● 摘要
综合自然环境（SNE, Synthetic Natural Environment）是包括地形、大气、海洋和空间等在内的整个自然环境领域，其建模与仿真是分布交互仿真支撑环境的关键技术之一。数据库技术一直是综合自然环境的重要支撑技术，是影响综合自然环境仿真系统性能瓶颈的关键因素。高性能的内存数据库技术是提高仿真系统数据库访问性能的重要手段。 本文首先研究了内存数据库的各个关键技术，包括索引技术、数据存储技术、日志记录与恢复技术、并发控制技术、接口设计技术等。并主要研究了其中的内存数据库索引技术。首先，研究并实现了几种传统的树形索引结构，如B树、B+树、T树等，然后，通过分析研究缓存敏感程序设计方法，研究了两种基于传统树形索引结构而提出的缓存敏感索引结构CSB+树和CST树的设计思想以及它们的特点与不足。最后，基于这两种数据结构的思想，提出了一种全新的缓存敏感树形索引结构CSBT树，分析了其基本思想、优点和适用情况，并实验比较了其与其他索引结构的性能。 其次，本文选取了一款性能优异的内存数据库产品Berkeley DB，结合内存数据库关键技术的研究，对其的特点与性能进行了详细的研究与测试。 最后，本文面向综合自然环境仿真大气环境运行时数据库的应用需求，分析了大气环境数据的特点，数据的组织结构和性能要求，并基于Berkeley DB数据库产品，实现了一个大气环境运行时数据库系统，实现了大气数据在内存数据库中的高效存储与管理，可以提供仿真实体高效的数据库访问功能。