调节(DVFS)是一种有效的通过动态调节CPU频率来实现节能的技术。本文探寻数据库在ACPI不同调节器中查询操作的性能、能耗、功率之间的联系,发现数据库系统各操作的能效特性,并设计基于Userspace调节器的Grace散列连接算法和块嵌套循环连接算法,探索在连接算法内部利用DVFS改善能效的可能性。本文主要完成了以下工作:(1)在PostgreSQL数据库系统中,考察TPC-H的22个查询在四种调节器下的特点,根据查询的性能与能耗对其进行分类,分析其不同查询以及查询计划中各种操作的能效特性。(2)分析了关系数据库系统中两种典型的连接算法——块嵌套循环连接算法、Grace散列连接算法——的能耗特点,提出了在Userspace调节器中基于DVFS的相应的能效连接算法。对于块嵌套循环连接算法,在算法实现中,通过重叠I/O操作与CPU密集的操作,将CPU的频率设为较低的值,达到提高能效的目的;对于Grace散列连接算法,根据DVFS调节的要求,重新设计算法,使其在执行过程中具有较长的连续I/O操作时段与连续CPU操作时段,在不同时段通过DVFS设置相应CPU频率,提高算法能效。实验结果表明,Userspace调节器中,改进的块嵌套循环连接算法取得较小能耗;改进的Grace散列连接算法适用于不同性能与能耗的需求,算法通过采用不同的调节策略,可以取得较小能耗或较好性能。实验结果证明DVFS算法可以提高数据库连接操作的能效,设计适用于数据库系统的DVFS算法是可行的。