[發明專利]數據查詢方法和裝置

有效

• 申請號: 201110077110.4
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102136005A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 李歡;梁棟
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明屬于數據處理技術，尤其涉及一種數據查詢方法和裝置。

背景技術

隨著無線傳感器網絡的發展，傳感數據量也急劇增長，把傳感數據在傳感器本地存儲，實現以數據為中心的傳感器網絡已成為傳感器網絡的一個研究熱點?，F有的傳感器節點的存儲能力有限，如低端的MicaZ節點只有512kByte，高端的Imote2節點也僅有32MByte存儲，且能量有限，主要是電池供電。因此NAND閃存以其容量大，體積小，成本低，能耗低的特點，是現在嵌入式系統大容量存儲擴展的首選，然而NAND閃存的讀寫擦除及壽命又有其獨特的特點：以頁為單位讀寫；以塊為單位擦除，且每次寫一個用過的頁之前必須擦除其所在的塊；NAND閃存的總的擦除次數有限為10000～100000次，因此傳統的數據索引系統無法在NAND閃存上有效的工作，這為傳感器存儲擴展提出了挑戰，現有針對NAND閃存在嵌入式系統中的應用的研究工作主要集中在：

(1)能耗優化：

能耗幾乎所有的閃存傳感器索引或文件系統都要考慮的問題，現有技術中由微軟研究院提出的高效節能的傳感器數據索引系統Flash?Logger，它為存儲和運算能力有限的傳感器節點設計了一個新穎的數據結構有效地組織和壓縮了存儲在閃存中的數據，并且能夠有效的對壓縮的數據進行索引和查詢。

(2)主存空間優化：

傳感器節點的內存也是一個非常有限的資源，在現有的方法中，只有麻省大學的Capsule系統和微軟研究院的Flash?Logger系統在設計中考慮了節點內存空間的使用優化問題。Capsule采用了硬件抽象層，隱藏了從應用程序到閃存之間的數據操作，并使用日志索引結構設計以及寫入緩存來提高主存使用效率。Flash?Logger的主存優化后的代碼使用大約500行nesC語言構成，共占用Moteiv公司的Tmote?Sky節點大約14KB?ROM和1.5KB?RAM空間。

(3)時序數據優化：

針對無線傳感網絡時序數據本身的特點，目前僅有Flash?Logger提供了簡單的特定的時間范圍內檢索壓縮過的時序數據的功能，但是，其實驗的結果表明：隨著時間窗口的增量查詢成本明顯增加，所以可以說并沒有針對時序數據進行針對性的優化。

然而，在無線傳感器節點利用有限的主存空間支持大容量的NAND閃存方面的研究中，針對海量數據進行查詢時對速度，能耗的要求越來越高，目前應用NAND閃存的傳感器網絡沒有根據傳感器數據的時序特性來進行數據查詢，也沒有根據NAND閃存的讀寫擦除和壽命特征對數據的查詢系統做進一步地優化。

發明內容

針對現有技術的上述缺陷，本發明實施例提供一種數據查詢方法和裝置。

本發明實施例提供一種數據查詢方法，包括：

在向存儲模塊的主存中的寫入緩存區寫數據的過程中，獲取所述寫入緩存區寫滿數據時的時間；

將所述寫入緩存區中的數據以頁為單位存儲到所述存儲模塊的NAND閃存中；

接收所述NAND閃存返回的存儲所述數據的頁地址，建立包括所述時間和所述頁地址對應關系的時間日志并存儲在所述存儲模塊，供以時間為索引進行數據查詢。

本發明實施例提供一種數據查詢裝置，包括：存儲模塊、獲取模塊和處理模塊，其中，所述存儲模塊包括主存和NAND閃存，所述主存中包括寫入緩存區和讀取緩存區，其中，

所述獲取模塊，用于在向所述寫入緩存區寫數據的過程中，獲取所述寫入緩存區寫滿數據時的時間；

處理模塊，用于將所述寫入緩存區中的數據以頁為單位存儲到所述NAND閃存中，并接收所述NAND閃存返回的存儲所述數據的頁地址，建立包括所述時間和所述頁地址對應關系的時間日志，并存儲在所述存儲模塊中；

查詢模塊，用于以時間為索引進行數據查詢。

本發明實施例提供的數據查詢方法和裝置，通過根據數據的時序性特點，建立包括寫入緩存區寫滿數據的時間和將寫滿的數據存儲到NAND閃存中的頁地址對應關系的時間日志，實現了對具有時序特性的數據，以時間為索引進行查詢對應的數據，大大提高了數據查詢的速度。

附圖說明

圖1為本發明數據查詢方法實施例流程圖；

圖2為本發明數據查詢方法實施例中以時間為索引進行數據查詢的流程圖；

圖3為本發明數據查詢方法實施例中數據查詢過程中時間比較次數和扇出系數的關系示意圖；

圖4為本發明數據查詢方法實施例中級聯樹索引結構示意圖；

圖5為本發明數據查詢裝置實施例結構示意圖；

圖6為本發明數據查詢裝置另一實施例結構示意圖。

具體實施方式