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图中心化跨模型数据集成与分析:统一多模型数据库中的GCDIA

材料科学 2026-03-03 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

图中心化跨模型数据集成与分析(Graph-centric Cross-model Data Integration and Analytics, GCDIA)指的是利用图模型作为中心范式,将异构数据模型(如关系模型和文档模型)中的相关信息集成在一起,随后执行复杂分析任务,如回归和相似度计算。随着现代应用生成越来越多样化的数据并远离简单检索,朝着更高级的分析目标(例如预测和推荐)发展,GCDIA变得越来越重要。现有的多模型数据库(MMDB)在支持GCDIA中的集成(GCDI)和分析(GCDA)方面难以有效实现。它们通常在没有针对GCDI的全局优化的情况下将图处理与其他模型分离,同时依赖基于元组的逐项执行来处理GCDA,导致性能和可扩展性有限。为此,我们提出了GredoDB,一个统一的MMDB,原生支持存储图、关系和文档模型,同时高效处理GCDIA。具体而言,我们设计了1)面向谓词感知遍历的拓扑和属性感知图算子,2)统一的GCDI优化框架以利用跨模型相关性,3)一种并行的GCDA架构以实现算子级执行。实验在广泛采用的数据基准M2Bench上表明,GredoDB在响应时间方面,GCDI实现了最高达107.89倍、平均10.89倍的加速,GCDA实现了最高达356.72倍、平均37.79倍的加速,与当前最先进的(SOTA)MMDB相比。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.01597,
  title  = {Time Resolved Study of Laser Induced Ultrafast Alloying Processes in Au/Pd Core Shell Nanorods},
  author = {Abhisakh Sarma and Jayanath C. P. Koliyadu and Romain Letrun and Egor Sobolev and Trupthi Devaiah C and Agnieszka Wrona and Katerina Doerner and Diogo V. M. Melo and Marco Kloos and Huijong Han and Marcin Sikorski and Konstantin Kharitonov and Juncheng E and Joana Valerio and Pralay K. Santra and Erik M. J. Johansson and Richard Bean and Chan Kim and Tokushi Sato},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.01597},
  year   = {2026}
}

备注

The submission consists of a single PDF file containing both the main text and the Supporting Information. The main text includes 20 pages and 5 figures, while the Supporting Information comprises 21 pages and 10 figures