[发明专利]时序图的图数据管理方法及其装置

说明书

提供了时序图的图数据管理方法和装置，图由顶点和边组成。图数据管理方法包括：获得时序图的事件数据；以及以二维空间‑时间数据块C＝(Vc,Tc)形式组织时序图的数据并存储在存储设备上，一个维度是时间维度，另一个维度是顶点维度，数据块C＝(Vc,Tc)保存一个时间区间[s_c,t_c]中与顶点集合Vc相关的数据,所述数据块C＝(Vc,Tc)逻辑上包括与顶点集合Vc相关的、在时刻s_c处图的快照以及在时间区间[s_c,t_c]内发生事件的日志，其中Vc是顶点集合，Tc指示时间区间，Tc＝[s_c,t_c]，s_c表示该时间区间的起始时刻，t_c表示该时间区间的结束时刻。根据本发明实施例的时序图的图数据管理方法和图数据管理装置，以二维空间‑时间数据块形式组织时序图，适合于高效地存储和查询时序图数据。

技术领域

本发明总体地涉及图的数据管理技术，更具体地涉及时序图的图数据的组织、存储、更新和查询技术。

背景技术

图是一种由顶点的集合和顶点之间的关联关系即边的集合共同形成的数据结构。图也可以视为一种网络。现实生活中的许多问题，例如，社交网络中用户之间的关系、万维网中网页之间的关系、用户-项目矩阵(user-item matrix)、道路网络、语义网络等，都可以转化为图计算问题。

这些图会随着时间不断演化，它们的变化规律是非常值得研究的问题。本文中将随时间变化的图，称为时序图(temporary graph)。时序图分析研究时序图在一系列时间点上的快照，有的需要在这些快照上做全局迭代式计算，有的需要访问一些特定的顶点和边，以及它们的附属数据。典型的研究工作包括分析Web页面重要程度的变化过程、探索用户活动对他们在社交网络中的关系的影响，以及观察社交网络的图直径的变化等。时序图分析能够发现图在演化过程中体现出来的性质，增强了静态图分析的功能，正在成为图分析的重要手段。

为了支持图分析工作的开展，从系统层面需要有图数据管理系统和图计算引擎的支持。对于时序图分析来说，引入时间维度后对系统支持提出了新的挑战，包括如何权衡空间和时间复杂度、如何利用数据局部性，因此需要设计新的系统来解决这些问题。对于计算部分，本文将在第4章详细讨论，本章将讨论时序图数据管理的问题，重点研究如何设计使得系统能够高效地支持时序图数据的存储和查询。

在已有的相关工作中，DeltaGraph设计了一种类树结构用来存储时序图数据，其在获取快照的代价方面和有关顶点的随机访问开销上存在需要改进之处。

发明内容

鉴于上述情况，做出了本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种时序图的图数据管理方法，图由顶点和边组成，该图数据管理方法可以包括：获得时序图的事件数据；以及以二维空间-时间数据块C＝(Vc,Tc)形式组织时序图的数据并存储在存储设备上，一个维度是时间维度，另一个维度是顶点维度，数据块C＝(Vc,Tc)保存一个时间区间[s_c,t_c]中与顶点集合Vc相关的数据,所述数据块C＝(Vc,Tc)逻辑上包括与顶点集合Vc相关的、在时刻s_c处图的快照以及在时间区间[s_c,t_c]内发生事件的日志，其中Vc是顶点集合，Tc指示时间区间，Tc＝[s_c,t_c]，s_c表示该时间区间的起始时刻，t_c表示该时间区间的结束时刻。

根据该图数据管理方法，与顶点集合Vc相关的、在时刻Sc处图的快照逻辑上可以以下列两种形式之一表示：在时刻Sc处点和边的连接情况和属性设置情况；在时刻Sc处有效的事件的数据的集合。