能耗有效的數(shù)據(jù)庫查詢處理技術(shù)研究.pdf

1、綠色計算旨在研究面向可持續(xù)發(fā)展的低成本、低能耗的新型計算機系統(tǒng)、模型和應(yīng)用。近年來，低碳、節(jié)能、環(huán)保等理念日益受到國家和社會的關(guān)注，也促使人們開始關(guān)注計算機系統(tǒng)的能耗問題。如何使計算機系統(tǒng)在滿足性能需求的前提下盡量地節(jié)約能耗，即如何提高計算機系統(tǒng)的能耗有效性，已經(jīng)成為一個新的研究熱點。
　　本文針對能耗有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行了相關(guān)研究。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的能耗有效性旨在使用更少的電能來提供相同的服務(wù)，例如:處理的事務(wù)數(shù)量、響應(yīng)的I/O請求

2、數(shù)量等等。能耗有效性越高，說明數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以用更少的能耗就能夠響應(yīng)同樣數(shù)量的操作，換句話說，可以用更少的能耗達到同樣的性能。為了構(gòu)建能耗有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，本文著重想回答兩個問題:
　　1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中哪些部件是影響能耗的主要因素？在性能方面，已經(jīng)知道I/O代價是影響數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的主要因素。但對于能耗指標，還沒有一個明確的答案。本文圍繞這一問題，設(shè)計和搭建了一個能耗基準測試平臺，通過實驗從多角度對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的能耗和性能進行了測試，

3、包括不同類型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)執(zhí)行的性能和能耗結(jié)果、不同類型負載在不同系統(tǒng)配置下執(zhí)行的性能和能耗結(jié)果，明確了提升數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能耗有效性的關(guān)鍵所在。
　　2、數(shù)據(jù)庫查詢處理過程如何能夠更好地體現(xiàn)能耗有效性？查詢處理器是現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中決定性能的關(guān)鍵部件，但現(xiàn)有的設(shè)計只考慮了時間性能，沒有顧及能耗。所以，本論文圍繞這一問題，研究了如何在查詢處理器中加入能耗代價，實現(xiàn)能耗有效的查詢優(yōu)化技術(shù)。
　　具體而言，本文的主要貢獻包括:
　

4、　(1)設(shè)計并實現(xiàn)了一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能耗有效性基準測試平臺，并對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的能耗和性能進行了測試。已有研究中使用的能耗測試方法，大多是采用萬用表測量或者軟件模擬的方式，只能實現(xiàn)粗粒度的系統(tǒng)級能耗測試，無法實時地反映數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在響應(yīng)查詢時各個部件所花費的能耗和性能細節(jié)。本文設(shè)計的測試平臺能夠較好地解決這些問題，并且可以實現(xiàn)測試自動化。通過大量的實驗，對不同軟件、硬件和參數(shù)設(shè)置下數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的能耗有效性進行了測試和分析，為設(shè)計能耗有效的算法奠定