[发明专利]用于在易失性存储器内保持关系型数据的列向量的技术

说明书

本公开涉及用于在易失性存储器内保持关系型数据的列向量的技术。提供了在数据库操作的执行过程中更有效地使用CPU和易失性存储器之间的I/O路径带宽的技术。关系表格中的关系型数据作为列向量存储在易失性存储器中，每个列向量包含表格的特定列的值。不论与列相关联的数据类型是什么，可使用二进制可比较格式表示列向量内的每个值。在易失性存储器中时，列向量可被压缩和/或编码，并且在CPU中在飞行中被解压缩/解码。可替换地，CPU可设计为对压缩和/或编码的列向量数据直接执行操作。另外，描述了使CPU能对列向量值执行向量处理操作的技术。

本申请是申请日为2012年12月7日申请号为201280066310.2发明名称为“用于在易失性存储器内保持关系型数据的列向量的技术”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及关系型数据库系统，更特别地，涉及用于在易失性存储器中以提高数据库操作效率的方式存储逻辑上存在于关系型结构中的数据的技术。

背景技术

关系型数据库系统将数据存储在诸如表和索引之类的关系型结构中。然而，存储、检索和操纵数据的实际格式通常与表的逻辑结构没有关系。

例如，图1是常规关系表格100的方框图。关系表格100包括行r1至r8和列c1至c5。每行一般对应于一逻辑实体，每列对应于该实体的一属性。例如，在雇员表格中，每行可对应于一雇员，每列可对应于不同的雇员属性(姓名、年龄、薪水、电话号码等)。

行和列的交叉点定义一单元。存储在给定单元内的值是用于与所述行相关联的实体的、与所述列相关联的属性的值。例如，假设行r2与名为“Mary”的雇员相关联，并且列c2用于属性“age”。在这种情况下，存储在由行r2和列c2形成的单元内的值(以r2c2示出)可以是17，指示Mary是17岁。

已经开发了各种数据库语言以便容易地存取由关系型数据库系统管理的数据。一种常见的数据库语言是SQL。这种语言允许用户形成对数据进行引用的查询，就像数据实际上存储在关系型结构中那样。然而，存储和访问关系型数据的实际结构通常比简单二维表格复杂得多。

例如，图2示出了表格100中的数据实际上可由关系型数据库系统如何存储在盘200上。如图2所示，表格的数据散布在若干盘块(diskblock)202、212和222上。在盘块内，任意给定行的数据一般连续存储。每行的数据连续存储的存储格式被称为“行优先格式”。例如，行r1的各列的值连续存储在盘块202内。

然而，诸如行r3和r5之类的某些行的值可能实际上跨越两个盘块。例如，行r3的列c1和c2的值处于盘块202中，而行r3的列c3、c4和c5的值处于盘块212中。

存储任意给定表格的数据的盘块可以按非特定顺序散布在盘各处。每个盘块一般具有存储逻辑填充表格的实际值(“关系型数据”)的部分以及存储关于关系型数据的元数据的头部。例如，盘块202、212和222分别具有头部204、214和224以及关系型数据部分206、216和226。1996年3月11日提交的题为“Method and Apparatus for Providing IsolationLevels in a Database System”的美国专利No.5870758中示出了可以在盘块内如何组织关系型数据的例子。

图3是可管理对表格100的访问的典型数据库系统300的框图。参考图3，典型的数据库系统300包括存储子系统320，数据库系统300管理的数据持久地存储于其上。在图3所示的数据库系统300中，存储子系统320包括包含存储表格100的关系型数据的盘块202、212和222的盘200。