马丁·格罗；科赫，克里斯托夫；妮可·施韦卡特 流式数据和外部内存数据的查询处理的严格下限。 （英语） Zbl 1118.68051号 西奥。计算。科学。 380，第1-2号，199-217（2007）. 摘要：一般认为，由于数据库的巨大规模，数据库必须驻留在廉价的外部存储中。当前外部存储系统的技术向我们展示了这样一个事实：从性能上讲，少量的数据顺序扫描绝对优于随机数据访问。数据库技术，尤其是查询处理技术，是围绕着内存层次结构的概念发展起来的，内存层次的大小和访问时间各不相同。目前的技术似乎能够适应他们的任务，并且非常成功，但经过更深入的调查，我们对所涉及的问题以及这些问题的最佳算法的理论理解似乎还没有发展成熟。最近，数据流处理已成为数据库管理界的研究对象，但从数据库理论的角度来看，这实际上是外部存储中数据查询处理问题的一个特例，我们仅限于对输入数据进行一次扫描。本文研究了一种用于外部存储器和流处理的干净机器模型。我们为核心XPath计算和过滤的数据复杂性建立了严格的界限。我们表明，外部数据的扫描次数会导致严格的层次结构（只要内部内存空间足够小，例如输入的大小是多对数的）。我们还表明，如果外部存储器扫描次数的乘积（r（n）与内部存储器缓冲区的大小（s（n））的乘积足够小，即大小为（o（n），则连接和排序都不可行。 引用于1审查引用于5文件 MSC公司： 68第05页 数据结构 第68页，共15页 数据库理论 关键词：数据流；外部存储器；下限；机器型号；XML查询语言 软件：函数；XPath（XPath） PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.Grohe}等人，Theor。计算。科学。380，编号1--2，199-217（2007；Zbl 1118.68051） 全文： 内政部 arXiv公司 参考文献： [1] Abiteboul，S。；赫尔，R。；维亚努，V.，《数据库基础》（1995），艾迪森·韦斯利·Zbl 0848.68031号 [2] G.Aggarwal，M.Datar，S.Rajagopalan，M.Ruhl，《关于使用排序原语增强的流模型》，收录于：《FOCS’04会议录》，2004年，第540-549页；G.Aggarwal，M.Datar，S.Rajagopalan，M.Ruhl，《关于使用排序原语增强的流模型》，收录于：FOCS’04会议录，2004年，第540-549页 [3] Alon，N。；马蒂亚斯，Y。；Szegedy，M.，《频率矩近似的空间复杂性》，《计算机与系统科学杂志》，58137-147（1999）·Zbl 0938.68153号 [4] A.Arasu，B.Babcock，T.Green，A.Gupta，J.Widom，描述连续数据流上查询的内存需求，载于：PODS’022002年会议记录，第221-232页；A.Arasu，B.Babcock，T.Green，A.Gupta，J.Widom，《描述连续数据流上查询的内存需求》，收录于：《PODS学报》2002年第221-232页 [5] B.Babcock，S.Babu，M.Datar，R.Motwani，J.Widom，《数据流系统中的模型和问题》，收录于《PODS学报》2002年第2期，第1-16页；B.Babcock，S.Babu，M.Datar，R.Motwani，J.Widom，《数据流系统中的模型和问题》，载于：《PODS’02期刊》，2002年，第1-16页 [6] Z.Bar-Yossef，M.Fontoura，V.Josifovski，《XML流上XPath计算的内存需求》，载《PODS会议录》2004年第177-188页；Z.Bar-Yossef，M.Fontoura，V.Josifovski，《XML流上XPath计算的内存需求》，载《PODS会议录》2004年第177-188页·Zbl 1115.68054号 [7] Z.Bar-Yossef，M.Fontoura，V.Josifovski，基于XML流的查询评估缓冲，收录于：《PODS学报》2005年第5期，第216-227页；Z.Bar-Yossef，M.Fontoura，V.Josifovski，基于XML流的查询评估缓冲，收录于：PODS会议记录，2005年，第216-227页·Zbl 1115.68054号 [8] A.Brüggemann-Klein，M.Murata，D.Wood，非排名字母上的规则树和规则对冲语言：第1版，2001年4月3日，香港科技大学技术报告HKUST-TCSC-2001-05，2001年；A.Brüggemann-Klein，M.Murata，D.Wood，非排名字母上的规则树和规则对冲语言：第1版，2001年4月3日，香港科技大学技术报告HKUST-TCSC-2001-05，2001 [9] Chen，J.-E。；Yap，C.-K.，逆向复杂性，SIAM计算杂志，20，4，622-638（1991）·Zbl 0736.68028号 [10] Doner，J.，树受体及其应用，《计算机与系统科学杂志》，第4期，第406-451页（1970年）·Zbl 0212.02901号 [11] Duris，P。；加利尔，Z。；Schnitger，G.，通信复杂性下限，信息与计算，73，1-22（1987）·Zbl 0635.68034号 [12] M.Frick，M.Grohe，C.Koch，压缩树的查询评估，收录于：LICS’03会议录，2003年，第188-197页；M.Frick，M.Grohe，C.Koch，压缩树的查询评估，收录于：LICS’03会议录，2003年，第188-197页 [13] Gottlob，G。；Koch，C.，Monadic数据日志和网络信息提取语言的表达能力，ACM杂志，51，1，74-113（2004）·兹比尔1316.68045 [14] G.Gottlob，C.Koch，R.Pichler，处理XPath查询的高效算法，收录于：VLDB’02会议录，2002年，第95-106页；G.Gottlob，C.Koch，R.Pichler，处理XPath查询的高效算法，收录于：2002年VLDB会议记录，第95-106页 [15] G.Gottlob，C.Koch，R.Pichler，《XPath查询评估的复杂性》，收录于：《PODS会议录》，2003年，第179-190页；G.Gottlob，C.Koch，R.Pichler，《XPath查询评估的复杂性》，收录于：《PODS会议录》，2003年，第179-190页 [16] Graefe，G.，大型数据库的查询评估技术，ACM计算调查，25，2，73-170（1993） [17] 格林·T·J。；米克劳，G。；Onizuka，M。；Suciu，D.，用确定性自动机处理XML流，（ICDT'03年会议记录）。ICDT'03会议录，LNCS，第2572卷（2003），Springer），173-189·Zbl 1022.68512号 [18] M.Grohe，A.Hernich，N.Schweikardt，《大数据集的随机计算：严格下限》，载《PODS学报》2006年第243-252页；M.Grohe，A.Hernich，N.Schweikardt，《大型数据集上的随机计算：严格的下限》，载于：PODS’062006，第243-252页 [19] 格罗赫，M。；科赫，C。；Schweikardt，N.，流和外部内存数据查询处理的严格下限，（ICALP’05会议录）。ICALP’05会议录，LNCS，第3580卷（2005），Springer），1076-1088·兹比尔1085.68036 [20] 格罗赫，M。；科赫，C。；Schweikardt，N.，《查询外部内存和流数据的复杂性》（FCT’05会议录）。FCT’05会议录，LNCS，第3623卷（2005），Springer），1-16·Zbl 1122.68453号 [21] M.Grohe，N.Schweikardt，《很少随机访问外部内存的排序下限》，载于：《PODS会议录》2005年第238-249页；M.Grohe，N.Schweikardt，《很少随机访问外部内存的排序下限》，载于：《PODS会议录》2005年第238-249页 [22] Henzinger，M。；Raghavan，P。；Rajagopalan，S.，《数据流计算》（外部存储器算法，外部存储器算法），《离散数学和理论计算机科学DIMACS系列》，第50卷（1999年），第107-118页·Zbl 0947.68052号 [23] A.Hernich，N.Schweikardt，《重新审视逆转复杂性》，CoRR报告，2006年8月7日arxiv:cs。抄送：0608036http://www.arxiv.org/abs/cs.CC/0608036; 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