發(fā)布時(shí)間：2020-10-14 13:32

　　 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)作為重要的基礎(chǔ)軟件,廣泛應(yīng)用于金融、通訊、電商等領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用中。近年來(lái),互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展催生了大量的新型應(yīng)用,同時(shí)傳統(tǒng)應(yīng)用也在快速演變。在新應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展。本世紀(jì)初興起了No SQL數(shù)據(jù)庫(kù),如今New SQL數(shù)據(jù)庫(kù)扮演著越來(lái)越重要的角色,目前知名的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已超過(guò)300個(gè)。此外,伴隨著新硬件的發(fā)展,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了更多的選擇,系統(tǒng)架構(gòu)也在不斷地重構(gòu)。持續(xù)涌現(xiàn)的新應(yīng)用、快速迭代的新系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能評(píng)測(cè)與質(zhì)量管理帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。一直以來(lái),評(píng)測(cè)基準(zhǔn)是衡量數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能的一把尺子,引導(dǎo)著數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展方向。但評(píng)測(cè)基準(zhǔn)是對(duì)一類(lèi)應(yīng)用負(fù)載的抽象,服務(wù)于通用性的性能評(píng)測(cè)。對(duì)于一個(gè)特定應(yīng)用,尤其是一個(gè)新型應(yīng)用,由于評(píng)測(cè)基準(zhǔn)的負(fù)載與實(shí)際應(yīng)用可能差異巨大,因此其評(píng)測(cè)結(jié)果或許不具有指導(dǎo)意義。傳統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試負(fù)載生成技術(shù),由于生成數(shù)據(jù)和生成負(fù)載的應(yīng)用弱相關(guān)性,基于其得到的評(píng)測(cè)結(jié)果對(duì)于特定應(yīng)用來(lái)說(shuō)可能不具有參考價(jià)值。同時(shí),對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的質(zhì)量管理來(lái)說(shuō),評(píng)測(cè)基準(zhǔn)負(fù)載是相對(duì)有限的,而當(dāng)前測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試負(fù)載的生成技術(shù)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模事務(wù)負(fù)載的自動(dòng)化生成,因此數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)于事務(wù)型負(fù)載,尤其是高壓、高沖突的事務(wù)型負(fù)載,難以得到充分評(píng)測(cè)。針對(duì)上述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能評(píng)測(cè)和質(zhì)量管理問(wèn)題,本文實(shí)現(xiàn)了新型的面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)性能評(píng)測(cè)技術(shù)和大規(guī)模事務(wù)負(fù)載的自動(dòng)化評(píng)測(cè)技術(shù)。本文的主要貢獻(xiàn)總結(jié)如下:1.面向分析型應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)性能評(píng)測(cè)技術(shù)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Touchstone系統(tǒng),以支持負(fù)載感知的測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)生成和查詢(xún)實(shí)例化。在Touchstone系統(tǒng)中,提出了一種新型的查詢(xún)實(shí)例化機(jī)制,基于屬性值的數(shù)據(jù)分布,利用二分搜索和隨機(jī)采樣算法快速定位符合基數(shù)約束的查詢(xún)參數(shù)值。為實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)的并行生成,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)約束鏈和連接信息表來(lái)解耦屬性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。為降低內(nèi)存消耗,該系統(tǒng)提出了一種高效的連接信息表壓縮算法,在不影響生成數(shù)據(jù)質(zhì)量的情況下保證了內(nèi)存消耗的可控性。2.面向事務(wù)型應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)性能評(píng)測(cè)技術(shù)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Lauca系統(tǒng),以支持面向事務(wù)型應(yīng)用的模擬負(fù)載生成。在Lauca系統(tǒng)中,首次給出了事務(wù)型模擬負(fù)載生成中需要關(guān)注的關(guān)鍵負(fù)載特征。Lauca提出了利用事務(wù)結(jié)構(gòu)信息和參數(shù)依賴(lài)信息來(lái)定義事務(wù)邏輯,以刻畫(huà)應(yīng)用負(fù)載中潛在的業(yè)務(wù)邏輯。為捕獲目標(biāo)負(fù)載數(shù)據(jù)訪問(wèn)分布中的傾斜性、動(dòng)態(tài)性和連續(xù)性,該系統(tǒng)相應(yīng)提出了傾斜數(shù)據(jù)訪問(wèn)分布、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)訪問(wèn)分布和連續(xù)數(shù)據(jù)訪問(wèn)分布。最后,Lauca在架構(gòu)設(shè)計(jì)上保證了對(duì)生產(chǎn)環(huán)境中數(shù)據(jù)隱私的保護(hù)。3.大規(guī)模事務(wù)負(fù)載生成與執(zhí)行正確性驗(yàn)證技術(shù)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Thor系統(tǒng),以支持大規(guī)模事務(wù)負(fù)載測(cè)試案例的生成與執(zhí)行正確性的驗(yàn)證。為生成全面且可控的隨機(jī)事務(wù)負(fù)載,Thor抽象了一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)操作,通過(guò)在指定空間隨機(jī)組合,生成大規(guī)模事務(wù)負(fù)載。為實(shí)現(xiàn)高壓、高沖突事務(wù)負(fù)載下數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性驗(yàn)證,該系統(tǒng)提出了基于事務(wù)執(zhí)行歷史的異象和異常檢測(cè)算法以及讀結(jié)果集正確性驗(yàn)證算法,高效實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)隔離級(jí)別的正確性驗(yàn)證。此外,Thor的系統(tǒng)設(shè)計(jì)保證了在海量事務(wù)執(zhí)行歷史下驗(yàn)證過(guò)程的低內(nèi)存消耗。綜上所述,本文針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)與質(zhì)量管理中存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Touchstone、Lauca和Thor三個(gè)系統(tǒng)。首先,為解決面向分析型應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)性能評(píng)測(cè)問(wèn)題,Touchstone系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效的查詢(xún)實(shí)例化和完全并行的測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)生成;其次,為解決面向事務(wù)型應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)性能評(píng)測(cè)問(wèn)題,Lauca系統(tǒng)能夠生成與實(shí)際應(yīng)用負(fù)載高度相似的模擬事務(wù)負(fù)載;最后,為解決數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)針對(duì)事務(wù)型負(fù)載測(cè)試不充分的問(wèn)題,Thor系統(tǒng)支持大規(guī)模事務(wù)負(fù)載的自動(dòng)化生成,并可對(duì)高壓、高沖突事務(wù)負(fù)載下數(shù)據(jù)庫(kù)的隔離級(jí)別進(jìn)行正確性驗(yàn)證。本文通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了各個(gè)系統(tǒng)的有效性。未來(lái)的工作包括:進(jìn)一步完善三個(gè)系統(tǒng)的外圍工具,并進(jìn)行開(kāi)源和推廣使用,其中Touchstone和Lauca系統(tǒng)已被引入Ti DB的質(zhì)量管理體系;構(gòu)建海量的測(cè)試案例庫(kù)以支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的自動(dòng)化評(píng)測(cè)。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TP311.13
【部分圖文】：

圖 1.1：研究背景與關(guān)鍵問(wèn)題概覽相對(duì)有限的，因此數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)于事務(wù)型負(fù)載的測(cè)試是不充分的，尤其是針對(duì)高并發(fā)、高沖突的事務(wù)負(fù)載。事務(wù)負(fù)載的隨機(jī)生成技術(shù)以及高壓、高沖突事務(wù)負(fù)載下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的正確性驗(yàn)證是數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量管理體系的重要一環(huán)。

圖 1.2：本文的組織結(jié)構(gòu)，本章給出了查詢(xún)實(shí)例化算法，并分別針對(duì)不同類(lèi)型基數(shù)約束進(jìn)行詳細(xì)，本章提出了新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)約束鏈和連接信息表來(lái)實(shí)現(xiàn)并行的測(cè)試數(shù)后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了 Touchstone 可以實(shí)現(xiàn)高效的查詢(xún)實(shí)例化和完全

圖 2.1：數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的測(cè)試流程圖 2.1 展示了數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的測(cè)試流程。當(dāng)功能模塊開(kāi)發(fā)完成后，我先需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行回歸測(cè)試，以檢測(cè)該模塊的添加有無(wú)影響之前的系統(tǒng)。同時(shí)，我們針對(duì)提交的模塊進(jìn)行功能測(cè)試，并實(shí)現(xiàn)新增功能的全面覆蓋。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姚建華;徐雯麗;蔣舒仰;胡靜;李佳;王宇飛;李靖靖;;第二講 化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)策略[J];上�；�;2019年04期

2 劉昶;吳璽;李永樹(shù);郭加偉;;城鎮(zhèn)近郊區(qū)數(shù)字村莊數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];測(cè)繪與空間地理信息;2018年03期

3 張子陽(yáng);呂晨曦;曾志高;;基于工程教育認(rèn)證的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)教學(xué)改革探討[J];課程教育研究;2017年09期

4 李紅飛;;對(duì)Access開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究[J];課程教育研究;2017年36期

5 劉芳;彭程遠(yuǎn);張超;邵節(jié);劉微;;數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室知識(shí)管理中的應(yīng)用[J];航天工業(yè)管理;2017年04期

6 唐恒武;;數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全防護(hù)[J];金融電子化;2017年01期

7 李葉;;國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在電力行業(yè)的前景分析[J];信息與電腦(理論版);2016年15期

8 陳智;梁娟;謝兵;陳云;;基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的《大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)》課程改革探討[J];考試周刊;2016年A0期

9 徐雷;;實(shí)訓(xùn)用ATS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究[J];現(xiàn)代職業(yè)教育;2017年12期

10 周沛文;;數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在信息管理中的應(yīng)用[J];中國(guó)商貿(mào);2013年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李宇明;數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)與質(zhì)量管理[D];華東師范大學(xué);2019年

2 胡天磊;自治數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的理論與方法研究[D];浙江大學(xué);2006年

3 崔賓閣;安全數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)隱通道分析及相關(guān)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

4 相克俊;混合推理高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];山東大學(xué);2007年

5 解季萍;基于Web的稀土化合物數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)[D];昆明理工大學(xué);2007年

6 陳沖;超細(xì)群核數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

7 盧科;閃存數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)管理及可裁剪性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

8 于洋;肝癌中醫(yī)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2009年

9 王立;分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢(xún)處理與優(yōu)化[D];華東師范大學(xué);2015年

10 陳建英;基于數(shù)字有機(jī)體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的搜索定位研究[D];電子科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃建偉;可擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性約束的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化[D];華東師范大學(xué);2019年

2 臧傳龍;成分、組織對(duì)模具鋼激光仿生熔凝處理的響應(yīng)及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];吉林大學(xué);2019年

3 尹暉;典型機(jī)床關(guān)鍵零部件切削磨削比能能效建模及其數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)研發(fā)[D];湖南科技大學(xué);2018年

4 孫曉芳;一種基于內(nèi)容關(guān)聯(lián)密鑰技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)加密方法研究[D];華中科技大學(xué);2017年

5 林恩華;基于云計(jì)算的財(cái)經(jīng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)升級(jí)方案設(shè)計(jì)[D];福州大學(xué);2017年

6 向強(qiáng);整車(chē)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院;2018年

7 付杭;面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];太原科技大學(xué);2016年

8 寧淑華;CNKI全文數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用分析與改進(jìn)策略[D];吉林大學(xué);2008年

9 邢永剛;飛行器氣動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

10 SOMSACK SENGSOUK（宋賽）;瑯勃拉邦省衛(wèi)生部食品藥品部門(mén)檢查數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[D];昆明理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2840729