基于内存数据库的矢量数据存储与空间索引研究

基于传统磁盘数据库的管理系统已能较好地管理土地利用矢量数据,但较大的内外存数据交换开销对系统实时性有一定影响.没有I/O开销的内存数据库将是解决该现状的良好方法.基于内存数据库Redis设计土地利用矢量数据库存储组织,提出点、线、面不同的空间要素空间特征数据的存储结构.采用缓存敏感优化并基于磁盘数据库中的空间索引R+树,提出了一种适合Redis的空间索引.对比实验发现,在数据查询和统计分析速度等方面较基于Oracle 10g的管理系统有较大提升.     

基于Map/Reduce的索引数据云存储模型研究

针对目前搜索引擎引擎系统存在的数据量庞大、访问用户高并发性和搜索延迟性的特点,提出了基于云存储的文档索引分类存储模型,并在索引数据分类存储算法实现过程中,采用基于Map/Reduce编程模型的二次索引词权重计算,以降低分类过程中的模糊粒度.通过实验验证基于该存储模型的算法不仅可以提高海量数据索引库的数据处理效率,而且在一定程度上降低了检索系统查询延迟,提高了搜索效率.     

面向图像拷贝检测的局部搜索哈希算法

针对目前在线图像迅速增长的现状,为了实现高效的图像拷贝检测算法,本文提出了一种基于数据感知的哈希方法.该感知哈希算法首先根据特征数据的局部结构将重建误差和映射误差结合起来,构建了一个综合优化的目标函数,通过迹优化对该目标函数进行求解,获得一个初始优化解.为了进一步优化这个目标函数,通过迭代局部搜索来进行优化求解,从而达到进一步降低语义损失的目的.实验表明,所提算法能有效搜索出拷贝图像,并具有较高的效率.     

基于LSM-OCTree的时空流分布式调度和存储方案

时空流的高效管理要求顾及数据的时空相关性，支持时空流的高速插入、实时索引和低延迟时空范围查询，而现有的基于HBase等的存储方案，因索引更新开销过大，无法满足高效管理要求。针对时空流的应用特性，提出了一种面向时间分片的时空流分布式调度和存储方法。利用时空流的紧耦合性进行数据划分与调度，以减少查询时数据复制的开销。将采用预分区方式构建的基于日志结构合并树的八叉树（octree based on the log-structured merge-tree,LSM-OCTree）索引作为存储结构，保证时空流的索引更新，实现索引的高效批量合并计算，提高查询性能。实验结果表明，时空动态调度策略优于通用的调度方法，LSM-OCTree索引的合并与更新性能优于常规索引结构。与HBase方案相比，基于LSM-OCTree的时空流分布式调度和存储方案的查询效率提升了20%以上。     

精确的堆内存使用量上界分析

基于符号执行框架分析了程序堆内存使用量的符号化上界.首先扩展了经典符号执行技术中的内存模型,针对堆内存分配与释放操作进行建模,维护堆内存的使用量信息,然后针对＂平板循环＂、带分支循环等常见循环结构给出了特殊处理策略,并采用程序切片技术缩减程序分析的规模.最后基于开源符号执行工具KLEE设计实现了一个堆内存使用量上界分析原型工具.实验结果证明,该工具能够针对很多常见程序给出精确可靠的堆内存使用量上界.     

基于DCT排序特征加密的人脸图像安全检索系统

在云环境下的内容存储与检索系统中,服务端不再是完全可信.使用常规加密方法,无法针对多媒体密文数据提供快速有效的内容检索服务.针对此问题,结合JPEG编码特点本文提出并实现了一种基于Logistic混沌加密和基于DCT排序的隐私保护内容检索系统.该系统可以实现JPEG图像的视觉加密,同时并不影响用于检索的特征和效率,从而使得服务端可以对密图进行内容检索,并且算法能够忍受一定程度的噪声和压缩.其性能特点得到了实验验证.     

“格网索引+MapReduce”策略下的地理国情统计分析研究

地理国情统计分析是深度研究地理国情普查数据的首要前提.针对现有单机集中式数据存储与处理方式存在耗时长、效率低甚至不支持的问题,设计了"格网索引+MapReduce"策略,基于规则格网设计普查数据文件的分块组织与分布式存储方式,研制了格网索引与空间分析相结合的双层过滤机制,构建基于MapReduce的地理国情并行统计算法.最后,与无索引MapReduce、ArcGIS平台进行性能对比测试,结果表明:"格网索引+MapReduce"方法的统计效率远高于ArcGIS平台,对无索引MapReduce方法亦有明显的效率优势,研究拟为地理国情普查数据的高性能、多类型、大批量统计分析提供优选方案.     

基于列数据库和图缓存的海量RDF管理

针对现有的基于关系数据库和图数据库存储RDF数据集的几种模型中查询性能的不足,将列数据库和图缓存相结合,提出一种新的管理海量RDF数据的方案.该方案在底层磁盘采用基于列的关系存储,同时在内存中构建RDF图模式的存储,并设计实现了一套新的SPARQL查询引擎.通过相关分析和各种存储模式的实验结果对比分析,验证了该方案的可行性,表明了该方案具有更高的查询效率.     

FSMS:具有最小本地存储开销的前向安全可搜索加密方案

提出了一种具有最小本地存储开销的前向安全高效可搜索加密方案FSMS,设计了一个双层的加密存储结构,利用该结构构造可搜索加密方案将逆向索引的存储开销转移到服务端。双层加密存储结构中的第一层结构是根据全局状态生成搜索令牌的逻辑结构,这一结构代替了原来逆向索引的作用,减少了本地的存储开销;第二层结构优化了计算开销。利用双层加密存储结构设计的动态可搜索加密方案达到了前向安全属性,并且没有增加额外的计算和通信开销。将本文方案与三个现有方案进行对比,结果表明,本文方案虽然减少了本地的存储开销,但依旧具备较高的搜索效率。     

基于MPEG-7的视频数据组织与管理

针对现有视频数据库系统存在的不足,根据视频数据的特点,提出并实现了一种基于MPEG-7标准的视频数据组织与管理方法.该方法将视频内容的描述数据按照不同层次的视频内容单元进行组织,并针对不同的描述数据,分别生成结构索引、文本索引和特征索引,以满足基于内容的视频浏览和检索的需求.实验证明,通过视频描述数据库对视频数据进行管理,不仅降低了服务器的存储要求,而且为基于内容的视频检索奠定了基础,具有很好的通用性和可扩展性.     

基于路径定位的XML数据库存储策略

提出基于路径定位的XML数据库存储策略，是一种从底层设计XML文档存储结构的存储方法，可以做到结构化地存储XML文档的全部信息。该策略有针对性地面向XPath查询语言，有效地提高了数据查询效率。重点介绍了该策略的实现思路和实现方法，并简要分析了使用该策略所带来的优势。     

基于四叉树和R+树复合索引时空数据查询研究

针对空间数据库的现有索引方法可扩展性差和检索效率低的问题,提出了一种分布式复合时空索引方案MixIndexer,可以满足对大量时空传感器数据的查询需求.首先,本文提出了一种基于Couchbase的分布式时空索引体系结构,该体系结构由全局索引和局部索引组成;其次,结合分布式增强R+(MDR+)树算法,提出全局四叉树索引方法以提高时空数据的检索和查询效率,并设计了一种基于MapReduce的大时空传感器数据批量构造指标并行处理方法;最后,基于Couchbase几种常见的键值结构实现了MixIndexer复合索引.经实验,MixIndexer复合索引方法优于典型空间数据库的索引方法和单个树索引R+(Cache Conscious R+Tree,CCR+)方法,相比较查询耗时分别缩短42%和25%.     

一种面向移动终端地理场景点云在线可视化的集成型索引

针对现有点云索引研究方法欠考虑移动终端性能特点这一问题,提出了一种适用于移动端点云场景在线可视化的集成型空间索引。该索引首先利用考虑了移动终端网络带宽与计算渲染性能特点的改进型KD-tree实现点云数据的均衡划分与编码,在此基础上构建点云数据的LOD模型,并使用改进型八叉树管理其组织,最后通过改进型KD-tree的编码联结改进型八叉树形成〈1 一级树 ： 1二级树〉的优化型索引结构。该索引可支持移动端实现基于LOD的点云场景渲染策略,支持从数据块层面判断点云数据的空间关系,也支持数据的多线程查询。实验与分析表明：相比传统点云索引,该索引具有稳定的构建效率与优秀的空间查询性能,可为移动应用提供可靠的数据支持,能满足移动端点云在线可视化应用需求。     

电力物联网设备持续高效批量可信认证

随着电力物联网的设备种类越来越多,运行环境也越来越复杂,为确保设备的安全可信运行,本文考虑到电力物联网云边端协同的架构,提出了一种设备持续高效批量可信认证机制.该机制采用一棵非平衡哈希树存储设备度量信息,用一个多链和哈希表结构快速寻找树达到存储上限时的待替换节点.该机制存储了设备的多版本度量信息,可以对设备进行持续性的...     

云环境下基于内存总线的侧信道攻击检测方法

云计算环境下存在基于内存总线阻塞的侧信道,恶意用户可利用该侧信道以最低权限窃取客户敏感信息.针对这一问题,本文引入时序差分熵和虚拟机自省技术,提出了一种面向云计算的基于内存总线的侧信道攻击检测方法.该方法不仅可依据内存阻塞时序特征及系统负载状况对系统状态分类,而且实现了系统高危态的精确判定和恶意进程定位.实验结果表明:该方法能准确识别攻击的存在性,并能实现恶意进程的定位.     

基于网络的数字视频监控系统

提出了一个基于网络的数字视频监控系统 ,该系统具有视频压缩、解码、网络传输、图像储存、图像索引回放、摄像机远程控制和图像内容报警等功能 .因采用了基于视频硬件压缩芯片以及快速以太网技术 ,该系统的图像质量和帧率指标远远高于一般基于电话线和软件压缩的监控系统     

基于实时日志的故障恢复策略

为了在系统故障时保证嵌入式实时数据库系统中数据的时间一致性、恢复时间的可预测性及减少恢复时间,提出了一种基于实时日志的故障恢复策略.该策略根据数据的不同特征将其划分成不同类别,对每类数据采用不同的日志记录策略以提高系统性能;使用非易失性存储器作为稳定存储器存储关键数据及其日志以获得更快的存取时间及存取时间的可预测性.性能测试结果表明,所提出的恢复策略在降低事务超截止期比例和减少故障恢复时间等方面具有较好的性能.     

USB数据传输中缓冲结构的硬件实现

嵌入式系统中采用USB接口与外界进行数据交换,为了提高系统处理数据的效率和性能,本文针对USB接口数据传输的缓冲结构进行探讨,根据USB数据传输的特点,提出基于单一存储的缓冲结构,实现USB模块与系统的无缝衔接,同时节省了系统资源.该方案通过FPGA平台实现,验证了其在嵌入式系统数据传输中是有效可行的.     

基于哈希和双数组trie树的多层次地址匹配算法

针对目前地址匹配算法匹配速率低、空间开销大的不足,提出了一种基于哈希和双数组trie树的多层次地址匹配算法.利用中文地址的分类、分层及组合规则,改进了地址匹配词典的构建方式,减少了词典构建的时间和空间开销.通过哈希运算,将空间坐标存储在哈希表相应的位置上,加快了空间坐标的检索效率.同时,在地址匹配的过程中,采用双向扫描及哈希运算代替传统的数据库检索方式,提高了地址匹配速率.最后,通过实验对算法的有效性进行了验证.     

基于语义索引库的语义服务发现

分析了语义服务的结构,提出了一种语义索引库的构建方法.对于每一个注册的服务,抽取出其所有概念,并对每个概念在概念索引库中进行检查,对于不在概率索引库的概念建立索引.对语义服务的输入、输出、前置条件和后置条件分别建立到语义服务的索引,并记录下该语义服务;同时保存该语义服务的其他信息.该索引库免去了查询时进行语义推理的过程,同时由于语义概念均与语义服务相关,避免了大量的无关搜索;另外,由于索引库是采用倒排序索引,极大的减少了搜寻空间.仿真实验表明,该语义索引库的建立极大的提高了语义服务发现的效率.