[发明专利]一种实时数据库历史数据组织管理方式

权利要求书

1.一种实时数据库历史数据组织管理方式，其特征在于，该方法包括：

在进行历史数据的插入时，首先通过点目录缓冲区，找到指定测点的最晚数据页面，当定位到指定的页面之后，通过页面请求机制，找到文件页对应的缓冲区页面。写入历史数据。

在写入历史数据的过程当中，如果发生了数据叶满的情况，需要进行数据页面的分裂，如果相应的父节点发生了索引页满的情况，需要继续进行分裂，直到根节点为止。

历史数据写入过程中的缓冲区脏页会被脏页清理线程写回磁盘。

在进行历史数据查询时，依然要通过页面请求机制找到或者载入指定的缓冲区页面。无论是缓冲区页面的读还是写，都有可能发生缺页中断，以及页面状态的迁移。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一测点的索引都是基于一种改进的b+树，需要在测点目录缓冲区中记录一个测点对应b+树对应的最早数据页，最晚数据页，根页面。

通过最早数据页，用户可以快速找到某一测点的最早数据，然后通过数据页的链表，快速遍历测点所有的历史数据。而通过最晚数据页，在插入新的历史数据时，系统可以快速的定位新数据的插入位置，而省去查找插入位置的代价。由于一般情况下，用户的历史数据查询请求随机性很强，因此，必须在点目录中记录每一个改进b+树根节点，以便快速的定位所要查找的数据页面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的页面请求机制包括三个主要的阶段：第一阶段为历史缓冲区页面的查找阶段，通过给定的文件号和页号，经过散列函数的计算，系统可以快速的判断所请求的页面是否存在于历史缓冲区当中，如果存在，则返回缓冲区页面的地址，如果不存在，则进入页面请求机制的第二个阶段，缺页处理阶段。

在缺页处理阶段。系统需要为缺页的文件页面快速的找到一个新的缓冲区页面，以便载入磁盘当中的数据页，这一新的缓冲区页面应当是空闲的没有载入任何磁盘数据或者短时期内，其所代表的文件数据不会被再次访问到。要实现这一目的，就需要借助状态链表，

第三个阶段，是在请求的页面访问完成之后，页面的后续处理阶段。这一阶段须要分两种情况进行处理，一种是页面读请求后续处理，一种是页面写请求后续处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的页面请求方式具体为：

将给定的文件号和页号，组成一个长整型，散列函数为取余函数，通过散列函数，可以将代表指定页面的长整型，映射到某一地址之上，然后再通过链地址法，进行冲突的处理。通过这一方式可以快速的进行缓冲区页面信息的查找。

如果查找不到指定的页面信息，说明发生了缺页，需要转入缺页处理，缺页处理的结果是将一个新的代表页面信息的结构体插入到对应的散列地址上，插入的过程与查找类似。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，缺页处理的过程为，一旦在散列表中找不到指定的页信息，就需要对状态链表进行逐个扫描，然后从中选择一个合适的缓冲区页面作为重新载入磁盘数据的对象。扫描的先后顺序依次为：

IDLE＞C_IL-＞C_II-＞D_II＞D_IL-＞D_AL

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，状态链表的作用是：按照页面的种类，数据一致性，以及活跃度，对缓冲区中的页面进行合理的划分，从而方便缺页处理，脏页清理任务准确判断页面的的状态，高效的利用每一个缓冲区页面。系统中存在的状态链表有：

(1)空闲链表(简称为STATE_IDLE)

(2)不活跃叶节点链表(干净)(简称为STATE_C_IL)

(3)不活跃叶节点链表(脏)(简称为STATE_D_IL)

(4)活跃叶节点链表(脏)(简称为STATE_D_AL)

(5)活跃内部节点链表(脏)(简称为STATE_D_AI)

(6)不活跃内部节点链表(干净)(简称为STATE_C_II)

(7)不活跃内部节点链表(脏)(简称为STATE_D_II)