7、缓冲对使用 R - 树的最近对查询的影响

缓冲对使用 R - 树的最近对查询的影响

1 页面替换算法与缓冲结构

页面替换算法在数据库管理系统中起着至关重要的作用，它直接影响到系统的性能和效率。其中，LRD（Least Reference Density）算法并非基于页面的使用时长，而是依据页面从首次被访问起的引用密度（引用概率）来进行页面替换。该算法会将缓冲中引用密度最小的页面移除。此外，还有一种针对空间数据库的页面替换算法 LRD - Manhattan，它是 LRD 算法的一种变体。

在缓冲结构方面，混合缓冲结构有两种典型的技术：2Q 和 FIFO LRU。
- 2Q 算法 ：将缓冲池划分为两个区域，热区采用 LRU 队列管理，冷区采用 FIFO 队列管理。当页面首次被引用时，会被放入冷区；若在冷区被再次引用，则会被移至热区；若未被再次引用，则会被从缓冲中移除。为了解决“相关引用”问题，2Q 算法将冷区进一步划分为两个部分，一个用于存储页面，另一个用于存储页面标识符。
- FIFO LRU 技术 ：其工作方式与 2Q 算法类似，但热区采用 FIFO 替换算法，冷区采用 LRU 策略。

为了解决 K - CPQs（K 最近对查询）问题，还提出了一种与每个 R - 树高度 h 相关的缓冲结构。具体操作如下：
1. 将缓冲池划分为 h 个独立的区域。
2. 除根节点仅分配一个页面外，根据每个 R - 树层级的最小扇出因子 m 和高度，为每个层级分配一定数量的页面。
3. 采用自底向上的方式创建该缓冲结构，尽量使各层级的页面分配尽可能公平，例如根层级（h - 1）分配 m0 个页面，层级 h - 2