III: Small: Regret-Bounded Query Evaluation via Reinforcement Learning

III:小:通过强化学习进行遗憾限制查询评估

基本信息

  • 批准号:
    1910830
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-01 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Database systems try to shield their users from the intricacies of data processing. Users specify queries at a high level of abstraction, describing desired results rather than the way in which they are generated. Hence, given a query, database systems need to find efficient data processing plans automatically. Those plans are generated based on simplifying assumptions about queries and data. All too often, those assumptions turn out to be overly simplistic and generated plans do not finish within reasonable amounts of processing time. In such cases, efficient processing plans must be generated manually, based on expert knowledge. This creates high overheads for organizations which employ database experts. Laymen users who have no access to such expertise may be unable to execute certain queries altogether. The proposed project will overcome those challenges by a novel approach to plan generation. This approach makes no simplifying assumptions and therefore guarantees near-optimal plans.The proposed work will explore the potential for "intra-query learning," a new approach combining query execution and plan generation. Intra-query learning divides the execution of a single query into many micro-episodes in which different plans are tried. Each episode serves two purposes. First, it generates query result fragments that will be collected to form complete query results. Second, it yields information on the quality of plan alternatives. This information will be leveraged to select better plans for the remaining episodes. The project will use methods from the area of reinforcement learning to select plans in each episode. Those methods offer formal guarantees on making near-optimal decisions under uncertainty. This project will translate such guarantees into guarantees on near-optimal expected processing cost. The research outcomes will be integrated into SkinnerDB, a novel database system designed from the ground up for robust performance without manual interventions. SkinnerDB will entirely abandon tools such as coarse-grained data statistics, or simplifying cost and cardinality models, that are traditionally used to select query plans. Instead, it will rely exclusively on reinforcement learning in combination with an execution engine that is tailored to the needs of intra-query learning. This will enable it to learn near-optimal plans from scratch even for queries that execute on freshly loaded data or contain newly introduced user-defined functions. Starting from a first approach showing promising performance, the project will explore various extensions such as parallel and distributed processing, query plan compilation, and disk-based data processing.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
数据库系统试图保护其用户免受数据处理的复杂性。用户在高抽象级别上指定查询,描述所需的结果,而不是生成结果的方式。因此,给定查询,数据库系统需要自动找到有效的数据处理计划。这些计划是基于对查询和数据的简化假设而生成的。这些假设往往过于简单,生成的计划无法在合理的处理时间内完成。在这种情况下,必须根据专业知识手动生成有效的处理计划。这为雇用数据库专家的组织带来了高昂的开销。没有访问这些专业知识的外行用户可能无法完全执行某些查询。拟议的项目将通过一种新的计划生成方法来克服这些挑战。这种方法没有简化的假设,因此保证接近最优的plannes.The拟议的工作将探索潜在的“内部查询学习”,一种新的方法相结合的查询执行和计划生成。查询内学习将单个查询的执行划分为许多微事件,在这些微事件中尝试不同的计划。每一集都有两个目的。首先,它生成查询结果片段,这些片段将被收集以形成完整的查询结果。第二,它产生关于计划备选方案质量的信息。这些信息将被用来为剩余的事件选择更好的计划。该项目将使用强化学习领域的方法来选择每集的计划。这些方法为在不确定情况下做出接近最优的决策提供了形式上的保证。该项目将把这种保证转化为对接近最佳预期加工成本的保证。研究成果将被集成到SkinnerDB中,SkinnerDB是一种全新的数据库系统,旨在实现强大的性能,无需人工干预。SkinnerDB将完全放弃诸如粗粒度数据统计或简化成本和基数模型等工具,这些工具传统上用于选择查询计划。相反,它将完全依赖于强化学习与执行引擎的结合,该执行引擎是根据查询内学习的需求量身定制的。这将使它能够从头开始学习接近最优的计划,即使是对于在新加载的数据上执行或包含新引入的用户定义函数的查询。从第一种表现出良好性能的方法开始,该项目将探索各种扩展,如并行和分布式处理,查询计划编译和基于磁盘的数据处理。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
SkinnerDB: Regret-bounded Query Evaluation via Reinforcement Learning
  • DOI:
    10.1145/3464389
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Immanuel Trummer;Junxiong Wang;Ziyun Wei;Deepak Maram;Samuel Moseley;Saehan Jo;Joseph Antonakakis;Ankush Rayabhari
  • 通讯作者:
    Immanuel Trummer;Junxiong Wang;Ziyun Wei;Deepak Maram;Samuel Moseley;Saehan Jo;Joseph Antonakakis;Ankush Rayabhari
Building learned federated query optimizers
构建学习型联合查询优化器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Victor Giannakouris, Immanuel Trummer
  • 通讯作者:
    Victor Giannakouris, Immanuel Trummer
Procrastinated Tree Search: Black-box Optimization with Delayed, Noisy, and Multi-fidelity Feedback
  • DOI:
    10.1609/aaai.v36i9.21280
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Junxiong Wang;D. Basu;Immanuel Trummer
  • 通讯作者:
    Junxiong Wang;D. Basu;Immanuel Trummer
Demonstrating UDO: A Unified Approach for Optimizing Transaction Code, Physical Design, and System Parameters via Reinforcement Learning
演示 UDO:通过强化学习优化交易代码、物理设计和系统参数的统一方法
UDO: Universal Database Optimization using Reinforcement Learning
  • DOI:
    10.14778/3484224.3484236
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Junxiong Wang;Immanuel Trummer;D. Basu
  • 通讯作者:
    Junxiong Wang;Immanuel Trummer;D. Basu
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Immanuel Trummer其他文献

AggChecker: A Fact-Checking System for Text Summaries of Relational Data Sets
AggChecker:关系数据集文本摘要的事实检查系统
  • DOI:
    10.14778/3352063.3352104
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Saehan Jo;Immanuel Trummer;Weicheng Yu;Xuezhi Wang;Cong Yu;Daniel Liu;Niyati Mehta
  • 通讯作者:
    Niyati Mehta
Generating highly customizable python code for data processing with large language models
  • DOI:
    10.1007/s00778-025-00900-4
  • 发表时间:
    2025-01-31
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.800
  • 作者:
    Immanuel Trummer
  • 通讯作者:
    Immanuel Trummer
Multi-objective parametric query optimization
多目标参数查询优化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Immanuel Trummer;Christoph E. Koch
  • 通讯作者:
    Christoph E. Koch
BABOONS: Black-Box Optimization of Data Summaries in Natural Language
  • DOI:
    10.14778/3551793.3551846
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Immanuel Trummer
  • 通讯作者:
    Immanuel Trummer
Can Large Language Models Predict Data Correlations from Column Names?
  • DOI:
    10.14778/3625054.3625066
  • 发表时间:
    2023-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Immanuel Trummer
  • 通讯作者:
    Immanuel Trummer

Immanuel Trummer的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Immanuel Trummer', 18)}}的其他基金

CAREER: Mining Hints from Text Documents to Guide Automated Database Performance Tuning
职业:从文本文档中挖掘提示来指导自动数据库性能调优
  • 批准号:
    2239326
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

CSR: Small: Leveraging Physical Side-Channels for Good
CSR:小:利用物理侧通道做好事
  • 批准号:
    2312089
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Small: NSF-DST: Modernizing Underground Mining Operations with Millimeter-Wave Imaging and Networking
NeTS:小型:NSF-DST:利用毫米波成像和网络实现地下采矿作业现代化
  • 批准号:
    2342833
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CPS: Small: NSF-DST: Autonomous Operations of Multi-UAV Uncrewed Aerial Systems using Onboard Sensing to Monitor and Track Natural Disaster Events
CPS:小型:NSF-DST:使用机载传感监测和跟踪自然灾害事件的多无人机无人航空系统自主操作
  • 批准号:
    2343062
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Reservoir Computing with Ion-Channel-Based Memristors
合作研究:FET:小型:基于离子通道忆阻器的储层计算
  • 批准号:
    2403559
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
オミックス解析を用いたブドウ球菌 small colony variants の包括的特徴づけ
使用组学分析全面表征葡萄球菌小菌落变体
  • 批准号:
    24K13443
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
AF: Small: Problems in Algorithmic Game Theory for Online Markets
AF:小:在线市场的算法博弈论问题
  • 批准号:
    2332922
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Algorithmic Self-Assembly with Crisscross Slats
合作研究:FET:小型:十字交叉板条的算法自组装
  • 批准号:
    2329908
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Small: ML-Driven Online Traffic Analysis at Multi-Terabit Line Rates
NeTS:小型:ML 驱动的多太比特线路速率在线流量分析
  • 批准号:
    2331111
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331302
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331301
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了