数据库机范例(数据库)

时间：2022-11-16 22:30:01 | 来源：信息时代

时间：2022-11-16 22:30:01 来源：信息时代

    数据库机范例 : 典型的试验性数据库样机或某些数据库机产品。多年来数据库机的研发与数据库(软件)技术一直在并行地发展着。在关系数据库大量普及和应用的同时,在数据库机的研究领域,已先后涌现出多种数据库机的设计方案、试验样机,乃至商品化的产品。列举如下:
1.试验性数据库机样机
(1) CASSM(context addressed segment sequential memory):世界上第一台数据库机,称为上下文寻址分段顺序存储器,是美国佛罗里达大学苏耀威(Y.W.Su)等在20世纪70年代前期提出的一种多磁道、多处理单元并行工作的数据库机方案。CASSM是一个多元逻辑系统,它采用多元结构(cellular structure),含有造价低廉的大型存储器。每个处理单元皆由一个处理器和一个随机存取存储器组成。整个数据库存储在固定磁盘上并在多元逻辑上被处理,其存取方式灵活,磁盘空间可有效利用。CASSM可用于支持层次、网状、关系三种不同模式的数据库。
(2) RAP(relational associative processor): 加拿大多伦多大学的Ozkarahan,Schuster,Smith等人,在20世纪70年代中期提出一种直接把数据的处理与磁头沿磁道(track)读写过程结合起来的数据库机方案,可同时从若干磁道读出纪录,同时由相应的单元处理器CP(Cell Processor)对读出数据进行处理。被选中的纪录或字段经处理后,再经接口处理器传送给主机系统,或者写回原磁道。
(3) DIRECT: 美国威斯康星大学D.J.DeWitt在20世纪70年代后期设计的一个数据库机实验系统,是一种支持关系数据模型的数据库机。该系统采取了共享存储的多指令流、多数据流(MIMD)的多机系统结构。系统采用后援计算机方案,即将通用计算机用来作数据库处理。后端控制器负责询问处理机的控制和存储器管理,并按控制器对所分配的页面进行关系代数运算。
(4) DBC/MDBS: 美国俄亥俄州立大学D. K.Hsiao等在美国海军协助下研制的一种数据库机。该系统由数据回路和结构回路组成。两个回路的结合处是数据库命令和控制处理机DBCCP,同时也是与主处理机的接口。数据回路中包括海量存储器MM和安全性筛选器SFP。结构回路中包括结构存储器信息处理机SMIP、结构存储器SM、关键字转换部件KXU和索引翻译部件IXU,这些功能很强的专门部件按流水线作业,并行化程度很高。DBC的查询执行时间,要比用普通软件实现的DBMS的效率高很多。后来,D.K.Hsiao等在20世纪70年代后期又提出了一种面向属性/数据项的数据库机设计方案。
(5) RDBM(relational database machine): 德国Braunschweig技术大学在20世纪80年代初期研制的一种采用多处理机的数据库机,又称为Braunschweig查找处理机,主要设计目标是: 提高对关系型数据库检索、跨关系操作(如join,aggregation等)的效率,同时保证并发事务执行的一致性。该数据库机包括三个部件: ①数据库存储器;②查找部件,包括一个控制模块和数据管理模块,14个具有处理布尔表达式或询问能力的查找模块和一个匹配字产生器; ③一台控制处理机,用来作查找处理机与主计算机的接口,它控制查找部件和数据库存储器的工作。
(6) RDBC(relational database computer):我国学者童頫与美国马里兰大学姚诗斌合作研究的一种数据库机的设计方案。主要是在一种通用计算机系统的总线上,针对关系型数据库系统中最常用又费时的数据库操作而设计了一个专用处理器——数据过滤器(data filter,DF)和连接处理器(join processor,JP)。RDBC的总体框图如图1所示。DF采用由多处理器组成的多条流水线结构; JP采用二维处理器阵列结构,可实现对取自两个关系的各元组(记录)进行并行操作。

图1 RDBC总体框图

(7) SABRE: 法国国家自动化研究所INRIA在G.Gardarin领导下开展的一项数据库机研究计划,始于20世纪80年代初期。随后,研制了多个版本的实验样机。主要设计思想是: 采取多虚拟处理机(virtual processors)技术,构成一种易移植、可扩充的通用关系型数据库机。在该系统中采用了一种新的存取方法,它可在多属性散列(multi-attribute hashing)和线性增长目录的基础上,进行多属性群集(操作)。采用此法,可在相同硬件的配置下,提高多处理机散列连接算法的运算速度与效率。该系统相应的硬件结构为SABRE3,其系统软件包括分析查询接口机IM、分析查询断言机ASSM和执行关系代数运算的代数机等三个部分。
(8) GAMMA:美国威斯康星大学研制的一个数据流数据库机实验系统,它将多台计算机通过一个令牌环连接在一起。主机系统采用一种扩展QUEL查询语言GDL,可为用户提供以下四种对关系元组的分割(分布)操作: 轮流(round robin)法、散列法、基于值定位的范围分割法及基于均匀分布的范围分割法。
(9) GRACE: 日本东京大学研制的一种具有并行关系的多处理器数据库机,系统采用散列和分类方法进行查询处理,具有相同散列值的元组形成一簇。连接只在同簇元组间进行,这种数据库机可大大降低连接操作的复杂性。该校喜连川优(Masaru Kitsuregawa)教授在其专著Data Base Machine &Knowledge Base Machine中称,这种数据库机能显著提高关系连接、投影操作的效率,同时在该数据库机的设计方案中采取了多个存储模块支持下的多处理器流水线体系结构。在每个处理器中包含了专用于执行排序操作的设施,还有与磁盘读写头直接联系的数据过滤器(data filter)。
2.商品化数据库机产品示例
(1) IDM500数据库机:美国Britton Lee公司研制并首次将其推向市场的智能数据库机(intelligent database machine),其产品型号为IDM500/BL8000,它采用硬件数据库处理器,比常规数据库系统具有更多更强的功能,且其数据处理速度比常规数据库系统要快10倍以上。IDM智能数据库机实际上是一个混合系统,它由一台后端机和一些任选的“联想磁盘”硬件组成。后端机可与智能终端一起,作为单独的数据管理系统。智能数据库机提供了数据动态定义、高度非过程操纵、并发控制、快速存取与修改、数据崩溃恢复等多种功能,可保证数据的独立性、一致性和安全性等。IDM智能数据库机用于事务作业处理速率可达20～30个/秒,可供联机数据达320亿字节数。IDM-500/BL8000具有独特的操作系统,以支持当时Ingres数据库管理系统的运行和I/O控制、存储管理等功能。还可任选与PDP-11/VAX系列计算机(配备UNIX或VMS操作系统)或IBM-PC,或带VM操作系统的3XXX和43XX系列计算机相适应的软、硬件接口。
(2) iDBP 86/440: 美国Intel公司于1982年发布一种建立在8086微处理器基础之上的数据库处理器,专用于文件系统或数据库管理。可以作为OEM部件构成能支持单个或多个主机系统的后端机,或对计算机网络提供数据库服务。
(3) TeradataDBC/1012: 美国Teradata公司于1984年推出的一种由多个专用处理器组成的数据库Ⅰ型机,主要是用作IBM-370或其他主机系统的后端机。以后又相继推出了采用Intel-80286的Ⅱ型机和采用Intel-80386的Ⅲ-型机(1988年)。