- LÝ THUYẾT CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN VÀ KỸ THUẬT PHÂN TÁN DỮ LIỆU. - Khái niệm và định nghĩa cơ sở dữ liệu phân tán. - Tổng quan cơ sở dữ liệu phân tán. - Khái niệm và sự cần thiết phân mảnh dữ liệu. - Kỹ thuật phân mảnh ngang dữ liệu. - Khái niệm phân mảnh ngang dữ liệu. - Kỹ thuật phân mảnh dọc dữ liệu. - Bài toán phân bố dữ liệu. - Mô hình phân bố dữ liệu. - Xử lý truy vấn phân tán dữ liệu. - Vấn đề xử lý truy vấn. - Phân rã truy vấn. - XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỮ LIỆU PHÂN TÁN CHO PHẦN MỀM QUẢN LÝ LHS LÀO. - Thiết kế cơ sở dữ liệu Quản lý LHS Lào. - Quy trình thiết kế dữ liệu phân tán. - Phân bố dữ liệu phân tán. - Mẫu dữ liệu. - Mẫu quan hệ giữa các bảng. - Quy trình xử lý dữ liệu phân tán. - 47 Bảng 3.3: Các bảng mẫu dữ liệu. - Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu về lĩnh vực phương pháp điểm chuẩn (Benchmark), xác định tầm quan trọng, vai trò của điểm chuẩn trong kỹ thuật phần mềm và các vấn đề liên quan đến cơ sở dữ liệu phân tán. - Mô hình hệ thống phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu trong bài toán Quản lý LHS lào. - Nhiệm vụ thứ hai: Tìm hiểu phương pháp đo lường giá trị và điểm chuẩn (Benchmarking) tính năng của hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán. - Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng để xây dựng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu lưu học sinh của Lào và thử nghiệm đánh giá hiệu năng của phần mềm này. - Đối tượng này bao gồm một bản ghi, với một số thuộc tính, chứa thông tin về sự xuất hiện, giống như một hàng trong một cơ sở dữ liệu quan hệ. - LÝ THUYẾT CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN VÀ KỸ THUẬT PHÂN TÁN DỮ LIỆU 2.1. - Khái niệm và định nghĩa cơ sở dữ liệu phân tán 2.1.1. - Nhu cầu thu thập, lưu trữ, xử lý và trao đổi thông tin ngày càng tăng, các hệ thống xử lý dữ liệu tập trung đã có những nhược điểm như sau. - Độ sẵn sàng của cơ sở dữ liệu không cao khi số người sử dụng tăng. - Dưới đây là ba qui tắc phải tuân thủ khi phân mảnh cơ sở dữ liệu quan hệ. - Mục dữ liệu có thể hiểu là bộ trong phân mảnh ngang và thuộc tính trong phân mảnh dọc [2]. - Kỹ thuật phân mảnh ngang dữ liệu 2.4.1. - Khái niệm phân mảnh ngang dữ liệu Phân mảnh ngang chính là việc chia quan hệ thành nhiều mảnh quan hệ khả hợp. - Mỗi mảnh quan hệ bao gồm nhóm bộ dữ liệu của một điều kiện logic. - Thông tin cần thiết của phân mảnh ngang a) Thông tin về cơ sở dữ liệu: là các thông tin về lược đồ khái niệm toàn cục của hệ cơ sở dữ liệu. - Trong mô hình quan hệ thực thể (ER), các mối liên hệ giữa các đối tượng cơ sở dữ liệu được mô tả rõ ràng hơn. - Nhìn chung mối quan hệ giữa các đối tượng trong cơ sở dữ liệu thường mô tả bằng các mối quan hệ một - một, một - nhiều và mối quan hệ nhiều - nhiều. - Tần số ứng dụng người sử dụng truy xuất dữ liệu. - Kỹ thuật phân mảnh dọc dữ liệu 2.5.1. - Trong các phần tiếp theo, chỉ thảo luận về kỹ thuật tách mảnh vì nó thích hợp với phương pháp thiết kế cơ sở dữ liệu phân tán từ trên xuống. - Trong các hệ cơ sở dữ liệu phân tán, các mảnh không gối chồng lên nhau được quan tâm, nghiên cứu. - Các câu truy vấn Q sẽ chạy trên quan hệ R(A1, A2. - được hiểu là câu truy vấn qi được chạy trên cơ sở dữ liệu. - trên quan hệ R. - Bài toán phân bố dữ liệu 2.6.1. - o Thực hiện đơn giản trên các mô hình ứng dụng trong tập hệ thống chỉ có các ứng dụng thực hiện “truy nhập từ xa” trong khi các ứng dụng cơ sở dữ liệu phân tán làm phức tạp vấn đề sử dụng dữ liệu. - Vì vậy vấn đề đặt ra là phân bố dữ liệu sao cho tối ưu đối với các ứng dụng. - Điều này yêu cầu tối ưu các giải pháp phân bố dữ liệu cho các ứng dụng quan trọng. - Bài toán phân bố Giả sử có một tập các mảnh dữ liệu F = {F1, F2. - Bài toán phân bố dữ liệu được phát biểu như sau: “Tìm một phân phối cho tập các mảnh F cho các vị trí S sao cho khi thực hiện các ứng dụng Q là tối ưu. - Giả sử rằng chi phí truyền khi cập nhật và truy xuất dữ liệu là khác nhau. - Đặc tả trên là đơn giản và không thích hợp cho việc thiết kế cơ sở dữ liệu phân tán, có độ phức tạp là NP đầy đủ. - Chi phí đơn vị để lưu trữ dữ liệu tại vị trí Sk được ký hiệu là USCk. - Chi phí truyền được định nghĩa theo đơn vị khung dữ liệu (Frame). - Bài toán phân bố dữ liệu tổng quát có tính phức tạp đáng kể. - Xử lý truy vấn phân tán dữ liệu Giới thiệu tổng quan về xử lý truy vấn trong các hệ cơ sở dữ liệu quan hệ phân tán. - Bộ xử lý truy vấn cung cấp các phương tiện cho người sử dụng có thể xây dựng các câu truy vấn và thực hiện tối ưu hoá truy vấn trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán DDBMS. - Quá trình tối ưu hoá truy vấn có thể thực hiện khi các hệ quản trị cơ sở dữ liệu DBMS tập trung và phân tán. - Xây dựng một câu truy vấn, người sử dụng không cần phải xác định chính xác thứ tự các thao tác thực hiện mà do một thực thể trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu thực hiện, bộ xử lý truy vấn (Query processor). - Cơ sở của truy vấn dữ liệu là các phép tính quan hệ và đại số quan hệ được sử dụng rộng rãi trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán. - Các quan hệ phân tán được cấp phát phân tán trên mạng máy tính, vì vậy trong thiết kế cơ sở dữ liệu phân tán, định nghĩa các mảnh quan hệ phải làm tăng tính cục bộ tham chiếu, có như vậy mới làm tăng quá trình xử lý các câu truy vấn. - Xử lý truy vấn phân tán là quá trình chuyển đổi câu truy vấn ngôn ngữ bậc cao trên cơ sở dữ liệu phân tán thành một chuỗi các thao tác của đại số quan hệ trên các mảnh phân tán. - Dữ liệu cần truy xuất phải được cục bộ hóa để có thể thao tác trên các quan hệ mảnh. - Tóm lại câu truy vấn phân tán là một chuỗi các thao tác dữ liệu được thực hiện trên các mảnh quan hệ phân rã. - Và câu truy vấn. - Như vậy các phép toán đại số quan hệ trong biểu thức (1) phải thực hiện trên một quan hệ kích thước lớn, cần phải tiêu tốn nhiều không gian lưu trữ và rất nhiều thời gian để truy nhập và xử lý dữ liệu. - Trong trường hợp cơ sở dữ liệu tập trung, việc chuyển đổi câu truy vấn sang các phép đại số quan hệ được tiến hành một cách thuận lợi. - Nó phải được cung cấp thêm các thao tác để chuyển đổi dữ liệu giữa các vị trí. - Giải pháp B: Tập trung tất cả các dữ liệu trong toán hạng tại vị trí kết quả trước khi xử lý truy vấn. - Các vị trí truyền dữ liệu các mảnh, không qua xử lý về cho vị trí 5 và tại đây bộ xử lý truy vấn phải thực hiện các phép toán đại số quan hệ. - 37 Bài toán xử lý phân tán có thể phát biểu như sau: Cho trước một câu truy vấn dưới dạng các phép tính quan hệ trên một cơ sở dữ liệu phân tán, hãy xác định một chiến lược thực thi tương ứng, bao gồm một chuỗi các phép đại số quan hệ có thứ tự sao cho hạ thấp tối đa hàm chi phí theo chi phí nhập/xuất các mục dữ liệu, chi phí không gian bộ nhớ lưu trữ và chitrao đổi thông tin giữa các vị trí. - Một chiến lược thực thi được xác định theo các phép toán đại số quan hệ và các thao tác truyền dữ liệu được áp dụng cho cơ sở dữ liệu cục bộ (trên các mảnh). - Ngôn ngữ mức cao có thể hiểu là các phép tính quan hệ, các ngôn ngữ mức thấp là sự mở rộng của đại số quan hệ và các thao tác truyền dữ liệu giữa các vị trí dữ liệu. - Chỉ số đánh giá chi phi sử dụng tài nguyên mạng hoặc là tổng thời gian xử lý các thao tác truy vấn tại các vị trí khác nhau và việc truyền dữ liệu giữa các vị trí. - Chi phí truyền thông là một trong các nhân tố quan trọng, được quan tâm trong cơ sở dữ liệu phân tán. - Phân rã truy vấn Một lược đồ tổng quát để xử lý truy vấn dữ liệu phân tán gồm 4 tầng, trong đó 2 tầng đầu có chức năng phân rã câu truy vấn (Query Decomposition) và cục bộ hoá dữ liệu (Data Location). - Vì vậy các kỹ thuật phân rã được áp dụng trong tầng này là những kỹ thuật của các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ tập trung. - XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỮ LIỆU PHÂN TÁN CHO PHẦN MỀM QUẢN LÝ LHS LÀO 3.1. - Thiết kế cơ sở dữ liệu Quản lý LHS Lào 3.2.1. - Có hai chiến lược thiết kế các hệ cơ sở dữ liệu phân tán chủ yếu. - Thiết kế phân tán dữ liệu theo mô hình từ trên xuống (Top-Down. - Thiết kế phân tán dữ liệu theo mô hình từ dưới lên (Bottom-Up). - Người sử dụng khác nhau có khung nhìn dữ liệu khác nhau. - Quy trình thiết kế dữ liệu phân tán Hình 3.6: Quá trình thiết dữ liệu phân tán hệ thống Quản lý LHS Lào. - Phân bố dữ liệu phân tán Khi dữ liệu được phân bố, có thể không nhân bản hoặc có thể được nhân bản. - Đặc biệt có thể truy xuất cơ sở dữ liệu khi gặp sự cố. - Hơn nữa các câu truy vấn đọc truy xuất đến cùng một mục dữ liệu có thể cho thực hiện song song vì các bản sao có mặt tại nhiều vị trí. - Việc cấp phát dữ liệu phải được thực hiện sao cho thỏa mãn hai yêu cầu sau: o Chi phí nhỏ nhất: Thời gian trao đổi thông tin và sử dụng bộ nhớ nhỏ nhất. - Mẫu quan hệ giữa các bảng 52 Hình 3.7: Quan hệ các bảng trong cơ sở dữ liệu 3.3. - Trong chương này, chúng ta đã xây dựng mô hình mẫu dữ liệu, mẫu quan hệ giữa các bảng và các yêu cầu quản lý của hệ thống Quản lý LHS Lào cùng với quy trình thiết kế để phân bố cơ sở dữ liệu phân tán. - Đấu vào là một câu truy cấn trên dữ liệu phân tán mà Bộ giáo dục và thể thao Lào đặt ra để truy vấn các thông tin dữ liệu họ muốn biết. - Câu truy vấn phân tán được đặt trên các quan hệ toàn cục, nghĩa là các chi tiết của dữ liệu phân tán 54 được các hệ quản trị cơ sở dữ liệu của sinh viên ở Đại sứ quán Lào. - Mô hình lược đồ gồm bốn tầng được ánh xạ xâu truy vấn phân tán thành một chuỗi các thao tác cục bộ được tối ưu hóa, hoạt động trên cơ sở dữ liệu cục bộ. - Phân rã truy vấn và cục bộ hóa dữ liệu tương ứng với việc viết lại truy vấn. - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: SQL Server 2008. - Cấu hình máy ảo cơ sở dữ liệu: CPU: i7-3612 QM @ 2.10GHz, Cache: 6 MB. - Thực nghiệm đo đánh giá các giá trị tính năng Điểm chuẩn vi mô Sử dụng bộ công cụ của Microsoft SQL là Server Profiler để theo dõi hiệu năng và Tuning Advisor để cải thiện hiệu năng cơ sở dữ liệu. - Tối ưu hóa câu lệnh SQL trong các mệnh đề join và các phép union, group để đảm bảo cải thiện hiệu năng cơ sở dữ liệu. - Về mặt ứng dụng: Sử dụng các chuẩn Benchmark, một số công cụ Server Profiler, Performance Monitor, Tuning Advisor để theo dõi, đánh giá hiệu năng của cơ sở dữ liệu. - Phạm Thế Quế, “Cơ sở dữ liệu phân tán”, NXB Thông tin và truyền thông, Mã số: GD 26 HM 09 năm 2009
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt