OctaDB Engine

概要

このプロジェクトでは、Octrees インデックスをサポートする小規模なデータベース エンジンを構築します。必要な機能は、

1. テーブルの作成
2. タプルの挿入
3. タプルの更新
4. タプルの削除
5. テーブル内の検索 バイナリ
6. オンデマンドで Octree を作成する
7. 必要に応じて、作成されたオクツリーを使用します。

テーブル

1. 各テーブル/リレーションはディスク上にページとして保存されます (各ページは別個のファイルです)。
2. テーブルの列でサポートされている型は、 java.lang.Integer 、 java.lang.String 、 java.lang.Double 、 java.util.Date のいずれかです (注: 受け入れ可能な日付形式は「YYYY-MM-DD」です)

ページ

1. ページには、あらかじめ決められた固定最大行数 (N) があります。たとえば、テーブルに 40000 のタプルがあり、N=200 の場合、テーブルは 200 個のファイルに格納されます。
2. ページをエミュレートするには、Java のバイナリ オブジェクト ファイル (.class) を使用する必要があります (ファイル システム ページの操作を避けるためですが、これはこのコースの範囲ではありません)。 Vector はスレッド セーフであるため、単一ページはシリアル化された Vector (java.util.Vector) として保存する必要があります。 java.io.Serializable インターフェースを実装することで、任意の Java オブジェクトをディスクに保存したり、ディスクからロードしたりできることに注意してください。実際には、クラスをハード ディスクに保存するためにコードを追加する必要はありません。
3. 単一のタプルは、バイナリ ファイル内の別のオブジェクトに保存する必要があります。
4. そのページ内のタプルが実際に必要になるまで、ページの読み込みを延期する必要があります。ページを使用する目的は、テーブルのコンテンツ全体がメモリに読み込まれるのを避けることであることに注意してください。したがって、プログラムの起動時にすべてのページをロードするという目的は果たせません。
5. ページ内のすべての行が削除された場合は、そのページを削除する必要があります。完全に空のページを放置しないでください。挿入の場合、ページ全体に挿入しようとしている場合は、次のページに 1 行下にシフトします。表の最後のページにいて、その最後のページがいっぱいである場合を除き、新しいページを作成しないでください。
6. Table Java クラスを作成してページに関する関連情報を保存し、ページをシリアル化するのと同じようにシリアル化すると便利な場合があります。

• メタデータをテキスト ファイルに保存する必要があります。これには次のレイアウトが必要です: TableName、ColumnName、ColumnType、ClusteringKey、IndexName、IndexType、min、max
  • 列が主キーの場合、 ClusteringKeyは true に設定されます。簡単にするために、テーブル内の行は常に主キーに従って並べ替えます。そのため、クラスタリングキーとも呼ばれます。クラスタリング キーはテーブルごとに 1 つだけです。
  • minとmax は、その列で可能な最小値と最大値を指します。たとえば、ユーザーが複数の属性とそのタイプなどを指定してテーブル/リレーション CityShop を作成すると、ファイルは次のようになります。

 Table Name, Column Name, Column Type, ClusteringKey, IndexName,IndexType, min, max 
CityShop, ID, java.lang.Integer, True, null, null, 0,10000 
CityShop, Name, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ” 
CityShop, X, java.lang.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Y, java.util.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Z, java.lang.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Specialization, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ” 
CityShop, Address, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ”

*上記のメタデータは、 metadata.csvという単一のファイルに保存する必要があります。ソリューション内でのサイズについては心配する必要はありません (つまり、ページングしないでください)。

*渡されるデータのタイプを確認し、それが正しいタイプであることを確認するには、metadata.csv ファイルを使用する必要があります。したがって、metadata.csv を装飾として扱わないでください。

指数

1. インデックスの作成をサポートするには Octree を使用する必要があります。オクツリーは正確に 3 次元上にあります。他のタイプのインデックスをサポートする必要はありません。
2. 各列には、関連付けられた範囲 (最小値、最大値) があります。インデックス スケールで区分を作成するには、この範囲を使用する必要があります。
3. タプルが挿入/削除されるときは、既存の関連インデックスを更新する必要があります。
4. テーブルにデータを設定した後にインデックスを作成する場合、テーブル全体をスキャンしてデータを読み取ってインデックスに挿入する以外に選択肢はありません。
5. アプリケーションの起動時。既存のインデックスを構築するためにすべてのテーブルをスキャンする必要がないようにするには、インデックス自体をディスクに保存し、次回アプリケーションを起動するときにそれをロードする必要があります。
6. テーブルの作成時にインデックスを作成する必要はありません。インデックスは、後でユーザーが createIndex のメソッド呼び出しを通じてリクエストしたときに作成されます。
7. インデックスが存在したら、可能な場合はクエリの実行にそのインデックスを使用する必要があります。したがって、クエリ対象の列にインデックスが存在しない場合(たとえば、select * from T where x = 20、y= 30、z = 20) 、クエリは T の線形スキャンを使用して応答されます。クエリされた 3 つの列にインデックスが作成された場合は、そのインデックスを使用する必要があります。
8. クエリで使用される列のいずれかにインデックスが作成されている場合は、多次元の部分クエリに答える際にインデックスを使用する必要があることに注意してください。たとえば、 select * from Table1 where Table1.column1=value1 and Table1.column2=value2 and Table1.column3=値3と表1.列4=値4; Table1.column1、Table1.column2、および Table1.column3 にインデックスが作成されている場合、クエリへの応答にそのインデックスを使用する必要があります。
9. SQLTerm 内の演算子は、>、>=、<、<=、!=、または = のいずれかになります。
10. SQLTerm 間の演算子 (上記の strarrOperators と同様) は、AND、OR、または XOR です。
11. DBAppException は、テスト ケースの実行時に中断されるのを避けるための一般的な例外です。作成時に別のメッセージを渡すことで、例外をカスタマイズできます。スキーマの整合性を侵害するデータが渡された場合は、必ず例外をスローする必要があります。
12. SQLTerm は、String _strTableName、String _strColumnName、String _strOperator、Object _objValue の 4 つの属性を持つクラスです。
13. イテレータは java.util.Iterator です。これは、クライアント コードが結果を行ごとに反復処理できるようにするインターフェイスです。結果セットを保持して返すオブジェクトが何であれ、それは Iterator インターフェイスを実装する必要があります。 14. 渡された型を確認し、任意の型をそのまま受け入れないでください。そうしないと、コードが無効な入力でクラッシュします。 *メイン クラスは DBApp.java という名前にし、指定されたシグネチャを持つ次の 7 つのメソッドを含める必要があります。パラメータ名はハンガリー語表記を使用して記述されます。

 public void init( ); 
public void createTable(String strTableName, String strClusteringKeyColumn, Hashtable<String,String> htblColNameType, Hashtable<String,String> htblColNameMin, Hashtable<String,String> htblColNameMax ) throws DBAppException(){}
public void createIndex(String strTableName, String[] strarrColName) throws DBAppException(){}
public void insertIntoTable(String strTableName, Hashtable<String,Object> htblColNameValue) throws DBAppException(){} 
public void updateTable(String strTableName, String strClusteringKeyValue, Hashtable<String,Object> htblColNameValue ) throws DBAppException(){}
public void deleteFromTable(String strTableName,Hashtable<String,Object> htblColNameValue) throws DBAppException(){}
public Iterator selectFromTable(SQLTerm[] arrSQLTerms, String[] strarrOperators) throws DBAppException(){}