9、NoSQL数据库管理系统的物理设计策略研究

NoSQL数据库管理系统的物理设计策略研究

1. 引言

在NoSQL数据库管理系统（DBMS）中，物理设计策略对于提高查询性能至关重要。本文将详细探讨一种针对NoSQL DBMS的物理设计策略，并通过实验研究验证其有效性。

2. 查询执行计划分析

以一个特定查询为例，Neo4j为该查询构建的执行计划包含以下操作符：
1. 对Tag节点进行扫描。
2. 对Tag、Message和Person节点进行三次过滤。
3. 对Tag和Message、Message和Person、Person和Message、Message和Comment进行四次扩展。
4. 对Tag名称进行排序操作。
5. 进行聚合操作，统计消息收到的点赞数和回复数。
6. 进行投影操作。
7. 取前100个结果。

在这种情况下，考虑到Tag名称是唯一键，根据相关准则创建了Tag名称的索引。由于Tag节点实例数量众多，扫描Tag节点成本高昂，因此该索引显著提高了查询性能。同样的准则也应用于查询BI 14。

3. 实验研究

3.1 实验设计

3.1.1 数据集

本研究使用合成数据集，由名为DATAGEN的数据生成器生成。DATAGEN基于社交网络方案生成数据，并从DBpedia提取部分数据，使数据具有现实性和相关性。生成的数据集中，帖子数据量最大，包含从DBpedia提取的文本数据。数据库模式包含居住在城市中的人，他们相互认识、发布消息并根据标签分类进行标记。人们还可以是论坛成员、在公司工作或在大学学习。模式中的节点度分布类似于幂律分布。