[发明专利]基于多核处理器的轮廓层次查询并行处理方法

说明书

本发明公开了一种基于多核处理器的轮廓层次查询并行处理方法，实施步骤包括：输入包含了n个数据元组的数据集D，将数据元组进行排序、将待输出的层次轮廓置为空集，对数据集D以分块大小α划分分块后进行轮廓层次查询批处理，在每一个分块中线程并行处理分块中的点并更新层次轮廓，当分块中的点都被处理完成之后，再串行对分块之中所有点进行处理更新层次轮廓，当数据集D的所有分块都处理完成后得到数据集D的层次轮廓。本发明能够实现任意数目线程的并行对轮廓层次查询完成并行计算，既能达到最大的并行效率，又能根据机器的实时状态调节并行处理线程的数目，线程之间不存在互锁情况，线程无等待时间，能够最大限度利用CPU的计算能力，使并行效率最大化。

技术领域

本发明涉及多核处理器的轮廓层次查询并行处理技术，具体涉及一种基于多核处理器的轮廓层次查询并行处理方法，涉及对于轮廓层次查询并行实现的研究，适合大规模数据轮廓查询、推荐系统等应用领域。

背景技术

轮廓查询也被称为Skyline查询，最早作为最大化向量问题研究，是一个典型的多目标优化问题，目前在数据库领域引起了广泛关注。Skyline查询是指从给定的一个N维空间的对象集合S中遴选一个子集，该子集中的点均不能被S中其它的点所支配，满足此条件的点称为SP(Skyline Point)。此处的支配关系是指在N维空间内，若存在两个对象P和Q，对象P的N维数据中的每一维都优于或等于Q，且至少存在一个维度要优于Q，则称P支配Q。

尽管Skyline查询在多目标决策问题中被广泛应用，但它仍有两方面的不足。第一，Skyline查询的结果大小与数据集的数据分布情况紧密相关。在正相关、独立和反相关分布情况下，Skyline查询的结果大小差异巨大；第二，Skyline只关注单点查询，不能满足需要查询一组点的查询。为了解决上述问题，轮廓层次(Skyline Layer)的概念被提出来。与传统的Skyline查询相比，轮廓层次的计算量更大。大规模轮廓层次查询面临着查询实用性的问题。当前的轮廓层次查询均为串行方法，其处理性能已不能满足用户对于大规模查询的快速响应需求，亟需研究能够进行快速并行查询处理的方法，然而目前国内外研究中还没有轮廓层次查询的并行查询处理方法被提出。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于多核处理器的轮廓层次查询并行处理方法，本发明能够实现任意数目线程的并行对轮廓层次查询完成并行计算，既能达到最大的并行效率，又能根据机器的实时状态调节并行处理线程的数目，线程之间不存在互锁情况，线程无等待时间，能够最大限度利用CPU的计算能力，使并行效率最大化。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于多核处理器的轮廓层次查询并行处理方法，实施步骤包括：

1)输入包含n个数据元组的数据集D＝{Q¹，Q²，...，Qⁿ}以及分块大小α，数据集D中第i个数据元表示第i个数据元组Qⁱ的第j个属性值，d表示数据元组的属性数目；

2)将数据集D中的数据元组按照升序进行排序；

3)将待输出的层次轮廓Skyline layers置为空集；

4)对数据集D以分块大小α划分分块后进行轮廓层次查询批处理，在每一个分块中，线程并行处理分块中的点并更新层次轮廓Skyline layers，当分块中的点都被处理完成之后，再串行对分块之中所有点进行处理更新层次轮廓Skyline layers，当数据集D的所有分块都处理完成之后，得到数据集D的层次轮廓Skyline layers并输出。

优选地，步骤4)的详细步骤包括：

4.1)从数据集D中取出前α个数据元组复制到数据集D′，其中α为输入的分块大小；