快閃記憶體資料庫技術研究

《快閃記憶體資料庫技術研究》是依託中國人民大學，由孟小峰擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：快閃記憶體資料庫技術研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：孟小峰
• 依託單位：中國人民大學

項目摘要

隨著電子技術的發展，快閃記憶體作為新型存儲介質被廣泛套用於移動通信、工業控制、航空航天、筆記本電腦等嵌入式系統和攜帶型設備上。伴隨著快閃記憶體容量的快速增長，快閃記憶體上的數據管理問題已成為新的挑戰性問題。從資料庫技術的角度研究快閃記憶體數據管理，構建新型的快閃記憶體資料庫系統，對於促進快閃記憶體數據管理理論與快閃記憶體套用的進一步發展具有重要的理論意義和實用價值。本課題從快閃記憶體的器件特性入手，針對快閃記憶體套用的數據存取特點和現有資料庫技術在快閃記憶體數據管理上的缺陷，從系統性和通用性角度研究快閃記憶體資料庫的基本理論和設計方法，重點突破快閃記憶體資料庫的體系結構、存儲管理、查詢處理、索引等關鍵問題，建立全新的快閃記憶體資料庫系統理論和方法體系。課題從DBMS角度闡明快閃記憶體數據管理的特性，從高性能、高可用性、可剪裁性等方面構建快閃記憶體資料庫的理論框架，為快閃記憶體資料庫的進一步研究與套用提供理論方法和技術支撐，為資料庫理論和技術的發展提供新思路。

結題摘要

隨著電子技術的發展，快閃記憶體已經被廣泛套用於嵌入式系統、航空航天、消費電子等領域。基於快閃記憶體的固態硬碟(Solid State Driver, SSD)也逐漸被套用到個人計算機、伺服器和大型數據管理中心。作為一種新型的存儲介質，快閃記憶體表現出與磁碟截然不同的存儲特性，這使得基於快閃記憶體的數據管理問題成為新的挑戰。從資料庫技術的角度研究快閃記憶體數據管理，構建新型的快閃記憶體資料庫系統，對於促進快閃記憶體數據管理理論與快閃記憶體套用的進一步發展具有重要的理論意義和實用價值。本項目從快閃記憶體的器件特性入手，針對快閃記憶體套用的數據存取特點和現有資料庫技術在快閃記憶體數據管理上的缺陷，從系統性和通用性角度對快閃記憶體資料庫的基本理論和設計方法進行了深入研究。在快閃記憶體資料庫系統方面，提出了讀寫代價敏感的緩衝區置換策略，設計實現了多個高效快閃記憶體資料庫索引管理方法，基於快閃記憶體高速隨機讀性能對已有資料庫連線算法進行了最佳化，利用快閃記憶體異位更新特性實現了新的基於影子頁和日誌的事務恢復技術，採用隨機寫序列最佳化的方法改進現有快閃記憶體存儲管理及快閃記憶體轉換層機制，多項成果發表於TOC、TKDE和ICDE等國際頂級期刊和會議。在混合存儲資料庫系統方面，對能耗、系統性價比、數據分類策略、遷移代價模型等問題做了系統研究，開發了以SSD為多級快取的高吞吐KV資料庫系統，提出了一種時間敏感的SSD和HDD高效混合存儲模型。在快閃記憶體實驗平台設計方面，搭建了一個支持多種資料庫的通用測試平台，開發了一個可配置的模擬仿真平台，設計了一個用於驗證底層FTL算法和快閃記憶體晶片並行性能的開發板。本項目在IEEE Transactions等國內外重要期刊發表論文44篇，在本領域重要的國際會議ICDE、SIGIR、EDBT、MDM等發表論文51篇。獲國家發明專利授權 4 項，國家發明專利申請受理 5 項，軟體著作權4項，榮獲北京科學技術獎二等獎一次，舉辦3次國際快閃記憶體資料庫專題研討會，並多次擔任本領域重要國際學術會議的主席等。