空间数据库缓冲区和大对象存储的研究

摘要

近年来，随着传统数据库技术的发展，以及计算机处理能力的不断加强，GIS技术也取得了迅速的发展，其应用范围也越来越广，空间数据库的建设越来越受到重视。但由于空间数据自身具有数据量大、数据之间的关系性强、数据内容包含较多的大对象等特点，传统的数据库管理系统在处理空间数据方面显得能力不足。为了提高处理的效率，并满足GIS系统的各种特殊需求，就需要根据空间数据的特点，量身定做专用的空间数据库系统。 本文首先系统地介绍了空间数据库系统及其相关理论知识基础，接着，从总体上给出了空间数据库系统的设计方案。最后，分别就缓冲区和BLOB存储系统的设计和实现作了详细的介绍，并进行了一些开创性的研究。 本课题着重对以下两个方面的内容进行研究：(一)缓冲管理模块的设计与研究：研究了缓冲区管理模块的总体设计方案；然后分别详细介绍了缓冲管理模块的内部结构，并对其四个重要组成部分分别作了深入的介绍；接着，通过详尽的算法描述和说明，阐述了缓冲区管理模块的具体实现方法，并提出了对现有算法的改进方案；最后，结合空间数据之间相关性强的特点，提出了“相关数据预读入缓冲区”的方案，给出了方案的严谨的定义，并对其作了细致深入的分析，最后给出了相关的算法和实现方法。 (二)BLOB存储管理的研究：在这一部分，作者先从总体上介绍了BLOB管理模块的总体设计和内部架构，然后，给出了它的详细设计思想和具体的实现函数，最后，结合空间数据中BLOB数据的特点，对扩展BLOB数据类型和在BLOB数据内部进行检索进行了一定的研究，并给出了相关的方案。 构建完善的空间数据库系统是一项长期而艰巨的任务，本文对其中的两个关键部分进行了详细的分析和设计，并朝着前人很少涉及的两个方向——相关数据预读入缓冲区、BLOB类型扩展和内容检索——作了一些创造性的研究和探讨工作，具有较好的借鉴意义。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1论文的研究与选题背景

1.2本文主要研究内容和作者的主要工作

1.3论文的章节安排

第二章相关理论知识介绍

2.1缓冲区及缓冲管理技术简介

2.2 BLOB的存储、检索和维护方式简介

2.2.1 BLOB数据的存储与检索

2.2.2 BLOB记录的维护

2.3本章小结

第三章空间数据库系统的总体设计

3.1空间数据库存储管理系统的总体结构和模块

3.1.1空间数据库存储管理系统总体结构介绍

3.1.2空间数据库系统模块介绍

3.2空间数据库存储管理系统的应用

3.3本章小结

第四章缓冲管理器的研究与实现

4.1缓冲管理模块的总体设计

4.2缓冲管理模块的内部结构

4.2.1 Buffer Table的设计思想

4.2.2 Partition Table的设计思想

4.2.3 Hash Table的设计思想

4.2.4 Buffer Dirty Table的设计思想

4.3缓冲管理模块的功能实现

4.3.1缓冲管理模块在内存中的数据结构

4.3.2缓冲管理模块中的算法设计和函数说明

4.3.3缓冲管理模块中的常用替换算法

4.4相关数据预读人缓冲区方案的研究

4.4.1“相关数据预读入缓冲区”方案的研究基础和研究意义

4.4.2相关数据的定义

4.4.3相关关系的存储

4.4.4相关数据处理算法的选择

4.4.5相关关系处理算法的设计

4.4.6“相关数据预读人缓冲区”方案的可实施性分析

4.4.7“相关数据预读入缓冲区”方案的实现

4.5本章小结

第五章BLOB数据存储和处理的研究与实现

5.1 BLOB Manager模块的总体设计

5.2 BLOB Manager模块的内部构造

5.2.1 BLOB空间中的Root page和Leaf page组成的链表

5.2.2 BLOB Buffer Table

5.2.3 BlOB Buffer Free Table(BLSCFREE)

5.2.4 BLOB空间中所有BLOB Descriptor组成的链表(BLCSNODE)

5.3 BLOB Manager模块的设计思想和函数说明

5.3.1 BLOB模块中的初始化操作。

5.3.2 BLOB空间中BLOB对象的创建和删除

5.3.3对BLOB对象中的数据进行读取、更新、插入、删除操作

5.4关于BLOB数据的存储和检索的进一步研究

5.4.1扩展BLOB类型

5.4.2 BLOB字段的检索

5.5本章小结

第六章结论

致谢

攻读硕士学位期间从事的主要科研工作及发表的论文

参考文献