Concurrent Implementation of Multidimensional Range Queries

Abstract

El problema de les cerques per rangs multidimensionals és un problema clàssic per al qual des de fa unes quantes dècades s'havien anat proposant i utilitzant multitud d'estructures de dades multidimensionals de diversa índole. No obstant això, treballs experimentals recents indiquen que gràcies a les característiques del hardware modern, un simple escanejat de totes les dades resulta més eficient, per a una àmplia gamma de cerques, que la utilització de les estructures de dades clàssiques. Però per a nosaltres, era difícil resignar-se a no poder trobar una solució millor que l'escanejat lineal. A més, la nostra intuïció ens indicava que havia d'haver alguna manera d'utilitzar tot el coneixement previ sobre estructures de dades multidimensionals per trobar una solució més eficient a aquest problema. Així doncs, en aquest treball proposem un nou mètode per resoldre el problema de les cerques per rang multidimensionals. La nostra proposta combina la utilització d'estructures de dades multidimensionals clàssiques com a part del preprocés per a crear bounding boxes, amb la utilització d'un dynamic pipeline per tractar les dades preprocessades i generar el resultat. Experimentalment, mostrem que el nostre mètode és, efectivament, més eficient que l'escanejat lineal de les dades en una àmplia gamma de conjunts de dades i diferents configuracions de rangs multidimensionals en fer les consultes.

The Multidimensional Range Query problem is a classic one for which for the last few decades a multitude of Multidimensional Data Structures of various kinds had been proposed and used. However, recent experimental work indicates that thanks to the characteristics of modern hardware, a simple scan of all data is more efficient for a wide range of searches than the use of data structures. But for us, it was difficult to resign ourselves to not being able to find a better solution than scanning. In addition, our intuition told us that there must be some way to use all previous knowledge about Multidimensional Data Structures to find a more efficient solution to this problem. Thus, in this paper, we propose a new method to solve the problem of Multidimensional Range Queries. Our proposal combines the use of classic Multidimensional Data Structures as part of the preprocess to create bounding boxes, with the use of a dynamic pipeline to process the preprocessed data and generate the result. Experimentally, we show that our method is, effectively, more efficient than the linear scanning of the data in a wide range of data sets and different multidimensional range configurations when making queries.