CN114357375A - 一种数据查询方法、系统、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据查询方法、系统、设备及计算机可读存储介质，确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；基于原始一阶线性拟合函数确定各个分段区间点对应的元数据，并基于分段区间点及元数据构建目标查找表；获取查询请求，查询请求至少包括：目标数据；基于目标数据从目标查找表记录的各个分段区间点中，确定目标数据对应的目标区间点；基于目标区间点及对应的元数据来确定目标数据的目标查询结果。能够使目标查找表记录的元数据更贴近分段区间点在目标函数中的值，保证数据查询准确性。

Description

一种数据查询方法、系统、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，更具体地说，涉及一种数据查询方法、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

针对当前人工智能的计算，比如RNN、CNN等神经网络，在设计硬件计算器的时候，常用LUT(Lookup Table，查表)实现其中的激活函数计算，具体地，将LUT分为若干子区间，保存区间两端对应函数曲线上两端点连线的斜率和截距值，以此近似求得区间中的自变量对应的函数值，比如[x0,x1]为其中一子区间，LUT中保存对应的A、B两点连接直线段的斜率a和截距值b；计算时，当获取的x值落在[x0,x1]子区间内部时，从LUT中取出对应该子区间的a、b值，并计算ax+b结果作为y的近似值。但是，通过此种方式查找到的x值对应的y的近似值存在与真实值偏差较大的情况，使得数据查询准确性较差。

综上所述，如何提高数据查询的准确性是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种数据查询方法，其能在一定程度上解决如何提高数据查询的准确性的技术问题。本申请还提供了一种数据查询系统、设备及计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种数据查询方法，包括：

确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；

将所述目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；

确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；

基于所述原始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的元数据，并基于所述分段区间点及所述元数据构建所述目标查找表；

获取查询请求，所述查询请求至少包括：目标数据；

基于所述目标数据从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点；

基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果。

优选的，所述查询请求还包括：与所述目标数据对应的查询需求信息；

所述基于所述目标数据从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点，包括：

若所述查询需求信息表征低延时查询，则从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，将与所述目标数据最接近的所述分段区间点作为所述目标区间点；

所述基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果，包括：

将所述目标区间点在所述目标查找表中对应的元数据作为所述目标数据对应的所述目标查询结果。

优选的，所述查询请求还包括：与所述目标数据对应的查询需求信息；

所述基于所述目标数据从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点，包括：

若所述查询需求信息表征高精度查询，则从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，将与所述目标数据最接近的两个所述分段区间点作为所述目标区间点；

所述基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果，包括：

基于所述目标数据、所述目标区间点及所述目标区间点在所述目标查找表中对应的所述元数据进行插值计算，得到所述目标数据对应的所述目标查询结果。

优选的，所述基于所述目标数据、所述目标区间点及所述目标区间点在所述目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到所述目标数据对应的目标查询结果，包括：

通过第一运算公式，基于所述目标数据、所述目标区间点及所述目标区间点在所述目标查找表中对应的元数据，使用二进制浮点数格式计算得到第二数值；

确定所述目标查找表的所述分段区间长度，并确定所述分段区间长度相对于2的指数值；

若所述指数值为0，则将所述第二数值直接作为第三表示结果；若所述指数值大于0，则将所述第二数值的小数点左移目标位，得到第三表示结果，若所述指数值小于0，则将所述第二数值的小数点右移所述目标位，得到第三表示结果；其中，所述目标位的值与所述指数值的模值相等；

将所述第三表示结果转换为输出格式，得到所述目标查询结果；

所述第一运算公式包括：

其中，σ表示所述第二数值；x_t、x_t+1表示所述目标区间点；

表示x_t对应的所述元数据；

表示x_t+1对应的所述元数据；x表示所述目标数据。

优选的，所述基于所述原始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的元数据，包括：

判断所述目标函数是否存在对应的约束条件；若所述目标函数存在所述约束条件，则基于所述约束条件对所述原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足所述约束条件的初始一阶线性拟合函数；若所述目标函数不存在所述约束条件，则直接将所述原始一阶线性拟合函数作为初始一阶线性拟合函数；

基于所述初始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的所述元数据。

优选的，所述基于所述初始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的所述元数据，包括：

判断相邻所述分段区间上的所述初始一阶线性拟合函数是否连续，若不连续，则基于所述初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数，若连续，则将所述初始一阶线性拟合函数作为所述目标一阶线性拟合函数；将各个所述分段区间点在所述目标一阶线性拟合函数中的函数值作为对应的所述元数据。

优选的，所述确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数，包括：

基于第二运算公式，确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的所述原始一阶线性拟合函数；

所述第二运算公式包括：

h_t(x)＝α_tx+β_t；

其中，h_t(x)表示所述原始一阶线性拟合函数；F'(x)表示所述分段区间中自变量的概率分布函数的密度函数；x_t、x_t+1表示所述分段区间的两个所述分段区间点。

优选的，所述第二运算公式具体包括：

h_t(x)＝α_tx+β_t；

其中，h_t(x)表示所述原始一阶线性拟合函数；

表示[x_t,x_t+1]分段区间上的采样点，i＝1,2,...,m，

表示

在所述目标函数中的函数值；T表示转置。

优选的，所述基于所述约束条件对所述原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足所述约束条件的初始一阶线性拟合函数，包括：

基于所述约束条件、乘子变量、松弛变量构造调整函数；

对所述调整函数中各变量求导，并令各导数为零，得到目标参数；

基于所述目标参数对所述原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足所述约束条件的所述初始一阶线性拟合函数。

优选的，所述基于所述初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数，包括：

通过第三运算公式，基于所述初始一阶线性拟合函数得到连续的所述目标一阶线性拟合函数；

所述第三运算公式包括：

其中，

表示所述目标一阶线性运算函数；δ＝x_t+1-x_t，t＝0,1,...,n-1；当0＜t＜n时，

一种数据查询系统，包括：

参数确定模块，用于确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；

区间分段模块，用于将所述目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；

拟合函数确定模块，用于确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；

查找表构建模块，用于基于所述原始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的元数据，并基于所述分段区间点及所述元数据构建所述目标查找表；

查询请求获取模块，用于获取查询请求，所述查询请求至少包括：目标数据；

区间点确定模块，用于基于所述查询请求从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点；

查询结果确定模块，用于基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果。

一种数据查询设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一所述数据查询方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述数据查询方法的步骤。

通过以上方案可知，本申请提供的一种数据查询方法，包括确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；基于原始一阶线性拟合函数确定各个分段区间点对应的元数据，并基于分段区间点及元数据构建目标查找表；获取查询请求，查询请求至少包括：目标数据；基于目标数据从目标查找表记录的各个分段区间点中，确定目标数据对应的目标区间点；基于目标区间点及对应的元数据来确定目标数据的目标查询结果。

本申请中，在构建查找表的过程中，需确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数，相当于在各个分段区间上均对对应的目标函数进行了线性拟合，使得该分段区间的线性拟合函数更加贴近目标函数在各个分段区间上的特征，这样再基于原始一阶线性拟合函数确定各个分段区间点对应的元数据，并基于分段区间点及元数据构建目标查找表的话，能够使得基于构建的目标查找表记录的分段区间点的元数据进行计算所得插值能加贴近分段区间点在目标函数中的真实值，能够提高查找表的构建准确性，此外，在确定目标数据及查询需求信息之后，还需基于目标数据从目标查找表记录的各个分段区间点中，确定目标数据对应的目标区间点，并基于目标区间点及对应的元数据来确定目标数据的目标查询结果，可以保证数据查询的准确性。本申请提供的一种数据查询系统、设备及计算机可读存储介质也解决了相应技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种数据查询方法的流程图；

图2为本申请提供的数据查询方法中数据查询的示意图；

图3为tanh(x)函数对应的分段区间点的示意图；

图4为本申请提供的数据查询方法中目标查找表的构造流程图；

图5为使用线性插值近似得到目标函数值的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种数据查询系统的结构示意图；

图7为本发明实施例电子设备的硬件组成结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种数据查询方法的流程图。

本申请实施例提供的一种数据查询方法，可以包括以下步骤：

步骤S11：确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间。

实际应用中，可以先确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间。目标函数及目标查表区间的内容均可以根据实际需要确定，本申请在此不做具体限定。

步骤S12：将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点。

实际应用中，因为目标查找表记录的是各个分段区间点及对应的函数值，所以在确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间之后，便可以将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点。

步骤S13：确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数。

实际应用中，在将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点之后，为了使目标查找表记录的各个分段区间点及对应的元数据满足目标函数本身的特征，需确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数，也即在各个分段区间上均对相应的目标函数进行线性拟合来得到相应的一阶线性拟合函数。

步骤S14：基于原始一阶线性拟合函数确定各个分段区间点对应的元数据，并基于分段区间点及元数据构建目标查找表。

实际应用中，在确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数之后，便可以基于原始一阶线性拟合函数确定各个分段区间点对应的元数据，并基于分段区间点及元数据构建目标查找表，比如将分段区间点及对应的元数据保存在空白查找表中来构建目标查找表等。

步骤S15：获取查询请求，查询请求至少包括：目标数据。

实际应用中，在构建好目标查找表之后，便可以获取包含待查询的目标数据的查询请求，目标数据的类型可以根据实际需要确定，比如目标数据可以为与分段区间点性质相同的数据，或者可以转换为与分段区间点性质相同的数据等，本申请在此不做具体限定。

步骤S16：基于目标数据从目标查找表记录的各个分段区间点中，确定目标数据对应的目标区间点。

步骤S17：基于目标区间点及对应的元数据来确定目标数据的目标查询结果。

实际应用中，在确定目标数据之后，便可以基于目标数据从目标查找表记录的各个分段区间点中，确定目标数据对应的目标区间点，并基于目标区间点及对应的元数据来确定目标数据的目标查询结果。

本申请实施例提供的一种数据查询方法中，在构建查找表的过程中，需确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数，相当于在各个分段区间上均对对应的目标函数进行了线性拟合，使得该分段区间的线性拟合函数更加贴近目标函数在各个分段区间上的特征，这样再基于原始一阶线性拟合函数确定各个分段区间点对应的元数据，并基于分段区间点及元数据构建目标查找表的话，能够使得基于构建的目标查找表记录的分段区间点的元数据进行计算所得插值能加贴近分段区间点在目标函数中的真实值，能够提高查找表的构建准确性，此外，在确定目标数据及查询需求信息之后，还需基于目标数据从目标查找表记录的各个分段区间点中，确定目标数据对应的目标区间点，并基于目标区间点及对应的元数据来确定目标数据的目标查询结果，可以保证数据查询的准确性。

请参阅图2，图2为本申请提供的数据查询方法中数据查询的示意图。

本申请实施例提供的一种数据查询方法中，查询请求中还可以包括表征查询数据的性能信息的查询需求信息，相应的，数据查询过程可以包括以下步骤：

步骤S101：获取查询请求，查询请求至少包括：目标数据及查询需求信息。

步骤S102：解析查询需求信息。

步骤S103：若查询需求信息表征低延时查询，则从目标查找表记录的各个分段区间点中，将与目标数据最接近的分段区间点作为目标区间点，将目标区间点在目标查找表中对应的元数据作为目标数据对应的目标查询结果。

实际应用中，在查询需求信息表征低延时查询的情况下，此时需尽快查找到目标数据对应的目标查询结果，为此，可以直接从目标查找表记录的各个分段区间点中，将与目标数据最接近的分段区间点作为目标区间点，并将目标区间点在目标查找表中对应的元数据作为目标数据对应的目标查询结果。当然，在没有查询需求信息的情况下，也可以在确定目标数据之后，直接从目标查找表记录的各个分段区间点中，将与目标数据最接近的分段区间点作为目标区间点，并将目标区间点在目标查找表中对应的元数据作为目标数据对应的目标查询结果等，本申请在此不对基于查找表查找数据的过程进行具体限定，其可以根据实际需要灵活选择。

需要说明的是，为了尽可能多的保存数据，目标查找表中记录的数据是各个分段区间点及对应的数据值，以目标查找表记录tanh(x)函数上[0,4]区间的相应数据为例，假设分段区间的个数为32，每个分段区间长度为0.125，则目标查找表中记录的各个分段区间点可以如图3所示。

步骤S104：若查询需求信息表征高精度查询，则从目标查找表记录的各个分段区间点中，将与目标数据最接近的两个分段区间点作为目标区间点，基于目标数据、目标区间点及目标区间点在目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到目标数据对应的目标查询结果。

实际应用中，在查询需求信息表征高精度查询的情况下，此时需保证查询到的目标查询结果的精度，为此，可以从目标查找表记录的各个分段区间点中，将与目标数据最接近的两个分段区间点作为目标区间点，并基于目标数据、目标区间点及目标区间点在目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到目标数据对应的目标查询结果。当然，在没有查询需求信息的情况下，也可以在确定目标数据之后，直接将与目标数据最接近的两个分段区间点作为目标区间点，并基于目标数据、目标区间点及目标区间点在目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到目标数据对应的目标查询结果等，本申请在此不对基于查找表查找数据的过程进行具体限定，其可以根据实际需要灵活选择。

需要说明的是，在基于查询需求信息进行数据查询的过程中，如果目标数据直接与目标查找表中记录的某个分段区间点相同，则可以直接将该分段区间点在目标查找表中对应的元数据作为目标数据对应的目标查询结果，本申请在此不再赘述。

本申请实施例提供的一种数据查询方法中，获取待查询的目标数据及对应的查询需求信息；解析查询需求信息；若查询需求信息表征低延时查询，则从目标查找表记录的各个分段区间点中，将与目标数据最接近的分段区间点作为目标区间点，将目标区间点在目标查找表中对应的元数据作为目标数据对应的目标查询结果；若查询需求信息表征高精度查询，则从目标查找表记录的各个分段区间点中，将与目标数据最接近的两个分段区间点作为目标区间点，基于目标数据、目标区间点及目标区间点在目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到目标数据对应的目标查询结果。本申请中，在查询需求信息表征低延时查询时，可以直接将目标查找表中与目标数据最接近的分段区间点对应的元数据作为目标数据对应的目标查询结果，查询延时低，效率高；在查询需求信息表征高精度查询时，可以将目标查找表中与目标数据最接近的两个分段区间点作为目标区间点，并基于目标数据、目标区间点及目标区间点在目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到目标数据对应的目标查询结果，查询精度高，适用性好。

本申请提供的一种数据查询方法中，假设目标查找表中记录的各个分段区间点的示例为x_t，t表示分段区间点的标号，且t∈{0,1,...n}，n表示分段区间点的总个数，则在将与目标数据最接近的分段区间点作为目标区间点的过程中，可以通过公式

来确定目标区间点的标号，继而确定出目标区间点。

当然，还可以通过每个分段区间的长度涉及，将目标区间点的确定过程简化为移位运算来快速确定目标区间点的标号，比如可以将目标数据用16位二进制半浮点数(fp16)表示，得到第一表示结果；确定目标查找表的分段区间长度，并将分段区间长度用16位二进制半浮点数表示，得到第二表示结果；确定第一表示结果和第二表示结果的指数位差值；取出第一表示结果中小数部分的前指数位差值对应的第一数据；将第一数据左补1位“1”并转换为十进制数，得到第一数值，将下标与第一数值相同的分段区间点作为目标区间点。

为了便于理解，假设分段区间长度为0.125，目标数据为1.0625，则1.0625用16位二进制半浮点数(fp16)表示后，得到的第一表示结果为0011 1100 0100 0000，其中，左起2到6位为指数位，即01111；同理可知，0.125二进制半浮点数指数位为01100，两者相差为3；此时，从第一表示结果中取出小数部分的前3位，即左起7到9位，并左补1位“1”得1000，将其转为十进制，得到第一数值为8，此时x₈便为目标数据对应的目标区间点。

实际应用中，由牛顿一阶插值法得插值计算公式为：

对其变形后可得：

此时，

与

前后两部分是可以并行计算的，不会浪费时钟，而x_t+1-x_t为分段区间长度，其可以表示为2^q，q为整数，所以

不需要做除法计算，只需将右边

二进制浮点格式的计算结果的小数点移动|q|位即可得到最终结果，当q大于0时左移，q大于0时右移，q等于0时忽略移位操作，也即在基于目标数据、目标区间点及目标区间点在目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到目标数据对应的目标查询结果的过程中，也可以基于移位运算来快速确定目标查询结果，此时，需通过第一运算公式，基于目标数据、目标区间点及目标区间点在目标查找表中对应的元数据，使用二进制浮点数格式计算得到第二数值；确定目标查找表的分段区间长度，并确定分段区间长度相对于2的指数值；若指数值为0，则将第二数值直接作为第三表示结果；若指数值大于0，则将第二数值的小数点左移目标位，得到第三表示结果，若指数值小于0，则将第二数值的小数点右移目标位，得到第三表示结果；其中，目标位的值与指数值的模值相等；将第三表示结果转换为输出格式，比如转换为十进制数，得到目标查询结果；

第四运算公式包括：

其中，σ表示第二数值；x_t、x_t+1表示目标区间点；

表示x_t对应的元数据；

表示x_t+1对应的元数据；x表示目标数据。

为了便于理解，假设分段区间长度为2^-3，即0.125，此时，任何16位二进制格式的数值除以0.125的结果等于该二进制格式的数值右移小数点3位，假设除数为0.03125，用16位二进制半浮点数在硬件中的表示为：0010 1000 0000 0000；其小数点右移3位，也即将该数值对应指数位加3，即左起2到6位加3，得到结果为：0011 0100 0000 0000，转换为十进制数为0.25，也即0.03125与0.125的商为0.25。所以借助移位运算可以快速得到目标查询结果。

请参阅图4，图4为本申请提供的数据查询方法中目标查找表的构造流程图。

本申请提供的一种数据查询方法中，目标查找表的构造过程可以包括以下步骤：

步骤S201：确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间。

步骤S202：将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点。

步骤S203：确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数。

实际应用中，在将目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点之后，便可以确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数，比如可以通过最小二乘法来确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数等。

具体应用场景中，在确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数的过程中，对于非均匀分布的自变量，可以基于第二运算公式，确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；

第二运算公式包括：

h_t(x)＝α_tx+β_t；

其中，h_t(x)表示原始一阶线性拟合函数；F'(x)表示分段区间中自变量的概率分布函数的密度函数；x_t、x_t+1表示分段区间的两个分段区间点，此时分段区间为[x_t,x_t+1]。

具体应用场景中，在确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数，对于均匀分布的自变量，假设拟合误差假设服从均值为零的正态分布，根据极大似然估计，损失函数可写为：

表示[x_t,x_t+1]分段区间上的采样点，i＝1,2,...,m；

根据最小二乘法可知α_t,β_t＝arg min J(α_t,β_t)；根据正规方程求解后可得：

所以在基于第二运算公式，确定目标函数在各个分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数的过程中；第二运算公式可以具体为：

h_t(x)＝α_tx+β_t；

其中，h_t(x)表示原始一阶线性拟合函数；

表示[x_t,x_t+1]分段区间上的采样点，i＝1,2,...,m，

表示

在目标函数中的函数值；T表示转置。

步骤S204：判断目标函数是否存在对应的约束条件；若目标函数存在约束条件，则执行步骤S205；若目标函数不存在约束条件，则执行步骤S206。

步骤S205：基于约束条件对原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足约束条件的初始一阶线性拟合函数，执行步骤S207。

步骤S206：直接将原始一阶线性拟合函数作为初始一阶线性拟合函数，执行步骤S207。

实际应用中，在目标函数存在约束条件的情况下，还需基于约束条件对原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足约束条件的初始一阶线性拟合函数；而在目标函数不存在约束条件的情况下，则可以直接将原始一阶线性拟合函数作为初始一阶线性拟合函数。

具体应用场景中，在基于约束条件对原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足约束条件的初始一阶线性拟合函数的过程中，可以基于约束条件、乘子变量、松弛变量构造调整函数；通过拉格朗日乘子法，对调整函数中各变量求导，并令各导数为零，得到目标参数；基于目标参数对原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足约束条件的初始一阶线性拟合函数。

为零便于理解，以tanh(x)函数为例，其约束条件为

也即在分段区间[x_t,x_t+1]上需满足s.t.α_tx_t+β_t≥-1,α_tx_t+1+β_t≤1，此时引入乘子变量λ、松弛变量η后构造的调整函数便为：

；再根据拉格朗日乘子法，对调整函数中各变量求导，并令各导数为零，便可以得到目标参数α_t和β_t，进而便可以得到初始一阶线性拟合函数。

步骤S207：判断相邻分段区间上的初始一阶线性拟合函数是否连续，若不连续，则执行步骤S208；若连续，则执行步骤S209。

步骤S208：基于初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数，执行步骤S210。

步骤S209：将初始一阶线性拟合函数作为目标一阶线性拟合函数，执行步骤S210。

实际应用中，因为一个分段区间点参与了相邻两个分段区间的初始一阶线性拟合函数的构造，所以相邻两个分段区间上的初始一阶线性拟合函数应用是连续的，因此，本申请还需判断相邻分段区间上的初始一阶线性拟合函数是否连续，若不连续，则基于初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数；若连续，则将初始一阶线性拟合函数作为目标一阶线性拟合函数，以得到连续的目标一阶线性拟合函数，保证目标查找表中记录数据的连续性。

具体应用场景中，在基于初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数的过程中，可以通过第三运算公式，基于初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数；

第三运算公式包括：

其中，

表示所述目标一阶线性运算函数；δ＝x_t+1-x_t，t＝0,1,...,n-1；当0＜t＜n时，

步骤S210：将各个分段区间点在目标一阶线性拟合函数中的函数值作为对应的元数据。

步骤S211：基于分段区间点及元数据构建目标查找表。

实际应用中，在得到目标一阶线性拟合函数之后，便可以将各个分段区间点在目标一阶线性拟合函数中的函数值作为对应的元数据，并基于分段区间点及元数据构建目标查找表。目标查找表的格式可以如表1所示。

表1目标查找表示例

需要说明的是，如果分段区间内的目标函数曲线部分是凸函数或凹函数，此时直接保存原始一阶信息拟合函数中分段区间点对应的斜率和截距值的话，相对目标函数值的近似值的累计误差将随着计算次数的增加而单调递增，比如图5凸函数情况，任意子区间内亮点C和D，其对应的误差总和大于各自的误差，使得数据查询误差较大；而本申请的目标查找表并未直接存储分段区间点对应的斜率和截距，也不是直接存储分段区间点在目标函数上的函数值，而是存储分段区间点和分段区间点在目标一阶线性拟合函数中的函数值，且目标一阶线性拟合函数满足目标函数的约束条件，具有连续性，所以本申请的数据查询误差较低。此外，在各个分段区间内各分段区间点的误差水平不一且差异较大时，比如两个分段区间点对应自变量的目标函数值如用线段

近似，误差是不一样的，但是本申请的各个分段区间的目标一阶线性拟合函数是直接基于该分段区间的特征构造的，且相邻分段区间上连续，所以本申请还可以降低两个分段区间点间的误差水平。

请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种数据查询系统的结构示意图。

本申请实施例提供的一种数据查询系统，包括：

参数确定模块101，用于确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；

区间分段模块102，用于将所述目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；

拟合函数确定模块103，用于确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；

查找表构建模块104，用于基于所述原始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的元数据，并基于所述分段区间点及所述元数据构建所述目标查找表；

查询请求获取模块105，用于获取查询请求，查询请求至少包括：目标数据；

区间点确定模块106，用于基于所述目标数据从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点；

查询结果确定模块107，用于基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果。

本申请实施例提供的一种数据查询系统中各个模块的相关描述可以参阅上述实施例，在此不再赘述。

基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本发明实施例的方法，本发明实施例还提供了一种电子设备，图7为本发明实施例电子设备的硬件组成结构示意图，如图7所示，电子设备包括：

通信接口1，能够与其它设备比如网络设备等进行信息交互；

处理器2，与通信接口1连接，以实现与其它设备进行信息交互，用于运行计算机程序时，执行上述一个或多个技术方案提供的用户操作处理方法。而所述计算机程序存储在存储器3上。

当然，实际应用时，电子设备中的各个组件通过总线系统4耦合在一起。可理解，总线系统4用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统4除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标为总线系统4。

本发明实施例中的存储器3用于存储各种类型的数据以支持电子设备的操作。这些数据的示例包括：用于在电子设备上操作的任何计算机程序。

可以理解，存储器3可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器2旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器2中，或者由处理器2实现。处理器2可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器2中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器2可以是通用处理器、DSP，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器2可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器3，处理器2读取存储器3中的程序，结合其硬件完成前述方法的步骤。

处理器2执行所述程序时实现本发明实施例的各个方法中的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

在示例性实施例中，本发明实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体为计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的存储器3，上述计算机程序可由处理器2执行，以完成前述方法所述步骤。计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、终端和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例提供的数据查询系统、电子设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明请参见本申请实施例提供的数据查询方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种数据查询方法，其特征在于，包括：

确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；

将所述目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；

确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；

基于所述原始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的元数据，并基于所述分段区间点及所述元数据构建所述目标查找表；

获取查询请求，所述查询请求至少包括：目标数据；

基于所述目标数据从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点；

基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述查询请求还包括：与所述目标数据对应的查询需求信息；

所述基于所述目标数据从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点，包括：

若所述查询需求信息表征低延时查询，则从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，将与所述目标数据最接近的所述分段区间点作为所述目标区间点；

所述基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果，包括：

将所述目标区间点在所述目标查找表中对应的元数据作为所述目标数据对应的所述目标查询结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述查询请求还包括：与所述目标数据对应的查询需求信息；

所述基于所述目标数据从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点，包括：

若所述查询需求信息表征高精度查询，则从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，将与所述目标数据最接近的两个所述分段区间点作为所述目标区间点；

所述基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果，包括：

基于所述目标数据、所述目标区间点及所述目标区间点在所述目标查找表中对应的所述元数据进行插值计算，得到所述目标数据对应的所述目标查询结果。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标数据、所述目标区间点及所述目标区间点在所述目标查找表中对应的元数据进行插值计算，得到所述目标数据对应的目标查询结果，包括：

通过第一运算公式，基于所述目标数据、所述目标区间点及所述目标区间点在所述目标查找表中对应的元数据，使用二进制浮点数格式计算得到第二数值；

确定所述目标查找表的所述分段区间长度，并确定所述分段区间长度相对于2的指数值；

若所述指数值为0，则将所述第二数值直接作为第三表示结果；若所述指数值大于0，则将所述第二数值的小数点左移目标位，得到第三表示结果，若所述指数值小于0，则将所述第二数值的小数点右移所述目标位，得到第三表示结果；其中，所述目标位的值与所述指数值的模值相等；

将所述第三表示结果转换为输出格式，得到所述目标查询结果；

所述第一运算公式包括：

其中，σ表示所述第二数值；x_t、x_t+1表示所述目标区间点；

表示x_t对应的所述元数据；

表示x_t+1对应的所述元数据；x表示所述目标数据。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述原始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的元数据，包括：

判断所述目标函数是否存在对应的约束条件；若所述目标函数存在所述约束条件，则基于所述约束条件对所述原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足所述约束条件的初始一阶线性拟合函数；若所述目标函数不存在所述约束条件，则直接将所述原始一阶线性拟合函数作为初始一阶线性拟合函数；

基于所述初始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的所述元数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的所述元数据，包括：

判断相邻所述分段区间上的所述初始一阶线性拟合函数是否连续，若不连续，则基于所述初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数，若连续，则将所述初始一阶线性拟合函数作为所述目标一阶线性拟合函数；将各个所述分段区间点在所述目标一阶线性拟合函数中的函数值作为对应的所述元数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数，包括：

基于第二运算公式，确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的所述原始一阶线性拟合函数；

所述第二运算公式包括：

h_t(x)＝α_tx+β_t；

其中，h_t(x)表示所述原始一阶线性拟合函数；F'(x)表示所述分段区间中自变量的概率分布函数的密度函数；x_t、x_t+1表示所述分段区间的两个所述分段区间点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二运算公式具体包括：

h_t(x)＝α_tx+β_t；

其中，h_t(x)表示所述原始一阶线性拟合函数；

表示[x_t,x_t+1]分段区间上的采样点，i＝1,2,...,m，

表示

在所述目标函数中的函数值；T表示转置。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述约束条件对所述原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足所述约束条件的初始一阶线性拟合函数，包括：

基于所述约束条件、乘子变量、松弛变量构造调整函数；

对所述调整函数中各变量求导，并令各导数为零，得到目标参数；

基于所述目标参数对所述原始一阶线性拟合函数进行调整，得到满足所述约束条件的所述初始一阶线性拟合函数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始一阶线性拟合函数得到连续的目标一阶线性拟合函数，包括：

通过第三运算公式，基于所述初始一阶线性拟合函数得到连续的所述目标一阶线性拟合函数；

所述第三运算公式包括：

其中，

表示所述目标一阶线性运算函数；δ＝x_t+1-x_t，t＝0,1,...,n-1；当0＜t＜n时，

11.一种数据查询系统，其特征在于，包括：

参数确定模块，用于确定目标查找表对应的目标函数及目标查表区间；

区间分段模块，用于将所述目标查表区间进行分段，得到各个分段区间及对应的分段区间点；

拟合函数确定模块，用于确定所述目标函数在各个所述分段区间上对应的原始一阶线性拟合函数；

查找表构建模块，用于基于所述原始一阶线性拟合函数确定各个所述分段区间点对应的元数据，并基于所述分段区间点及所述元数据构建所述目标查找表；

查询请求获取模块，用于获取查询请求，所述查询请求至少包括：目标数据；

区间点确定模块，用于基于所述查询请求从所述目标查找表记录的各个所述分段区间点中，确定所述目标数据对应的目标区间点；

查询结果确定模块，用于基于所述目标区间点及对应的所述元数据来确定所述目标数据的目标查询结果。

12.一种数据查询设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述数据查询方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至10任一项所述数据查询方法的步骤。

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