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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
1
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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B^+-Tree的改进算法在可复用软构件库中的应用 被引量:1
2
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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基于B^+-tree索引的多元时间序列相似查询
4
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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ZB^(+)-tree:一种ZNS SSD感知的新型索引结构 被引量:2
5
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DPB^+-Tree的数据迁移策略研究 被引量:2
6
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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RFN-B^+树索引文件及其有效性 被引量:5
7
作者 姚卿达 杨桂桢 张俊欣 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第11期820-827,共8页
在对比传统的B树和B+树的定义和操作算法的基础上,定义了一种新的B+树:RFN-B+树,以获得更高的空间利用率和可用性.首先比较和分析了RFN-B+树与传统B+树的空间效率,然后讨论了RFN-B+树索引文件的有效性以... 在对比传统的B树和B+树的定义和操作算法的基础上,定义了一种新的B+树:RFN-B+树,以获得更高的空间利用率和可用性.首先比较和分析了RFN-B+树与传统B+树的空间效率,然后讨论了RFN-B+树索引文件的有效性以及支持这种有效性的全链接指针结构和两个备用模块:基于虚拟根结点的随机检索算法和重构结点的算法. 展开更多
关键词 B^+树 索引 有效性 算法 数据结构
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基于B^+树的索引字段加密 被引量:3
8
作者 王正飞 汪卫 施伯乐 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1660-1665,共6页
针对索引字段加密难的问题,提出一种基于B+树的索引字段加密处理技术。该技术采用DBMS内部加密机制,选取在页/段映射到块时使用加密组件对索引字段进行加密,它能够使加密后的索引仍然保持有序,不会失去索引的快速查询功能。为了进一步... 针对索引字段加密难的问题,提出一种基于B+树的索引字段加密处理技术。该技术采用DBMS内部加密机制,选取在页/段映射到块时使用加密组件对索引字段进行加密,它能够使加密后的索引仍然保持有序,不会失去索引的快速查询功能。为了进一步保证索引字段本身的安全性,对索引按结点实施加密。实验中,模拟Postgresql中B+树的构造方法,研究基于B+树的加密索引字段的查询性能,并在页结点数和B+树深度参数变化时,对分结点加密的查询性能进行测试。研究结果表明:基于B+树的索引字段加密的查询速度虽然比明文查询速度下降20%左右,但采用分结点加密方式能够有效地减少解密代价,避免索引字段加密对查询性能产生较大影响。 展开更多
关键词 数据库安全 加密 B+树 索引 查询
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B^+树索引文件结构的优化设计 被引量:5
9
作者 陆志峰 陈新建 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2000年第3期40-44,49,共6页
指出当普通B+树的数据块设计为定长时,数据块长度的选择具有一个最优的选取设计过程。给出了在两种数据库系统模型中,对B+树索引文件结构的优化设计:(1)在具有限量内存的数据库系统DBSLAM(DatabaseSystemswithLimitedAmountofMain... 指出当普通B+树的数据块设计为定长时,数据块长度的选择具有一个最优的选取设计过程。给出了在两种数据库系统模型中,对B+树索引文件结构的优化设计:(1)在具有限量内存的数据库系统DBSLAM(DatabaseSystemswithLimitedAmountofMainMemory)模型中,只是缓存B+树中的部分结点;(2)具有极大数量内存的数据库系统DBSVLAM(DatabasesystemswithVeryLargeAmountofMainMemory)模型中,将缓存B+树中的所有结点。对于DBSLAM和DBSVLAM,分别建立了一个时间开销模型和一个时空开销模型,并以此作为系统优化的基础。 展开更多
关键词 B^+树 数据库系统 索引文件结构 优化设计
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DVBB:基于Dewey向量的B^+树索引结构连接算法 被引量:1
10
作者 张恩德 王国仁 +1 位作者 宁博 王斌 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2005年第11期94-98,共5页
为解决XML数据库中的结构关系查询问题,本文以Dewey向量为基础,提出了基于Dewey向量的B^+树(Dewey Vector Based B^+ Tree,简称为 DVBB)双栈结构连接算法。该算法利用了两个栈,PublicStack和 Privat-eStack,在这两个栈的基础上,利用DVB... 为解决XML数据库中的结构关系查询问题,本文以Dewey向量为基础,提出了基于Dewey向量的B^+树(Dewey Vector Based B^+ Tree,简称为 DVBB)双栈结构连接算法。该算法利用了两个栈,PublicStack和 Privat-eStack,在这两个栈的基础上,利用DVBB索引,能够最大限度地避免那些不能产生连接结果的元素参加连接运算。一系列的实验结果表明,基于DVBB的双栈结构连接算法,无论是对于有效的跳过“祖先”还是“后代”节点,都具有很高的性能。 展开更多
关键词 XML 结构连接 Dewey向量编码 B^+树索引 连接算法 索引结构 向量 B+树 XML数据库 Vector
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一种新的基于B^+树结构的XML元素的索引方法 被引量:3
11
作者 李卓伟 郭松涛 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第14期162-165,共4页
提出了一种用于搜索XML文档的新的索引方法即RIST。通过采用代码化的结构序列(SES)来表示XML文档和XML查询,得出查询XML数据等同于查找子序列匹配。RIST采用树结构作为查询的基本单元,从而避免了代价高昂的连接操作。另外,RIST还在XML... 提出了一种用于搜索XML文档的新的索引方法即RIST。通过采用代码化的结构序列(SES)来表示XML文档和XML查询,得出查询XML数据等同于查找子序列匹配。RIST采用树结构作为查询的基本单元,从而避免了代价高昂的连接操作。另外,RIST还在XML文档的内容和结构上提供了一个统一的索引,所以它的一个很明显的优势就是克服了仅仅根据内容或结构建立索引的弊端。实验表明RIST在支持结构查询上是一种高效的方法。 展开更多
关键词 RIST SES B^+树 XML索引
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全链接指针B^+树的研究 被引量:2
12
作者 陆志峰 陈新建 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2000年第1期37-40,共4页
在对比传统的B~+树的定义和操作算法的基础上,定义了一种更适合于物理索引文件结构设计的B~+树:FLP-B~+树。经过对数据的研究和分析表明,与一般 B~+树相比, FLP-B~+树具有更高的空间利用效率。同时,为 FLP-... 在对比传统的B~+树的定义和操作算法的基础上,定义了一种更适合于物理索引文件结构设计的B~+树:FLP-B~+树。经过对数据的研究和分析表明,与一般 B~+树相比, FLP-B~+树具有更高的空间利用效率。同时,为 FLP-B~+树索引文件设计了一种全链接的指针结构,以提高系统故障恢复的能力,以及在故障恢复期间保持等效的不中断服务的能力,亦即系统的有效性。 展开更多
关键词 B^+树 有效性 索引 容错 数据结构
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结合分段位图和B^+树的云数据索引机制研究 被引量:1
13
作者 贺智明 张慧云 毛伊敏 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2016年第12期3735-3738,共4页
针对位图索引数据存储空间大、检索效率低的问题,提出了一种结合分段位图和B^+树的云数据索引机制(BBI)。BBI在索引创建时按照一定的基数对元组数据进行分段,以段为单位建立位图索引,索引数据量的决定因子由属性值的取值范围转变为分段... 针对位图索引数据存储空间大、检索效率低的问题,提出了一种结合分段位图和B^+树的云数据索引机制(BBI)。BBI在索引创建时按照一定的基数对元组数据进行分段,以段为单位建立位图索引,索引数据量的决定因子由属性值的取值范围转变为分段数与基数的乘积,大大减少了索引数据量;同时,在每个数据节点上建立B^+树,避免了数据检索时对非结果数据的逐个遍历,从而显著提高了数据检索效率。实验结果表明,BBI索引是一种性能较优的云数据索引机制。 展开更多
关键词 云数据索引 分段位图索引 B+树 并行执行 索引排序
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一种新的基于B^+树结构索引的XML元素的连接算法 被引量:1
14
作者 郭松涛 朱征宇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第10期57-59,67,共4页
该文通过对传统的NumberingSchema进行改进,并结合B+树提出了一种新的索引———B+树结构索引。在B+树结构索引的基础上提出了一种有效的连接算法,该算法通过削减不参加连接的元素来实现快速、有效的连接。
关键词 B^+树结构索引 Numbering SCHEMA 连接算法 XML
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闪存环境下B^+树索引重访
15
作者 崔斌 吕雁飞 陈学轩 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第1期1-4,共4页
闪存容量的增大使在其上构建大型系统成为可能,如何构建闪存数据库也成为数据库的热点研究领域之一。索引结构是数据库中必不可少的结构之一,而B+树是最广泛使用的索引结构。这里对存储在闪存芯片模拟器及固态硬盘上的B+树性能进行了测... 闪存容量的增大使在其上构建大型系统成为可能,如何构建闪存数据库也成为数据库的热点研究领域之一。索引结构是数据库中必不可少的结构之一,而B+树是最广泛使用的索引结构。这里对存储在闪存芯片模拟器及固态硬盘上的B+树性能进行了测试及分析。首先介绍了闪存的IO特点,并测试了固态硬盘的基本IO特性。接着,对B+树的插入和查询效率进行了详细测试。测试发现节点大小、缓存大小以及数据值的分布方式都会对B+树的性能带来很大影响。例如由于闪存的读取速度不对称,闪存的更新和查询操作最优块大小相差较大。这些测试结果为更好地在闪存上使用B+树索引,并进一步设计出更适合闪存的索引提供了指导。 展开更多
关键词 闪存 B+树 性能测试 索引 数据库
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非易失内存的数据库索引结构综述
16
作者 蒋一赫 彭泽顺 +1 位作者 张岩峰 于戈 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第9期2291-2304,共14页
非易失存储(Non-Volatile Memory,NVM)结合了动态随机访问存储器(DRAM)的高速存取特性和硬盘驱动器(HDD)或固态硬盘(SSD)的数据持久性,为传统存储和内存架构带来了革命性的变化.本文对NVM索引技术进行了综述,重点分析了NVM的关键特性和... 非易失存储(Non-Volatile Memory,NVM)结合了动态随机访问存储器(DRAM)的高速存取特性和硬盘驱动器(HDD)或固态硬盘(SSD)的数据持久性,为传统存储和内存架构带来了革命性的变化.本文对NVM索引技术进行了综述,重点分析了NVM的关键特性和各种主流索引结构的研究进展.首先,介绍了NVM的基本概念、工作原理以及其在数据中心和高性能计算中的应用.接着,详细探讨了几种主要的NVM索引结构,包括基于哈希、B+-Tree和Radix-Tree的索引结构,以及几种基于NVM的学习型索引和混合索引,分析了它们的设计特点、操作机制和应用场景.此外,本文还介绍了用于测试NVM索引性能的benchmark工具PiBench,包括其设计原理、测试指标和实际应用效果.通过这些分析,本文希望为NVM相关领域的研究人员和技术开发者提供有价值的参考,推动NVM技术在实际应用中的发展和普及,最终实现更高效、更可靠的数据存储系统. 展开更多
关键词 非易失存储 索引结构 哈希索引 B+-tree Radix-tree 学习型索引 混合索引
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重定向内存资源B^+树索引文件缓冲区策略
17
作者 陆志峰 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第19期40-42,共3页
在作者研究的鉴定古陶瓷的专家系统(Expert System for Appraising Pottery and Porcelain,ESAPP)中,需要使用一个大型的数据库管理系统,如何合理而有效地使用内存资源,是进行系统设计时需要考虑的一个重要因素。在该系统中,设计了一种... 在作者研究的鉴定古陶瓷的专家系统(Expert System for Appraising Pottery and Porcelain,ESAPP)中,需要使用一个大型的数据库管理系统,如何合理而有效地使用内存资源,是进行系统设计时需要考虑的一个重要因素。在该系统中,设计了一种“可重定向内存资源的B+树索引文件缓冲区管理策略”,它把文件缓冲区中的内存页面定义为一种可以重定义的系统资源,极大地提高了系统的运行效率。 展开更多
关键词 页面 重定向 内存资源 B^+树索引文件 缓冲区
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基于区块链的跨行业数据溯源方法
18
作者 李文萃 王心妍 +3 位作者 陈佳宇 王培培 朱莹 王军义 《计算机应用》 北大核心 2025年第S1期137-143,共7页
随着大数据时代来临,各行各业存在着数据孤岛现象和数据被篡改的风险,无法保障跨行业数据溯源的完整性和可信性。针对上述问题,首先,设计一种新型的BT_Merkle树区块存储结构,提出基于“私有链+联盟链”的双链溯源算法,从而实现跨行业数... 随着大数据时代来临,各行各业存在着数据孤岛现象和数据被篡改的风险,无法保障跨行业数据溯源的完整性和可信性。针对上述问题,首先,设计一种新型的BT_Merkle树区块存储结构,提出基于“私有链+联盟链”的双链溯源算法,从而实现跨行业数据共享;其次,利用布隆过滤器和B+树分别为离散性和连续性属性建立索引,从而实现对不同属性关键字的溯源。通过实验证明,在保证数据不被篡改及不出域的前提下,与BMerkle树(Bloom filter and Merkle tree)相比,BT_Merkle树在联盟链和私有链上的溯源效率都更高,并能够快速查找交易记录,为跨行业数据的溯源提供了理论及实践依据。 展开更多
关键词 MERKLE树 双链溯源 属性索引 布隆过滤器 B+树
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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
19
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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Hash表与B^+树相结合的高效目录索引结构 被引量:7
20
作者 刘贤焯 王劲林 +2 位作者 朱明 邓峰 孙鹏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期105-111,共7页
针对目前文件系统目录结构在处理大量文件,尤其是单个大目录时文件创建、查找和删除速度较慢的问题,提出一种面向Web服务器存储系统的目录索引结构。该结构利用Hash函数对变长关键字的压缩特性和Hash表的O(1)查找复杂度进行文件名的快... 针对目前文件系统目录结构在处理大量文件,尤其是单个大目录时文件创建、查找和删除速度较慢的问题,提出一种面向Web服务器存储系统的目录索引结构。该结构利用Hash函数对变长关键字的压缩特性和Hash表的O(1)查找复杂度进行文件名的快速查找,并使用B+树高效索引目录的子索引节点。测试结果表明,该结构能够快速地处理大量文件,单个大文件夹下的文件查找速度相比Ext3提高了40%,文件创建、删除速度比Ext3和Reiserfs加快了73%。 展开更多
关键词 文件系统 目录索引 哈希表 B+树
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