B-tree indexes for high update rates

In some applications, data capture dominates query processing. For example, monitoring moving objects often requires more insertions and updates than queries. Data gathering using automated sensors often exhibits this imbalance. More generally, indexing streams apparently is considered an unsolved problem. For those applications, B-tree indexes are reasonable choices if some trade-off decisions are tilted towards optimization of updates rather than of queries. This paper surveys techniques that let B-trees sustain very high update rates, up to multiple orders of magnitude higher than tradi-tional B-trees, at the expense of query processing performance. Perhaps not surprisingly, some of these techniques are reminiscent of those employed during index creation, index rebuild, etc., while others are derived from other well known technologies such as differential files and log-structured file systems

B-puiden intervallipoistot

Intervallipoistossa B-puuhakurakenteesta poistetaan kaikki annetulle avainvälille kuuluvat avaimet. Intervallipoisto on erikoistapaus yleisestä ryhmäpoisto-operaatiosta, jossa joukko avaimia poistetaan puusta. Kun poistettavan ryhmän aliryhmä muodostaa jatkuvan avainvälialueen puussa, voidaan soveltaa intervallipoistoa. Relaatiotietokannoissa transaktion toteuttava prosessi tuottaa indeksiin kohdistuvia intervallipoisto-operaatioita tietyissä tilanteissa silloin, kun viite-eheys on säilytettävä. Ylhäältä alaspäin etenevä tasapainotus on menetelmä, jossa puu tasapainotetaan päivitysoperaation etsintävaiheessa. Alun perin tasapainotukset suoritettiin vasta lisäys- tai poisto-operaation jälkeen erillisellä tasapainotusvaiheella. Rinnakkaisia järjestelmiä tarkasteltaessa ylhäältä alaspäin etenevä tasapainotus takaa sen, että solmuja tarvitsee lukita ainoastaan vakiomäärä, kun taas alhaalta ylöspäin etenevässä tasapainotuksessa lukkojen lukumäärä on pahimmassa tapauksessa suhteessa puun korkeuteen. Siispä ylhäältä alaspäin etenevä tasapainotus mahdollistaa prosessien tehokkaamman rinnakkaisen suorittamisen. Tässä työssä luodaan katsaus B-, B+-, Blink- ja (a, b)-puihin ja niissä sovellettaviin tasapainotusmenetelmiin sekä selvitetään nykyisin tunnettuja intervallipoisto-operaation toteutustapoja. Työssä esitellään yksityiskohtaisesti ylhäältä alaspäin etenevä yksivaiheinen intervallipoistoalgoritmi, joka suorittaa vakiomäärän tasapainotusoperaatioita tasoitetun vaativuuden mielessä. Työssä esitellään myös kokeellinen osuus, jossa pyritään vertailemaan algoritmin suorituskykyä muihin lähestymistapoihin ja hakemaan kokeellista tukea esitetylle teorialle. Työn uusi tulos on ylhäältä alaspäin tasapainottava yksivaiheinen intervallipoistoalgoritmi