自治數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的理論與方法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，其數(shù)據(jù)存儲規(guī)模越來越龐大，管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也變得越來越昂貴和繁瑣。自治數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠自動、主動地對自身進(jìn)行管理，降低了人為數(shù)據(jù)庫管理的復(fù)雜度，從而降低人力成本和系統(tǒng)故障時帶來的額外成本。因此，數(shù)據(jù)庫自治技術(shù)對于提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在關(guān)鍵應(yīng)用中的應(yīng)用能力，降低數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總體擁有成本，減少硬件、軟件的投資浪費等都具有非常重要的意義。本文主要研究自治數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的各種理論、技術(shù)及其實現(xiàn)。

2、本文首先全面介紹了自治計算和自治數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的一系列相關(guān)技術(shù)，并分析了這些領(lǐng)域主要的研究內(nèi)容、研究方法和部分商用系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，同時指出了已有技術(shù)的缺點和不足，從而引出了本文的研究。 通過對數(shù)據(jù)庫的“人為”管理行為的分析和模式提取，本文給出了數(shù)據(jù)庫管理的相關(guān)概念，并提出了一個用于解決數(shù)據(jù)庫自治問題的通用元結(jié)構(gòu)——可管理自治數(shù)據(jù)庫元素(ManageableAutonomicDatabaseElement，MADE)，該元素分為六個組

3、件和一個自治知識庫，可以用來描述任何數(shù)據(jù)庫自治功能。本文應(yīng)用MADE重點研究了物理數(shù)據(jù)庫自動設(shè)計，自適應(yīng)數(shù)據(jù)庫安全管理，以及自適應(yīng)并行數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡等三類數(shù)據(jù)庫自治功能。 本文研究了集成B+樹索引、垂直分區(qū)和屬性壓縮等三類物理數(shù)據(jù)庫特征的自動設(shè)計技術(shù)。在對該問題進(jìn)行形式化定義的基礎(chǔ)上，提出了用于解決該問題的可管理自治數(shù)據(jù)庫元素——PD-MADE。著重研究了該框架中，基于“類似”SQL語句分類和“類似”事務(wù)聚類的工作負(fù)載分析技術(shù)、

4、基于規(guī)則的物理特征生成技術(shù)、配置占用空間和工作負(fù)載代價估計技術(shù)以及基于貪婪算法和群進(jìn)化算法的最優(yōu)配置搜索技術(shù)等四類關(guān)鍵技術(shù)。 針對自適應(yīng)數(shù)據(jù)庫安全管理，本文定義了動態(tài)、靜態(tài)安全威脅以及安全策略等概念，并認(rèn)為任何安全策略都具有兩面性，在解決部分安全威脅的同時，將增加其他某些安全威脅發(fā)生的可能性和嚴(yán)重性。據(jù)此，定義了自適應(yīng)數(shù)據(jù)庫安全管理問題，并應(yīng)用可管理自治數(shù)據(jù)庫元素SM-MADE來解決此問題。研究了SM-MADE中的入侵檢測、安全

5、策略選擇和安全策略等問題，并重點研究了基于事務(wù)特征抽取和事務(wù)向量分類的數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)。 本文提出了一個自治并行數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)，基于該體系結(jié)構(gòu)研究了并行數(shù)據(jù)庫的兩類自適應(yīng)負(fù)載均衡問題，包括數(shù)據(jù)遷移問題和并行連接問題。給出了可管理自治數(shù)據(jù)庫元素LB-MADE以解決以上兩類問題，并研究了數(shù)據(jù)遷移和并行連接中的節(jié)點選擇和執(zhí)行技術(shù)。 在以上研究的基礎(chǔ)上，本文研究并實現(xiàn)了包括OSCAR理設(shè)計推薦器、OSCAR數(shù)據(jù)庫入侵檢測原型