[發明專利]擴展字段專業化

在審

• 申請號: 201680073554.1
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108369500A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 理查德·T·斯諾德格拉斯;索木亞·K·德布雷;張瑞;劉洋
• 申請（專利權）人: 數據倉庫投資有限公司;代表亞利桑那大學的亞利桑那董事會
• 主分類號: G06F8/41
• 分類號: G06F8/41;G06F9/445
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 周蕾

公開了傳統字段專業化過程的四個擴展。第一個擴展是跨應用值流，其中一個值從一個應用轉移出來，然后轉移到另一個應用。第二個擴展是一個應用間分析。靜態和動態分析由Spiff工具集執行，不僅在單個應用的源代碼上，而且跨過由該應用讀取和寫入的數據。第三個擴展是不變量的跨應用程序終止，驗證不變量源自一個應用并終止在一個不同應用的專業化機會中的可能性。第四個擴展涉及運行時代碼布局算法，以緩解I?緩存壓力和L2?緩存壓力的增加。最大駐留算法在DBMS編譯之前使用來自提供的工作負載的動態分析的信息，并使用查詢評估計劃的特定結構來放置運行時代碼，從而保持該代碼可能的運行時改進。

本發明由政府支持在NSF授予的補助號IIS0803229、CNS0938948和1318343下進行。政府對本發明享有一定的權利。

技術領域

本發明通常涉及擴展到多個應用領域的字段專業化，并且更具體地涉及用于擴展字段專業化以將不變量的特定值超出應用源代碼擴展到數據源本身的系統和方法。

背景技術

數據庫管理系統(DBMS)是管理數據的存儲和訪問的軟件程序的集合。由于現在正在生成更大量的數據，因此數據必須進行存儲并可高效地訪問，所以在各種應用領域都采用了DBMS。在過去四十年中，由這種無處不在的部署所驅動，已經基于通常適用于這些領域的一些數據模型對DBMS進行了設計和工程化。關系數據模型是商業和開源DBMS最常采用的模型之一。已經投入了大量的精力來有效地支持這一數據模型。

由于關系數據模型的通用性，關系數據庫管理系統本身是通用的，因為它們可以處理用戶指定的任何模式以及向其呈現的任何查詢或修改。關系運算符基本上對任何關系都起作用，并且必須處理根據潛在關系的任何屬性指定的謂詞。通過諸如有效的索引結構、創新的并發控制機制和復雜的查詢優化策略的創新，今天可用的關系DBMS是非常有效的。這種通用性和效率使得他們在許多領域擴散和應用。

然而，這種通用性是通過多層的迂回和復雜的代碼邏輯實現的。通過利用在執行此類系統期間存在的不變量值，可進一步提高DBMS的效率。開發字段專業化技術以自動識別不變量并基于不變量實現代碼專業化。字段專業化是將spiff插入DBMS代碼的過程，從而DBMS可在運行時自身專業化，從而利用運行時的不變量。代表字段專家的“spiff”是在DBMS運行時動態創建專業化代碼的代碼。專業化的代碼比原始未專業化的代碼更小更快。字段專業化的得名來自于代碼在“字段”專業化的事實，即在DBMS已部署并在最終用戶的站點上運行之后。Spiff使用只能在運行時獲得的運行時不變量的實際值來動態地產生對于運行時不變量的特定值專業化的代碼。

將字段專業化擴展到多個應用領域來闡述計算機科學的范式將是合乎需要的。

本發明的實施方式涉及擴展到多個應用領域的字段專業化，并且更具體地涉及用于擴展字段專業化以將不變量的特定值超出應用源代碼擴展到數據源本身的系統和方法。

根據本發明的一個實施方式，公開了一種生態系統規范以實現字段專業化擴展。該規范說明涉及哪些(可能是多個)應用，哪些(可能是多個)輸入數據源被一個或多個應用讀取，哪些中間和最終數據產品由這些應用產生，以及哪些服務由應用調用，從而提供有關如何在各種應用之間傳達中間結果的有用信息。

采集生態系統規范中的輸入、中間和最終數據源以及參與計算的多個應用，允許擴展字段專業化。不變量的特定值的流可以超出應用源代碼擴展到數據源本身，跨越文件讀取和寫入操作，甚至通過網絡通信，例如將結果數據傳遞到操作系統(例如Linux)，操作系統將該數據傳遞給聯網組件，聯網組件隨后將數據傳遞到其他目標。