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基于Inverted-B+树的海量三维地质块体模型高效索引方法
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作者 陈根深 刘刚 +3 位作者 董洋 范文遥 易强 姜子鑫 《计算机科学》 北大核心 2025年第8期146-153,共8页
三维地质块体模型中大量的零值或空值使得基于B+树的属性索引结构频繁分裂和调整,导致索引维护成本高;同时,B+树的单向链表结构加剧了大规模块体模型中数据顺序遍历和范围查询效率低下的问题。为此,提出了一种基于Inverted-B+树(IBT)的... 三维地质块体模型中大量的零值或空值使得基于B+树的属性索引结构频繁分裂和调整,导致索引维护成本高;同时,B+树的单向链表结构加剧了大规模块体模型中数据顺序遍历和范围查询效率低下的问题。为此,提出了一种基于Inverted-B+树(IBT)的索引方法。该方法通过构建IBT索引结构,在将重复键插入叶子节点时,为每个重复键创建倒排节点,从而有效减少了数据处理中的结构调整。通过在内部节点存储中间索引值来加速查询过程,并在叶子节点和倒排节点之间建立双向链表,实现了从任意叶子节点按顺序访问整个数据集从而进行高效的范围查询。利用三维地质结构模型经过体元剖分、插值和降维处理所得到的6个块体模型进行测试,结果表明:与传统B+树相比,IBT方法在索引构建时间、空间占用和查询性能方面均有显著提升,特别是在处理大规模数据集中,其索引构建效率提升了71%,空间占用减少了83%,查询效率得到了显著提升。 展开更多
关键词 Inverted-b+树 规则块体 三维地质模型 空间数据管理 空间索引
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B^+-Tree的改进算法在可复用软构件库中的应用 被引量:1
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作者 徐正权 颜爱萍 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第10期199-200,205,共3页
文章通过对B+-Tree索引算法的改进,将其应用到可复用软构件库中。该改进算法继承了B+-Tree的优点,结合可复用软构件库的特点,将构件库多维数据索引转化为B+-Tree一维数据索引进行存储、查询。通过对比分析,证明了该构件库索引算法大大... 文章通过对B+-Tree索引算法的改进,将其应用到可复用软构件库中。该改进算法继承了B+-Tree的优点,结合可复用软构件库的特点,将构件库多维数据索引转化为B+-Tree一维数据索引进行存储、查询。通过对比分析,证明了该构件库索引算法大大改进了构件库中构件的查找效率。 展开更多
关键词 改进算法 可复用软构件库 构件属性 构件分类 b^+-tree索引 构件查询 数据库
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一种新的分布式并行索引树——DPB^+-Tree
3
作者 唐继勇 白新跃 +1 位作者 杨峰 何建 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2005年第12期75-78,共4页
随着数据规模的增大,查询越来越复杂,分布式并行索引以其高性能而逐渐成为解决复杂查询问题的有效手段。本文提出一种适合于分布式并行的新索引树结构——DPB^+-Tree,该索引树以B^+树和 hash结构为基础,其叶子结点被组织为有n个散列表元... 随着数据规模的增大,查询越来越复杂,分布式并行索引以其高性能而逐渐成为解决复杂查询问题的有效手段。本文提出一种适合于分布式并行的新索引树结构——DPB^+-Tree,该索引树以B^+树和 hash结构为基础,其叶子结点被组织为有n个散列表元的hash表链,从树的根结点到叶子结点,结点副本数量逐渐减少,并且其数量的变化是动态的。对DPB^+-Tree响应时间的仿真结果表明 DPB^+-Tree系统提高了系统的查询效率,与其它相关策略,如CPB方法比较具有较明显优势。 展开更多
关键词 分布式并行索引 b^+树 hash结构 DPb^+-tree
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StringB-tree在软件复用中的应用研究
4
作者 姚全珠 罗亚红 孙越 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第29期166-168,共3页
提出了将StringB-tree用于解决软件复用中的参数化样式匹配问题(parameterizedpatternmatching)。通过对参数化字符串做一个变换,使用StringB-tree这种特殊的数据结构可提高匹配效率。文章的重点有两部分,一个是介绍了StringB-tree这种... 提出了将StringB-tree用于解决软件复用中的参数化样式匹配问题(parameterizedpatternmatching)。通过对参数化字符串做一个变换,使用StringB-tree这种特殊的数据结构可提高匹配效率。文章的重点有两部分,一个是介绍了StringB-tree这种特殊的数据结构的优点及其构建过程;另一个是讲怎样利用StringB-tree解决参数化样式匹配问题。 展开更多
关键词 字符串平衡树参数化字符串 参数化样式匹配 P-匹配 P-出现
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基于B^+-tree索引的多元时间序列相似查询
5
作者 郭小芳 李锋 叶华 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第22期139-142,145,共5页
为提高多元时间序列相似查询执行效率,采用了基于距离索引结构的相似查询算法。利用主成分分析方法对多元时间序列数据降维并在此基础上进行聚类,以聚类质心为参考点,将各类变换到一维空间,利用B+-tree结构进行索引查询,找到与查询序列... 为提高多元时间序列相似查询执行效率,采用了基于距离索引结构的相似查询算法。利用主成分分析方法对多元时间序列数据降维并在此基础上进行聚类,以聚类质心为参考点,将各类变换到一维空间,利用B+-tree结构进行索引查询,找到与查询序列最相似的k个MTS序列。实验表明查询效率和准确性都有比较大的提高。 展开更多
关键词 多元时间序列 主元分析 b+-tree索引 相似查询
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优化的XML查询匹配:基于B^+-Tree索引的包含段的结构化联接算法 被引量:2
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作者 樊小华 庞引明 +3 位作者 张谧 汪卫 陈金海 施伯乐 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2004年第6期72-75,共4页
高效的结构化联接方法是XML查询的关键。本文提出一种新颖的结构化联接方法,使用了包含段结构化XML文档树,并且使用了B^+-Tree索引技术支持该新方法,从而在基于栈的结构化联接过程中得以忽略若干时空耗费,提高处理效率。
关键词 XML 结构化联接 包含段 b'-tree 查询
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基于DPB^+-Tree的数据迁移策略研究 被引量:2
7
作者 黄克军 杨峰 +1 位作者 熊梅 李毅超 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期180-183,224,共5页
提出了一种适合于数据迁移、又能保证分布并行特性的树结构DPB+-Tree,讨论了基于DPB+-Tree的数据迁移策略,其中数据节点迁移采用分布式提交协议来保证原子性,索引重构通过对溢出链的hash重排来实现,迁移算法则通过设置负载系数的两个阈... 提出了一种适合于数据迁移、又能保证分布并行特性的树结构DPB+-Tree,讨论了基于DPB+-Tree的数据迁移策略,其中数据节点迁移采用分布式提交协议来保证原子性,索引重构通过对溢出链的hash重排来实现,迁移算法则通过设置负载系数的两个阈值来对负载倾斜进行判断。经模拟实验结果表明,该数据迁移策略能够有效改善系统的负载均衡和吞吐率特性。 展开更多
关键词 并行特性树结构 数据节点迁移 索引重构 迁移算法
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HyperTree:高并发B+树索引加速器 被引量:3
8
作者 吴婧雅 卢文岩 +1 位作者 鄢贵海 李晓维 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期1661-1677,共17页
B+树是关系型数据库中用来加速查询的常用索引结构,通过构建平衡树维护关键属性的顺序.索引提升了数据库查询性能,但其严格的有序关系增加了数据库表的维护开销.特别是在大数据场景下,数据量激增使得索引查询和维序性能进一步下降.如何... B+树是关系型数据库中用来加速查询的常用索引结构,通过构建平衡树维护关键属性的顺序.索引提升了数据库查询性能,但其严格的有序关系增加了数据库表的维护开销.特别是在大数据场景下,数据量激增使得索引查询和维序性能进一步下降.如何平衡B+树的查询和维序性能,以及在大数据场景下提升索引查询和维序的效率,对提升索引系统性能具有重要意义.由此设计了一种专用的B+树索引加速系统,对存储和计算进行协同优化,均衡提升索引查询和维序性能.利用内存突发读写高带宽的特性设计规则的树和节点存储格式以提升内存带宽利用效率,设计高效的同构计算架构和多数据通道以提升索引操作并行度.同时设计解耦合的子树结构缓解索引维护时的树读写冲突.实验结果表明,相比于CPU,B+树索引加速系统能够提升系统查询性能超过6.84倍,提升索引维序性能提升超过29.14倍. 展开更多
关键词 b+树 现场可编程门阵列 加速器 高吞吐量 高并发 数据库查询
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ZB^(+)-tree:一种ZNS SSD感知的新型索引结构 被引量:2
9
作者 刘扬 金培权 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期509-524,共16页
ZNS SSD是近年来提出的一种新型固态硬盘(solid state drive,SSD),它以分区(Zone)的方式管理和存取SSD内的数据.相比于传统SSD,ZNS SSD可以有效提升SSD的读写吞吐,降低写放大,减少SSD的预留空间.但是,ZNS SSD要求Zone内必须采用顺序写模... ZNS SSD是近年来提出的一种新型固态硬盘(solid state drive,SSD),它以分区(Zone)的方式管理和存取SSD内的数据.相比于传统SSD,ZNS SSD可以有效提升SSD的读写吞吐,降低写放大,减少SSD的预留空间.但是,ZNS SSD要求Zone内必须采用顺序写模式,并且Zone上的空间分配、垃圾回收等任务都需要用户自行控制.ZNS SSD的这些特性对于传统数据库系统的存储管理、索引、缓存等技术均提出了新的挑战.针对如何使传统的B^(+)-tree索引结构适配ZNS SSD的问题,提出了一种ZNS SSD感知的新型索引结构——ZB^(+)-tree(ZNS-aware B^(+)-tree).ZB^(+)-tree是目前已知的首个ZNS SSD感知的索引,它以B^(+)-tree为基础,利用ZNS SSD内部支持少量随机写的常规Zone(conventional zone,Cov-Zone)和只支持顺序写的顺序Zone(sequential zone,Seq-Zone),通过常规Zone来吸收对ZNS SSD的随机写操作.ZB^(+)-tree将索引节点分散存储在常规Zone和顺序Zone中,并为2种Zone内的节点分别设计了节点结构,使ZB^(+)-tree不仅能够吸收对索引的随机写操作,而且又可以保证顺序Zone内的顺序写要求.在实验中利用null_blk和libzbd模拟ZNS SSD设备,并将现有的CoW B^(+)-tree修改后作为对比索引.结果表明,ZB^(+)-tree在运行时间、空间利用率等多个指标上均优于CoW B^(+)-tree. 展开更多
关键词 ZNS SSD b^(+)树 数据库索引 CoW b^(+)-tree 分区存储
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基于CB+-tree的时态XML索引 被引量:1
10
作者 徐海燕 蒋夏军 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期77-79,共3页
针对时态查询与时间属性紧密相关的特点,利用时间区间作为改进后B+-tree的索引关键字建立索引,改进后的B+-tree命名为Changing B+-tree(CB+-tree)。实验证明,在CB+-tree上进行时态查询比B+-tree及基于DOM的XML文档的查询效率有所提高。
关键词 时态XML b+-tree索引 数据模型 时态查询
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多核处理器中支持频繁访问的B^+-Tree
11
作者 贺炜 张芳 +2 位作者 钟艳雯 罗小珠 杨小民 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第25期160-164,共5页
针对传统B+-Tree自顶向下访问模式的缺点,提出了支持频繁访问的FAB+-Tree(Frequent Access B+-Tree)。在B+-Tree的基础上增加了Hash辅助索引,使得访问B+-Tree时直接定位到叶结点,并利用基于内存的直接访问表及位矢量列表提高更新性能。... 针对传统B+-Tree自顶向下访问模式的缺点,提出了支持频繁访问的FAB+-Tree(Frequent Access B+-Tree)。在B+-Tree的基础上增加了Hash辅助索引,使得访问B+-Tree时直接定位到叶结点,并利用基于内存的直接访问表及位矢量列表提高更新性能。同时基于共享Cache多核处理器,提出了基于流水线的FAB+-Tree多线程访问模块,并优化了该模块的共享Cache访问性能。在实验中,基于开源数据库INGRES实现了FAB+-Tree和多线程访问模块,实验结果表明B+-Tree的访问性能得到显著提高。 展开更多
关键词 b+-tree 频繁访问的b+-tree(FAb+-tree) 多核处理器 自底向上访问
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一种wandering B+tree问题解决方法 被引量:2
12
作者 杨勇鹏 蒋德钧 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期539-554,共16页
为了应对磁盘和固态硬盘随机写和顺序写性能差异较大的问题,文件系统和块存储系统通常采用日志结构(log-structured)技术将随机写转换为顺序写.因此,对于日志结构存储系统数据和元数据的修改都以异地写的方式执行.在日志结构存储系统中,... 为了应对磁盘和固态硬盘随机写和顺序写性能差异较大的问题,文件系统和块存储系统通常采用日志结构(log-structured)技术将随机写转换为顺序写.因此,对于日志结构存储系统数据和元数据的修改都以异地写的方式执行.在日志结构存储系统中,B+tree常被用于管理元数据,这就会导致wandering B+tree问题,即树结点异地更新会导致树结构递归更新.目前,现有工作主要通过分离树结点的逻辑索引和物理地址,并使用额外的数据结构和物理设备空间存放树结点逻辑索引和物理地址的映射,从而避免递归更新树结构.但现有方法既引入额外空间开销,又存在额外物理设备空间非顺序写的问题.提出IBT B+tree,将树结点逻辑索引和物理地址均存放在树结构中.同时,基于IBT B+tree结构引入dirty链表设计,并提出了非递归更新的IBT B+tree下刷算法.IBT B+tree既解决了wandering B+tree问题,又不引入额外的数据结构和物理设备空间,消除了固定物理设备空间的非顺序写.分别实现IBT B+tree和基于F2FS中NAT设计的B+tree,在此基础上设计实现Monty-Dev块存储系统以评价2棵B+tree.实验表明,在HDD和SSD介质上,IBT B+tree在写放大和下刷效率方面均优于NAT B+tree. 展开更多
关键词 日志结构存储系统 块存储系统 wandering b+tree IbT b+tree 写放大
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LI-Tree:一个基于非易失性内存和轻量级B+树的学习索引 被引量:1
13
作者 王中华 舒碧华 +3 位作者 陈书宁 刘瀚阳 崔秋 万继光 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2023年第6期1329-1337,共9页
大数据背景下剧增的数据给经典的内存索引技术带来了巨大挑战,为了实现对海量数据的高性能索引,工业界和学术界分别从设备和结构角度推出了高性能大容量的非易失型内存(Non-Volatile Memory,NVM)和受机器学习启发的学习索引(Learned Ind... 大数据背景下剧增的数据给经典的内存索引技术带来了巨大挑战,为了实现对海量数据的高性能索引,工业界和学术界分别从设备和结构角度推出了高性能大容量的非易失型内存(Non-Volatile Memory,NVM)和受机器学习启发的学习索引(Learned Index,LI).然而目前基于NVM的学习索引结构的相关研究非常稀少,在如何结合NVM和LI来高效地索引海量数据方面还有许多问题需要解决.本文提出了一种基于NVM的新型智能索引结构LI-Tree,充分发挥了两者的优势.具体的,LI-Tree可分为三层:由机器学习模型组成的能够提高LI-Tree单点性能的模型层、由静态数组构成的减少NVM写的数据索引层和由一系列轻量级B+树组成以避免模型层插入时频繁重训练的数据层.在真实设备上评估表明,LI-Tree相比传统B+树,插入、查询和删除性能分别提高了70%、30%和130%.另外,LI-Tree与学习索引结构ALEX,PGM-Index和XIndex对比,插入性能分别提升了80%,130%和150%. 展开更多
关键词 非易失内存 索引结构 学习索引 b+树 键值存储
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一种面向事务型数据库的无锁并发B+tree索引结构
14
作者 李乔 赵鸿昊 +1 位作者 江鹏 张兆心 《高技术通讯》 北大核心 2017年第1期9-19,共11页
为了克服现有多版本并发控制(MVCC)进行数据的并发访问控制中短暂阻塞的缺点,达到读写完全并发,提出了一种基于写时复制的多版本并发B+tree(BCMVBT)索引结构。BCMVBT通过复制分离读写的操作空间以使读写事务在任意时刻完全并发执行,规... 为了克服现有多版本并发控制(MVCC)进行数据的并发访问控制中短暂阻塞的缺点,达到读写完全并发,提出了一种基于写时复制的多版本并发B+tree(BCMVBT)索引结构。BCMVBT通过复制分离读写的操作空间以使读写事务在任意时刻完全并发执行,规避比较与交换(CAS)操作带来的高CPU消耗,达到一写多读场景下的完全并发。同时针对现有多版本开发B+tree(MVBT)范围查询的复杂操作,提出了无锁的BCMVBT的范围查询算法和回收机制,从而实现了索引的插入、查询、更新与回收的无锁并发操作。通过与事务型MVBT(transaction MVBT)的对比,在读写并发环境下BCMVBT的时间消耗降低了50%,实验进一步表明BCMVBT在大事务的场景下具有更高的优势。 展开更多
关键词 事务 索引 b+tree(bT) 多版本并发 写时复制(COW)
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SEQUENTIAL RETRIEVAL OF B-TREES AND A FILE STRUCTURE WITH A DENSE B-TREE INDEX
15
作者 Zhaoyang Ren Tamamoto Hideo 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 1999年第1期68-73,共6页
A simple fast method is given for sequentially retrieving all the records in a B tree. A file structure for database is proposed. The records in its primary data file are sorted according to the key order. A B tree ... A simple fast method is given for sequentially retrieving all the records in a B tree. A file structure for database is proposed. The records in its primary data file are sorted according to the key order. A B tree is used as its dense index. It is easy to insert, delete or search a record, and it is also convenient to retrieve records in the sequential order of the keys. The merits and efficiencies of these methods or structures are discussed in detail. 展开更多
关键词 b tree b + tree data STRUCTURE FILE organization RETRIEVAL method
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Learned Index和B-Tree在不同分布数据上的性能对比及优化
16
作者 沈怡琪 蔡鹏 刘松灵 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第S01期100-106,共7页
Learned Index是一种通过训练模型来建立输入数据和存储位置之间映射关系的索引,它能学习到数据间分布的信息,而不同的数据分布将影响模型训练准确率和模型复杂度之间的平衡。为了探索Learned Index适用的场景,使用不同分布、不同数据... Learned Index是一种通过训练模型来建立输入数据和存储位置之间映射关系的索引,它能学习到数据间分布的信息,而不同的数据分布将影响模型训练准确率和模型复杂度之间的平衡。为了探索Learned Index适用的场景,使用不同分布、不同数据量的数据对它和加以优化的可更新的自适应学习索引(ALEX)进行性能测试,并与B-Tree进行对比,最终发现Learned Index构建大批量数据的索引时间比B-Tree短,读操作性能、存储空间大小有明显的优势,但写操作性能较差,因此得出Learned Index更适用于大数据情景下的在线分析处理(OLAP)数据库,用于静态数据的存储和查询操作的结论。基于B-Tree的索引结构,对初版Learned Index的结构进行了优化和调整,最终使优化后Learned Index在大批量数据的读写操作性能上有明显提高,其中读操作最高达到原版Learned Index的2倍,写操作最高达到原版的3倍。 展开更多
关键词 Learned Index b-tree 可更新的自适应学习索引 在线分析处理数据库 静态数据 优化调整
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多阈值BIRCH聚类算法及其应用 被引量:17
17
作者 邵峰晶 张斌 于忠清 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第12期174-176,195,共4页
BIRCH算法是针对大规模数据集的聚类算法。文章针对该算法在聚类精度和效率方面存在的不足,在原有算法的基础上进行了改进,提出了可变多阈值聚类特征树方法,实现了基于该方法的聚类分析器,最后将该算法应用于图像分割技术当中,验证算法... BIRCH算法是针对大规模数据集的聚类算法。文章针对该算法在聚类精度和效率方面存在的不足,在原有算法的基础上进行了改进,提出了可变多阈值聚类特征树方法,实现了基于该方法的聚类分析器,最后将该算法应用于图像分割技术当中,验证算法的有效性。 展开更多
关键词 聚类特征 聚类特征树 b+树 条目
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NTFS目录下索引B+树结构动态解析 被引量:11
18
作者 吴伟民 卢琦 +1 位作者 王振华 苏庆 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第22期4843-4846,共4页
为开发直接操作新技术文件系统(NTFS)的程序,并解决NTFS方面开发的技术难题,对磁盘上的具体目录索引B+树结构进行了分析。由于NTFS大目录在磁盘上的存储结构与主文件表和索引缓冲区大小相关,提出了三级大目录的概念,并在此基础上总结了... 为开发直接操作新技术文件系统(NTFS)的程序,并解决NTFS方面开发的技术难题,对磁盘上的具体目录索引B+树结构进行了分析。由于NTFS大目录在磁盘上的存储结构与主文件表和索引缓冲区大小相关,提出了三级大目录的概念,并在此基础上总结了相关文件操作下目录结构的动态变化规律。程序运行结果表明,该分析有效可行,有利于深入了解NTFS文件系统的结构。 展开更多
关键词 新技术文件系统 文件操作 目录 索引 b+树
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一种基于B+树的混合索引结构 被引量:11
19
作者 长孙妮妮 张毅坤 +2 位作者 华灯鑫 邹子夏 陈浩 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第14期35-37,40,共4页
针对文件中存在字符属性和数值属性特点的数据,提出一种基于B+树的2层混合索引结构。在索引创建过程中,将文件中的数据根据其类型进行分类,第1层是为数据属性建立B+树索引结构,第2层是根据不同的数据类型建立不同的索引结构。实验结果表... 针对文件中存在字符属性和数值属性特点的数据,提出一种基于B+树的2层混合索引结构。在索引创建过程中,将文件中的数据根据其类型进行分类,第1层是为数据属性建立B+树索引结构,第2层是根据不同的数据类型建立不同的索引结构。实验结果表明,该索引结构能实现跨数据范围的检索,提高索引的创建速度和空间利用率。 展开更多
关键词 倒排索引 b+树 混合索引 时间开销 空间利用率 查询效率
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B+树索引机制的研究及优化 被引量:8
20
作者 施恩 顾大权 +1 位作者 冯径 赵章明 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期1766-1769,共4页
当数据庞杂时,B+树索引在查找效率和空间利用率方面还存在不足。针对该问题提出一种改进的B+树结构,首先通过调整叶子节点与非叶子节点的数量关系,以降低树的深度;然后优化原插入算法,在分裂节点前进行平衡处理(BP),以提高树的空间利用... 当数据庞杂时,B+树索引在查找效率和空间利用率方面还存在不足。针对该问题提出一种改进的B+树结构,首先通过调整叶子节点与非叶子节点的数量关系,以降低树的深度;然后优化原插入算法,在分裂节点前进行平衡处理(BP),以提高树的空间利用率。经实验,改进后的B+树与传统B+树相比,在查找效率和空间利用率上分别提高了10%和6%,证明对B+树的改进具有可行性。 展开更多
关键词 数据库 索引 b+树 算法优化
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