XML数据库多核查询优化

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1、武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：垄之型日期：研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照《武汉科技大学关于

2、研究生学位论文收录工作的规定》执行)送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：垄趁指导教师签名：—丝坚吐日期：硼f≥、孓1，，武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要XML已逐渐成为当前Intemet上数据表示和数据交换的事实标准，已经在很多应用领域扮演着重要的角色；同时，它也是WebService、各种文件处理系统和数据库事实上的互操作标准。然而，对XML数据的查询处理已经成为影响这些系统性能的瓶颈。因此，高效且快速的进行XML处理的需求增长迅速。在硬件方面，多核处理器正

3、日益成为各种计算机上的主流；然而，目前绝大部分的XML处理算法仍然使用传统的串行处理模式，从而无法充分利用多核资源的优势。本文设计了一种多核查询优化策略，它对XML文档进行数据分区，以达到负载平衡，同时各个线程独立处理分区内的数据，以便减少线程之问由于同步与通信而带来的开销。在数据分区方面，主要是三种策略下的查询，基于文档大小平衡与基于节点数目平衡，为了避免负载不均衡导致的闲置问题，本文在后者基础上，设计了一种任务抢占的策略，避免了CPU闲等的情况。通过与单核查询处理时间相比，三种策略均能有效的节约查询时间；相比较上述两种数据均衡方法，改进的方法能获得部分的性能优势，

4、从而减少网络负载并提高数据库的查询效率和响应能力。在这几种策略下，通过对实验数据进行分析，结果证明了该策略应用到NativeXML数据库系统时的有效性和可行性。关键词：XMk查询优化；多核；数据分区；并行；任务抢占第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractXMLhasbecomethede．factostandardcurrentlyfordatarepresentationandexchangeontheInternet．italreadyplayanessentialroleinmanyfields．Meanwhile，itisinteroperabilit

5、ystandardsforWebservices，documentprocessingsystemanddatabase．However,thequeryprocessingofXMLdatahasbecomeabottleneckthataffectingtheperformanceofthesesvstems．Therefore，thedemandofefficientlyandfastXMLprocessingisgrowingrapidly．Onthehardwareside，multi—coreprocessorsareincreasinglybecomin

6、gmainstreamonallkindsofcomputers．However,mostXMLprocessingalgorithmsstillusethetraditionalserialmode，andthuscannotmakefulluseoftheadvantageofmulti—coreresources．Inthispaper,weusedatapartitionfortheXMLdocument．inordertoachieveloadbalancing．eachthreadprocessthesub-regionaldataindependentl

7、yinordertoreducesynchronizationandcommunicationoverheadbetweenthem．Indatapartitions，themaininquiry,underthethreestrategiesbasedondocumentsizebalanceandthebalancebasedonthenumberofnodes，inordertoavoidtheproblemofloadimbalancecausedbyidleonthelatterbasis，thedesignstrategyofamissi