능동적 재조정: TPR*-트리의 검색 성능 개선 방안

Abstract

최근 들어, 이동 객체의 위치 정보를 이용한 응용의 등장으로 시공간 데이터베이스를 위한 인덱스 기법의 중요성이 점차 커지고 있다. <TEX>$TPR^*$</TEX>-트리는 미래 시간 질의의 효율적인 처리를 위하여 가장 널리 사용되는 인덱스 구조이다. <TEX>$TPR^*$</TEX>-트리는 CBR(conservative bounding rectangle)의 개념을 이용하여 이동 객체들의 미래 위치의 범위를 추정하는 방식을 사용한다. 그러나 CBR은 시간이 지남에 따라 지나치게 확대 됨으로써 질의 처리 성능을 크게 저하시키는 문제를 야기시킨다. 본 논문에서는 능동적인 CBR 재조정을 통하여 이러한 CBR의 지나친 확대를 방지하고, 이 결과 <TEX>$TPR^*$</TEX>-트리의 질의 처리 성능을 개선할 수 있는 효과적인 기법을 제안한다. 제안한 기법은 질의 처리를 위하여 <TEX>$TPR^*$</TEX>-트리의 단말 노드를 액세스한 시점에 CBR 재조정의 필요여부를 점검하도록 함으로써 이러한 점검을 위한 추가적인 디스크 액세스 비용을 요구하지 않는다. 또한, CBR의 재조정이 필요한가의 여부를 판정하기 위하여 재조정을 위한 추가 비용과 향후의 질의 비용을 모두 고려하는 새로운 비용 모델을 정립한다. 제안된 기법을 통하여 갱신이 자주 발생하지 않는 경우에도 CBR의 비정상적인 확대를 방지할 수 있다. 제안된 기법의 성능 개선 효과를 정량적으로 검증하기 위하여 다양한 실험을 수행한다. 실험 결과에 의하면, 제안된 기법은 질의 처리 시 기존 기법과 비교하여 최대 40%이상의 성능 개선 효과를 보인다. Recently, with the advent of applications using locations of moving objects, it becomes crucial to develop efficient index schemes for spatio-temporal databases. The <TEX>$TPR^*$</TEX>-tree is most popularly accepted as an index structure for processing future-time queries. In the <TEX>$TPR^*$</TEX>-tree, the future locations of moving objects are predicted based on the CBR(Conservative Bounding Rectangle). Since the areas predicted from CBRs tend to grow rapidly over time, CBRs thus enlarged lead to serious performance degradation in query processing. Against the problem, we propose a new method to adjust CBRs to be tight, thereby improving the performance of query processing. Our method examines whether the adjustment of a CBR is necessary when accessing a leaf node for processing a user query. Thus, it does not incur extra disk I/Os in this examination. Also, in order to make a correct decision, we devise a cost model that considers both the I/O overhead for the CBR adjustment and the performance gain in the future-time owing to the CBR adjustment. With the cost model, we can prevent unusual expansions of BRs even when updates on nodes are infrequent and also avoid unnecessary execution of the CBR adjustment. For performance evaluation, we conducted a variety of experiments. The results show that our method improves the performance of the original <TEX>$TPR^*$</TEX>-tree significantly.