[发明专利]一种数据查找方法

说明书

本发明涉及一种数据查找方法，所述数据采用分形树原理来组织存储，包括以下步骤：CPU接收数据读取请求；先在Cache Line中查找所请求的数据；若Cache line中命中，则读取数据并查找结束；若Cache Line中没有命中，则通过数值比较，确定数据在CPU Cache中的可能存储位置；根据CPU Cache的可能存储位置，到CPU Cache中的相应区间上，查找数据；若在CPU Cache中命中，则读取数据并查找结束；若在CPU Cache中没有命中，则经过数值比较，确定数据在内存中的可能存储位置；根据该位置，在内存中相应区间中查找；若在内存中命中，则读取命中数据并查找结束；若在内存中未命中，则进一步到硬盘中查找。本方法能减少缓存和内存之间数据交换的次数，进而提高CPU速度。

技术领域

本发明涉及数据检索技术领域，尤其涉及一种数据查找方法。

背景技术

计算机的硬件系统主要由CPU、存储器、输入输出控制系统和各种外部设备组成。CPU是对信息进行高速运算处理的主要部件，其处理速度可达每秒几亿次以上操作，为了保证CPU可以迅速取得可处理数据，所以在CPU内部设有CPU缓存，用于与内存交互。内存主要用于储存一些临时文件，具有快速交互的特点。而硬盘具有断电后也可以保存数据的特点，所以其对数据的读取和保存速度慢于内存。

在大数据时代，系统进行数据检索一般是海量数据(万亿字节级别，10³倍于GB)。当CPU在CPU缓存中无法查找到所需的数据，则需要到内存中重新加载数据；当内存中也无法查找到所需的数据，则需要到硬盘中查找，由此产生的数据交换行为是数据查找运算速度的瓶颈之一。因此，CPU缓存与内存间的数据交互、内存与硬盘间的数据交互，极大的限制了CPU计算速度的发挥。

现有技术中，为了克服内存与硬盘的交互速度上来带的效能损失，采用了增加内存数量或将一部分组件放置于内存上的方式来克服。但是由于算法问题，目前，没有很好的克服缓存与内存间数据交互的问题。本发明提供一种数据查找方法，克服CPU缓存容量有限的情况下很难一次加载全部数据，因此需要多次从内存读取，进而导致数据查找速度慢的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种数据查找方法，用以解决现有方法需要多次从内存读取，进而导致数据查找速度慢的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

提供一种数据查找方法，所述数据采用分形树原理来组织数据存储，方法包括以下步骤：

步骤S1.CPU接收数据读取请求；

步骤S2.CPU在Cache Line中查找所请求的数据；若在Cache line中命中，则读取数据，并查找结束；若在Cache Line中没有命中，则通过数值比较，确定数据在CPU Cache中的取值空间位置，并进行下一步；

步骤S3.根据CPU Cache中的取值空间位置，到CPU Cache中分形树的相应区间上，查找数据；若在CPU Cache中命中，则读取数据，并查找结束；若在CPU Cache中没有命中，则经过数值比较，确定数据在内存中的取值空间位置，并进行下一步；

步骤S4.根据内存中的取值空间位置，在内存中分形树的相应区间中查找；若在内存中命中，则读取命中数据，并查找结束；若在内存中未命中，则进一步到硬盘中进行查找。

其中，所述采用分形树原理来组织数据存储是：

从第n+1个数开始，以n+1为间距、等距选取的n个数；以该n个数据组成根节点，n个数将数轴划分为n+1个取值空间，根节点的每个子节点对应一个取值空间，将其余数放在对应取值空间的节点中，且等距离、有序排列，以此建立一级分形树，该一级分形树能覆盖m＝(n+1)²-1个值；再以一级分形树中的m个数作为一组，采用上述方法建立二级分形树，并以此扩展，建立第n级分形树；