[发明专利]在数据库中存储元素的方法

说明书

本发明涉及在数据库中存储元素和寻找这样存储的元素的方法。借助数学函数，诸如散列函数，计算为打算在数据库中存储数据元素而对存储器空间的引用，其中函数输入数据包含属于该元素的外部键字，其中用该数学函数得到的结果指向数据库中所述元素的内部位置。本发明还基于分割函数结果为几个不同部分。

很早就已知借助不同的数据结构在数据库中存储数据。这些结构例如对于所用存储器空间和执行快速搜索的可能性而言提供不同的优点。

一种已知的结构是基于所谓的散列函数，它能够计算在数据库中一个表内的元素的随机分布。

一个元素可包含数据库内的一个内部地址。该元素连接到一个外部键字，例如电话号码。当在表中输入一个新的电话号码时，借助散列函数计算该电话号码的内部地址将放置在哪一个元素内。

散列函数的目的是在表内随机分布地址，使得这些地址在其内均匀地分布。于是，当搜索一特定地址时，使用同一散列函数寻找正确的元素。

当在一个键字使用散列函数时得到一个散列值，它包含一个数据字，该数据字通常包括32位。

在这一方面使用的一类算法是线性散列法(LH)，这里，从该函数得到的数据字除别的外，包括所谓的LH位。简单说，得到的LH位可以指向数据库中的一页，或者指向寄存器中的一个位置，此时所述位置指向一页，而要寻找的元素位于该页上的某个地方。

已知分两个阶段执行散列，以便更有效地搜索一个元素。得到的数据字在这两个阶段分成两个位组。

第一位组例如指向一个矢量中的一个索引，而该索引可以指向一个新矢量。第二位组指向该新矢量内的一个索引，其中该新索引例如指向在元素链接表内的第一元素。这样被寻找的元素在该元素链接表内的某个地方找到。

这种链接表可以有相互不同的长度。内部地址位于每一元素内。各种链接物理上放置在存储器内完全不同的位置上，但是借助指针链接在一起。

这样，当搜索某一元素时，得到元素链接表的一个头标。如果要寻找的内部地址未在第一元素找到，则搜索向该链接表内的下一元素继续。由于在该链接表内的下一元素物理上位于存储器内另外某个地方，因此通常需要进行另外的存储器访问以便拾取该下一元素。第一次拾取错误元素是所谓的超高速缓冲存储器不命中。

这样，取决于表的长度，搜索某个特定元素的人可能经历几次超高速缓冲存储器不命中，这是非常昂贵的过程。在下一代处理器中，一次超高速缓冲存储器不命中在时间上将相应于数百条指令。

因此，希望使超高速缓冲存储器不命中数目减到最少。一个理想的情况是存储器被第一次访问时就可以找到寻找的元素。

根据上述，还知道允许散列值指向寄存器内一个位置，或指向一个矢量，此时在该位置的值进一步指向数据库，使得能够在数据库中进行动态改变，从而能够使一个元素例如在不同的页之间移动，而随后改变该元素寄存器中的值，不需要给该元素指定新散列值。

还已知分布式数据库包括形成一个公共数据库中的一个公共系统的多个节点。分布式数据库中的信息分布在它包括的不同节点上。

一个节点可以包括数据库的一个或多个部分的基本复制和该数据库的一个或多个其它部分的辅助复制。基本复制连同相关的辅助复制通常称为段。

考虑下面的出版物提供本特定领域已知技术的一个综合的画面：

W.Litwin所著″线性散列法：用于文件和表寻址的新工具″，从M.Stonebraker编辑的数据库系统读本中的VLDB-80重印，第二版，Morgan Kaufman  出版社，1994年。

W.Litwin，M.-A.Neimat，D.A.Schneider等人的″LH*-用于分布文件的线性散列法″，ACM SIGMOD关于数据管理的国际会议，1993年。

W.Litwin，M.-A.Neimat合著″带镜像的高可用性LH*模式″。

J.S.Karlsson，W.Litwin，T.Risch合著″LH*LH：用于交换的微计算机的可缩放高性能数据结构″关于扩展数据库技术的第5届国际会议″(EDBT 96年)。

P.-A.Larsson所著″动态散列表″，ACM通信，1988年4月。

M.Pettersson所著″主存储器线性散列法-Larson算法的某种加强″，瑞典Linkoeping大学，1993年3月。