题目：Cache敏感的航天故障数据库存储管理研究与实现

故障数据库是空间平台健康管理的重要组成部分。目前航天故障数据的存储主要有两种方式，一种是采用文件系统的存储方式，该方式虽然可以应用于在轨运行的空间平台，但具有较差的数据共享性和独立性；另一种是基于传统数据库技术的航天故障数据地面存储方式（例如SQL Server），该方式目前很难应用于在轨空间平台，并且不能充分支持航天故障数据的特征表示。因此，本论文分析空间平台需要具备的高实时性、高可靠性和高稳定性，根据平台信息处理系统的在轨计算和储存能力，针对平台自主运行管理的健康管理应用需求，开展了空间平台故障数据库的存储管理研究和开发工作，其中主要包括Cache敏感的数据库索引管理和Cache敏感的数据存储管理。在Cache敏感的数据库索引管理方面，首先分析故障数据的实时性、关键性、存取频率和永久性等特征，研究并给出了内外存相结合的索引管理策略。然后基于Cache敏感技术，结合索引结构T树的特点，给出了一种Cache敏感的线索T树（Cache Sensitive Thread T-tree，简称CSTT树）构造方法，CSTT树能够提高T树的插入和查找效率。同时分析了基于批量数据集合的T树和CSB+树（Cache Sensitive B+-tree，简称CSB+树）标准插入算法，借鉴数据块加载的方式，根据块内数据之间或数据块之间的联系，提出了一种T树和CSB+树的块加载算法，该算法能够提高T树和CSB+树的加载速度及其存储空间利用率。在Cache敏感的数据存储管理方面，首先分析现有内存数据库和外存数据库的物理组织，结合航天故障数据的主要特征，描述了内外存相结合的数据库物理组织。然后根据数据记录字段之间联系，给出了Cache敏感的PAX（Cache Sensitive Partition Attributes Across，简称CS-PAX）存储模型、以及基于该模型的区段式存储管理方法，该存储管理方法有利于提高存储空间的利用率。根据上述研究工作，本论文设计实现了Cache敏感的航天故障数据库存储管理（简称GrandDB），并且在存储管理方面将GrandDB与开源数据库FastDB、SQLite分别进行了性能和实验比较。实验和比较结果表明：与只使用内存索引的FastDB和只使用外存索引的SQLite相比，GrandDB能够提高常驻内存数据的存取效率，并且能够有效降低系统运行占用的存储空间，较好地满足了空间平台在轨健康管理的应用需求。