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Flash诞生于20世纪80年代末,具有高速、非易失、低功耗、高抗震、小巧轻便等特性。随着Flash容量的不断增大以及价格的不断下降,Flash将在与传统磁盘的竞争中取得更大的优势。现在Flash已经成为一种新的重要的二级存储设备,并开始应用于企业级的计算环境中。因此不难想象今后会在一个以Flash为存储介质的平台上运行一个完整的数据库系统或者在一个轻量级的计算平台上运行一个嵌入式数据库系统。
由于Flash具有许多与磁盘显著不同的特性,将传统的基于磁盘的数据库技术直接移植到Flash上并不能较好的发挥Flash的性能优势。因此,从Flash的物理特性入手,针对数据库的数据存取特点,研究基于Flash的DBMS的相关问题,具有重要的理论意义和应用价值。
本文的工作是在国家863课题“基于移动数据库系统的企业移动管理技术的研究与开发”的背景下,以东南大学计算机学院数据库及信息系统研究室开发的移动数据库系统SwiffDBⅡ为基础,分析了Flash存储设备的特点,总结了Flash数据库领域已有的研究成果,并结合SwiftDBⅡ,在存储管理、索引机制和事务恢复等方面针对Flash的特性展开了研究,对SwifiDBⅡ进行了针对Flash的优化。本文总结了基于Flash的DBMS的设计要点,在日志结构文件系统的基础上,为基于Flash的DBMS提出了一种新的块内日志模式,这种方式可以减少Flash的擦除次数从而提高存储引擎的整体性能;同时,基于B树算法、归并算法以及懒惰删除机制,结合Flash上随机读写和顺序读写的不同特性,提出了一种基于B树的归并索引,不仅保持了B树索引良好的搜索性能,还通过充分利用Flash本身的读写缓存和顺序读写的高效性,有效的提升了B树类索引在Flash上应用的性能。