Cơ sở dữ liệu phân tán

Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh MỤC LỤC CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1.CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Lợi điểm Hệ sở liệu phân tán 1.2.QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN CHƢƠNG II QUẢN TRỊ TƢƠNG TRANH 2.1 MÔ HÌNH XỬ LÍ GIAO TÁC 2.1.1 Các định nghĩa 2.1.2 Mô hình xử lý giao tác tập trung 2.1.3 Mô hình xử lý giao tác phân tán 10 2.2 PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TƢƠNG TRANH 11 2.2.1 Tính khả 13 2.2.2 Mô hình điều khiển tương tranh 15 2.2.3 Thời gian nhãn thời gian CSDL phân tán 17 2.3 CÁC KỸ THUẬT ĐIỂU KHIỂN TƢƠNG TRANH 19 2.3.1 Các kỹ thuật đồng hóa dựa khóa hai pha 19 2.3.2 Quá trình thực 2PL 19 2.3.3 Kỹ thuật 2PL chép 20 2.3.4 Kỹ thuật 2PL biểu 20 2.3.5 Kỹ thuật 2PL tập trung 21 2.3.6 Phát ngăn chặn tắc nghẽn 21 2.4 CÁC KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ HÓA DỰA TRÊN TRẬT TỰ NHÃN THỜI GIAN 26 2.4.1 Sự thực T/O 26 2.4.2 Luật ghi Thomas 29 2.4.3 Đa phiên T/O 30 2.4.4 Duy trì T/O 32 2.4.5 Quản lý nhãn thời gian 36 2.5 DC-ROLL 36 2.5.1 ROLL (Request Order Linked List ) 37 2.5.2 Kiến trúc chu trình liệu gốc 39 2.5.3 DC-ROLL 40 Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1.CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1.1 Khái niệm Vì yêu cầu công ty, doanh nghiệp, đơn vị kinh doanh vấn đề tổ chức cho kinh doanh có hiệu nắm bắt thông tin nhanh sở công ty địa điểm xa xây dựng hệ thống làm việc sở liệu phân tán phù hợp xu hƣớng hệ thống thoả mãn đƣợc yêu cầu tổ chức đơn vị Lợi điểm tổ chức kỹ thuật xu hƣớng phát triển sở liệu phân tán là: giải đƣợc hạn chế sở liệu tập trung phù hợp xu hƣớng phát triển tự nhiên với cấu không tập trung tổ chức, công ty doanh nghiệp Nói tóm lại, sở liệu (CSDL) phân tán tập hợp liệu, mà mặt logic tập hợp thuộc hệ thống, nhƣng mặt vật lý liệu đƣợc trải vị trí khác mạng máy tính Nhƣ có hai vấn đề sở liệu phân tán với tầm quan trọng tƣơng đƣơng nhau: Việc phân tán : Trong thực tế liệu không đặt vị trí đặc điểm để phân biệt sở liệu phân tán với sở liệu tập trung sở liệu đơn lẻ Liên quan logic : Trong sở liệu phân tán, liệu có số đặc tính liên kết chặt chẽ với nhƣ tính kết nối, tính liên quan logíc Trong sở liệu tập trung, vị trí quản lý sở liệu ngƣời sử dụng phải truy cập đến sở liệu vị trí khác để lấy thông tin tổng hợp 1.1.2 Lợi điểm Hệ sở liệu phân tán Có nhiều nguyên nhân để phát triển sở liệu phân tán nhƣng trung lại gồm điểm sau đây: Lợi điểm tổ chức tính kinh tế:tổ chức phân tán nhiều chi nhánh dùng sở liệu phân tán phù hợp với tổ chức kiểu Với vai trò động lực thúc đẩy kinh tế thƣơng mại phát triển rộng hơn, việc phát triển trung tâm máy tính phân tán nhiều vị trí trở thành nhu cầu cần thiết Tận dụng sở liệu sẵn có: Hình thành sở liệu phân tán từ Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh sở liệu tập trung có sẵn vị trí địa phƣơng Thuận lợi cho nhu cầu phát triển: Xu hƣớng dùng sở liệu phân tán cung cấp khả phát triển thuận lợi giảm đƣợc xung đột chức đơn vị tồn giảm đƣợc xung đột chƣơng trình ứng dụng truy cập đến sở liệu Với hƣớng tập trung hoá, nhu cầu phát triển tƣơng lai gặp khó khăn Giảm chi phí truyền thông: Trong sở liệu phân tán chƣơng trình ứng dụng đặt địa phƣơng giảm bớt đƣợc chi phí truyền thông thực cách khai thác sở liệu chỗ Tăng số công việc thực hiện:Hệ sở liệu phân tán tăng số lƣợng công việc thực qua áp dụng nguyên lý xử lý song song với hệ thống xử lý đa nhiệm Tuy nhiên sở liệu phân tán có tiện lợi việc phân tán liệu nhƣ tạo chƣơng trình ứng dụng phụ thuộc vào tiêu chuẩn mở rộng vị trí làm cho nơi xử lý hỗ trợ lẫn Do tránh đƣợc tƣợng tắc nghẽn cổ chai mạng truyền thông dịch vụ thông thƣờng toàn hệ thống Tính dễ hiểu sẵn sàng: Hƣớng phát triển sở liệu phân tán nhằm đạt đƣợc tính dễ hiểu tính sẵn sàng cao Tuy nhiên để đạt đƣợc mục tiêu dễ làm đòi hỏi sử dụng kỹ thuật phức tạp Khả xử lý tự trị điểm làm việc khác không đảm bảo tính dễ sử dụng Hai nguyên nhân mặt kỹ thuật đáp ứng cho phát triển hệ sở liệu phân tán: - Công nghệ tạo máy tính nhỏ tảng phần cứng có khả phục vụ xây dựng hệ thống thông tin phân tán - Kỹ thuật thiết kế hệ sở liệu phân tán đƣợc phát triển vững dựa hai kỹ thuật thiết kế Top-down Bottom-up từ năm thập kỷ 60 Kỹ thuật thiết kế sở liệu phân tán phức tạp nhƣng hệ sở liệu phân tán cần thiết cho xu hƣớng phát triển kinh tế 1.2.QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN Hệ quản trị sở liệu phân tán cung cấp công cụ nhƣ tạo lập quản lý sở liệu phân tán Phân tích đặc điểm hệ thống quản trị sở liệu phân tán nhƣ dƣới để phân biệt hệ thống phát triển theo kiểu thƣơng mại có sẵn kiểu mẫu phân tán Hệ thống phát triển theo kiểu thƣơng mại có sẵn đƣợc phát triển ngƣời cung cấp hệ sở liệu tập trung Hệ sở liệu tập trung mở rộng Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh cách thêm vào phần bổ xung qua cách cung cấp thêm đƣờng truyền điều khiển hệ quản trị sở liệu tập trung cài đặt điểm khác mạng máy tính Những phần mềm cần thiết cho việc xây dựng sở liệu phân tán là: Phần quản lý sở liệu ( Database Management -DB ) Phần truyền thông liệu (Data Communication - DC) Từ điển liệu đƣợc mở rộng để thể thông tin phân tán liệu mạng máy tính (Data Dictionary - DD) Phần sở liệu phân tán (Distributed Database DDB) Mô hình thành phần hệ quản trị sở liệu phát triển theo kiểu thƣơng mại (Truy cập từ xa trực tiếp) Những dịch vụ hệ quản trị sở liệu cung cấp: - Cách thức truy cập liệu từ xa: chƣơng trình ứng dụng - Lựa chọn cấp độ suốt phân tán thích hợp:cho phép mở rộng hệ thống theo nhiều cách khác theo hoàn cảnh (phải cân nhắc cấp độ suốt phân tán phân chia công việc thực để công việc quản trị hệ thống đơn giản hơn) - Quản trị điều khiển sở liệu bao gồm công cụ quản lý sở liệu, tập hợp thông tin thao tác sở liệu cung cấp thông tin tổng thể file liệu đặt nơi hệ thống - Điều khiển tƣơng tranh điều khiển hồi phục liệu giao tác phân tán Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh Cách thức truy cập sở liệu từ xa qua chƣơng trình ứng dụng theo hai cách bản: Truy cập từ xa trực tiếp gián tiếp Hình 1.2 Mô hình truy cập từ xa qua phương thức sở hệ quản trị sở liệu Theo mô hình trực tiếp trên, chƣơng trình ứng dụng đƣa yêu cầu truy cập đến sở liệu từ xa, yêu cầu đƣợc hệ quản trị sở liệu tự động tìm nơi đặt liệu thực yêu cầu điểm Kết đƣợc trả lại cho chƣơng trình ứng dụng Đơn vị chuyển đổi hai hệ trị sở liệu phƣơng thức truy cập sở liệu kết nhận đƣợc (thông qua việc thực phƣơng thức truy cập này) Với cách thức truy cập từ xa nhƣ cấp độ suốt phân tán đƣợc xây dựng cách tạo tên file toàn để đánh địa thích hợp cho điểm lƣu trữ liệu xa Mô hình dƣới mô tả cách thức truy cập phức tạp (truy cập gián tiếp): Theo mô hình truy cập này, chƣơng trình ứng dụng thực yêu cầu qua chƣơng trình phụ điểm khác Chƣơng trình phụ đƣợc ngƣời lập trình ứng dụng viết để truy cập từ xa đến sở liệu trả kết chƣơng trình ứng dụng yêu cầu Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh Hệ quản trị sở liệu phân tán cung cấp hai kiểu truy cập cách truy cập có ƣu điểm CHƯƠNG II QUẢN TRỊ TƯƠNG TRANH Điều khiển tƣơng tranh hoạt động kết hợp truy xuất đồng thời vào hệ quản trị sở liệu đa ngƣời dùng Điều khiển tƣơng tranh cho phép nhiều ngƣời dùng truy xuất vào sở liệu lại làm cho ngƣời sử dụng có cảm tƣởng nhƣ có họ thao tác sở liệu riêng biệt Khó khăn ngăn chặn việc cập nhật sở liệu ngƣời dùng sở liệu đƣợc cập nhật ngƣời khác Vấn đề điều khiển tƣơng tranh vấn đề quan trọng hệ quản trị sở liệu phân tán vì: (1) Tại thời điểm có nhiều ngƣời sử dụng truy xuất liệu lƣu trạm khác hệ phân tán; (2) Một chế điều khiển tƣơng tranh máy tính biết đƣợc tƣơng tác máy tính khác Điều khiển tƣơng tranh đƣợc nghiên cứu nhiều năm qua, hệ quản trị sở liệu tập trung toán đƣợc giải tốt Một lý thuyết toán học đƣợc phát triển để phân tích vấn đề điều khiển tƣơng tranh sở đƣa phƣơng pháp chuẩn để giải điều này, phƣơng pháp “khóa hai pha” (two- phase locking) Những nghiên cứu gần điều khiển tƣơng tranh sở liệu tập trung tập trung vào việc cải tiến khóa hai pha với mong muốn hệ thống đạt đƣợc điều tối ƣu vấn đề Đối với điều khiển tƣơng tranh môi trƣờng phân tán phức tạp nhiều Hơn 20 thuật toán điều khiển tƣơng tranh đƣợc đƣa vài thuật toán số đƣợc sử dụng Những thuật toán thƣờng phức tạp, khó hiểu, khó chứng minh tính đắn (thực tế có nhiều thuật toán không xác) Vì chúng đƣợc mô tả nhiều thuật ngữ khác tạo nên giả định khác môi trƣờng hệ quản trị sở liệu phân tán bản, nên khó để so sánh thuật toán với nhau, chí lĩnh vực định lƣợng Thực tế tác giả cho phƣơng pháp họ tốt nhất, nhƣng có chứng thuyết phục ý kiến Trong chƣơng làm quen với số thuật ngữ chuẩn để mô tả thuật toán điều khiển tƣơng tranh môi trƣờng hệ quản trị sở liệu phân tán mô hình chuẩn cho môi trƣờng Bài toán điều khiển tƣơng tranh đƣợc tách làm hai toán đồng hóa đọc-ghi ghi- ghi Mọi thuật toán điều khiển tƣơng tranh phải bao gồm hai thuật toán để giải hai toán Bƣớc nhằm mục đích hiểu thuật toán điều khiển tƣơng Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh tranh tách biệt với thuật toán toán Thực ra, thuật toán đƣợc thuật toán điều khiển tƣơng tranh hệ quản trị sở liệu phân tán dùng với hai ký thuật chính: khóa hai pha thứ tự nhãn thời gian 2.1 MÔ HÌNH XỬ LÍ GIAO TÁC Để hiểu thuật toán điều khiển tƣơng tranh hoạt động nhƣ nào, trƣớc hết phải hiểu xem thuật toán tác động lên toàn sở liệu phân tán nhƣ 2.1.1 Các định nghĩa Thông thƣờng trạm hệ phân tán máy tính chạy hai modul phần mềm: quản lý giao tác (TM-Transaction Management) quản lý liệu (DT-Data Management) Các TM quản lý mối tƣơng tác ngƣời dùng hệ quản trị sở liệu phân tán (DDBMS) DM quản lý sở liệu Để dễ dàng trình bày định nghĩa liên quan đến TM DM giả sử rằng, mạng hệ thống giao tiếp máy tính, có độ tin cậy tuyệt đối, nghĩa là: trạm A gửi thông điệp tới trạm B trạm B đƣợc đảm bảo nhận đƣợc thông điệp mà lỗi, đồng thời việc phân phối thông điệp tới trạm theo thứ tự mà chúng đƣợc gửi Dƣới góc độ ngƣời sử dụng, sở liệu bao gồm tập mục liệu logic kí hiệu X, Y, Z Trạng thái sở liệu logic định giá trị đến mục liệu logic sở liệu Mỗi mục liệu logic đƣợc lƣu DM hệ thống dƣ thừa vài DM Một đƣợc lƣu trữ mục liệu logic đƣợc gọi “mục liệu lƣu trữ”, X kí hiệu x1,…, xm kí hiệu x đề đến mục liệu lƣu trữ Trạng thái sở liệu lƣu trữ định giá trị tới mục liệu lƣu trữ sở liệu Ngƣời dùng tƣơng tác với DDBMS thông qua giao tác thực thi Các giao tác truy vấn trực tuyến biểu diễn ngôn ngữ truy vấn độc lập chƣơng trình ứng dụng đƣợc viết ngôn ngữ lập trình đa Tập đọc logic (logical Readset) tập ghi logic (logical writeset) giao tác tập mục liệu logic mà giao tác đọc, ghi sử dụng Tƣơng tự, tập đọc lƣu trữ (stored readset), tập ghi lƣu trữ (stored writeset) tập mục liệu lƣu trữ mà giao tác đọc, ghi sử dụng Độ xác thuật toán điều khiển tƣơng tranh đƣợc định nghĩa liên quan tới việc ngƣời sử dụng muốn biết rõ thực thi giao tác Có hai tiêu chuẩn liên quan đến vấn đề này: (1) Ngƣời dùng mong muốn giao tác đƣợc báo cho hệ thống biết đƣợc thực hiện; Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh (2) Ngƣời dùng mong việc tính toán đƣợc thực giao tác nhƣ cho dù thực thi hệ thống chuyên dụng hay song song với giáo tác khác hệ thống đa chƣơng trình Đây vấn đề điều khiển tƣơng tranh Một DDBMS gồm bốn thành phần (hình 2.1): giao tác, TM, DM liệu Các giao tác kết nối với TM, TM kết nối với DM DM quản lý liệu (các TM không kết nối với TM khác, DM không kết nối với nhau) Chức TM quản lý giao tác Mỗi giao tác đƣợc thực thi DDBMS dƣới giám sát TM, nghĩa giao tác chuyển thao tác sở liệu tới TM Mọi tính toán phân tán cần thiết để thực thi giao tác đƣợc quản lý bới TM Hình 2.1: Kiến trúc hệ thống DDBMS Bốn loại thao tác đƣợc định nghĩa giao diện giao tác-TM là: READ(X): trả lại giá trị X trạng thái sở liệu logic hành WRITE(X-new value): tạo trạng thái sở liệu logic X đƣợc gán giá trị new-value BEGIN: bắt đầu tính toán Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh END: kết thúc giao tác Chức DM quản lý sở liệu lƣu trữ Để trả lời yêu cầu từ giao tác, TM phát lệnh tới DM có chứa mục liệu lƣu trữ cần thiết để đọc ghi vào mục liệu liên quan 2.1.2 Mô hình xử lý giao tác tập trung Một hệ quản trị sở liệu tập trung bao gồm mô đun quản lý giao tác (TM-Transaction Manager) mô đun quản lý liệu (DM- Data manager) xử lý nơi khác Một giao tác T truy cập hệ quản trị sở liệu cách phát thao tác BEGIN, READ, WRITE END, thao tác đƣợc xử lý nhƣ sau BEGIN: Module quản lý giao tác TM khởi tạo không gian làm việc cá nhân cho giao tác T, không gian có chức nhƣ nhớ đệm tạm thời lƣu trữ giá trị đọc ghi vào sở liệu READ(X): TM tìm X không gian làm việc T Nếu tồn tại, giá trị trả lại cho T Ngƣợc lại, TM phát tín hiệu đọc(X) tới sở liệu để lấy X từ sở liệu, sau gán giá trị vừa lấy cho T đƣa vào không gian làm việc T WRITE(X, new value): TM kiểm tra lại không gian làm việc riêng X Nếu tồn tại, giá trị X đƣợc cập nhật cho giá trị Ngƣợc lại, X với giá trị đƣợc tạo không gian làm việc Giá trị X không đƣợc lƣu sở liệu thời điểm END: TM phát lệnh dm-write(X) cho mục liệu logic X đƣợc cập nhật T Mỗi lệnh dm-write(X) yêu cầu module quản lý liệu cập nhật giá trị X sở liệu đƣợc lƣu giá trị X không gian làm việc T Khi tất lệnh dm-write đƣợc thực hiện, giao tác T kết thúc trình xử lý không gian làm việc riêng đƣợc xóa Hệ quản trị sở liệu khởi tạo lại T trƣớc trình xử lý lệnh dm-write Tác dụng việc khởi tạo lại T xóa không gian làm việc riêng thực lại giao tác T từ đầu Rất nhiều thuật toán điều khiển tƣơng tranh sử dụng thao tác khởi động lại nhƣ cách để làm hoạt động giao tác Tuy nhiên, lệnh dm-write đơn đƣợc xử lý, T không đƣợc khởi động lại Mỗi lệnh dm-write cài đặt cách cố định việc cập nhật vào sở liệu không đƣợc phép tác động đến phần giao tác Một hệ quản trị sở liệu phân tán tránh kết phần nhƣ cách sử dụng thuộc tính nguyên tố, thuộc tính yêu cầu thuộc tính khác lệnh dm-write giao tác có đƣợc thực thi hay không Thao tác chuẩn thuộc tính nguyên tố thủ tục gọi cam kết hai pha Giả sử T cập nhật hai mục liệu X Y Khi T phát lệnh END giai đoạn Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh cam kết hai pha bắt đầu, DM đƣa yêu cầu ghi X Y Những lệnh yêu cầu DM chép liệu X Y từ không gian làm vệc riêng T vào nơi lƣu trữ an toàn Nếu hệ quản trị sở liệu bị treo giai đoạn đầu tiên, thiệt hại kho liệu, kể từ cập nhật T đƣợc ghi nhận vào kho lƣu trữ sở liệu Trong suốt giai đoạn thứ hai, TM phát lệnh dm-write X Y, yêu cầu DM chép giá trị X Y vào kho liệu Nếu hệ quản trị sở liệu bị treo suốt giai đoạn thứ hai, sở liệu chứa thông tin không đúng, nhƣng giá trị X Y đƣợc lƣu kho lƣu trữ an toàn, mâu thuẩn đƣợc khắc phục cách khôi phục lại hệ thống: thủ tục khôi phục lại đọc giá trị X Y từ nơi lƣu trữ an toàn khôi phục lại cam kết Chú ý mô hình toán học trình xử lý giao tác, ƣớc lƣợng chức thực hệ quản trị sở liệu Trong chi tiết hoạt động nguyên tố cam kết quan trọng việc thiết kế hệ quản trị sở liệu, nhƣng chúng chi tiết trọng tâm để hiểu điều khiển tƣơng tranh Để giải thích thuật toán điều khiển tƣơng tranh, cần mô hình xử lý giao tác với nguyên tố cam kết nhìn thấy đƣợc, nhƣng không bao quát 2.1.3 Mô hình xử lý giao tác phân tán Mô hình xử lý giao tác môi trƣờng phân tán khác với môi trƣờng tập trung hai điểm: điều khiển không gian làm việc riêng xử lý cam kết hai pha - Trong hệ quản trị sở liệu tập trung, giả thiết rằng: - Không gian làm việc riêng phần TM; - Dữ liệu di chuyển cách tự giao tác không gian làm việc nó, nhƣ không gian làm việc giao tác DM Những giả thiết không thích hợp hệ quản trị sở liệu phân tán TM DM thực địa điểm khác chi phí di chuyển liệu TM DM lớn Để giảm chi phí này, nhiều hệ quản trị sở liệu phân tán sử dụng thủ tục truy vấn tối ƣu tổ chức nhớ đệm cho không gian làm việc cá nhân giao tác nhằm điều chỉnh luồng liệu địa điểm Chẳng hạn, SDD-1 không gian làm việc cá nhân giao tác T đƣợc phân bố địa điểm mà T truy xuất liệu Giả sử T cập nhật mục liệu x, y, z đƣợc lƣu trữ tƣơng ứng DMx, DMy, DMz giả sử TM T bị thất bại sau phát lệnh dmwrite(x) nhƣng trƣớc phát lênh dm-write y z Lúc này, chắn sở liệu không xác Đối với hệ quản trị sở liệu tập trung tƣợng dị thƣờng nguy hại giao tác truy xuất vào sở liệu TM khôi phục lại Tuy nhiên, 10 Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh chƣơng trình với sở liệu Khi giao tác bị bỏ qua, đƣợc gán nhãn thời gian lớn nhãn cũ TM khởi động lại Kỹ thuật khởi động lại đƣợc đề cập kỹ dƣới Cơ chế uỷ thác hai pha kết hợp nhãn thời gian prewrite việc chấp nhận hay loại bỏ priwrite thay cho dm –write Đầu tiên chƣơng trình chấp nhận prewrite, phải đảm bảo chấp nhận dm-write tƣơng ứng vấn đề dm-write đến Với rw (hoặc ww) đồng bộ, S chấp nhận prewrite(x) với nhãn thời gian TS đƣa dm-read(x) (hoặc dm-write(x)) với nhãn thời gian lớn TS dm-write(x) đƣợc đƣa Hiệu tƣơng tự thiết lập khóa ghi x cho khoảng thời gian tồn việc uỷ thác hai pha Để thực qui tắc trên, S đệm dm-read, dm-write prewrite Min-R-ts(x)=Min nhãn thời gian đệm cho dm-read(x), Min-W-ts(x) = Min nhãn thời gian bất đệm cho dm-write(x), Min-P-ts(x) = Min nhãn thời gian đệm cho dm-prewrite(x) Sự đồng Rw đƣợc thực nhƣ sau: R dm-read(x) Nếu ts(R)Min-P-ts(x), R đƣợc làm đệm Ngƣợc lại R output P prewrite(x) ts(P)Min-Rts(x), W đƣợc làm vật đệm, (nếu W output nguyên nhân gây vật đệm dm-read(x) bị loại bỏ) ngƣợc lại W output Khi W output, prewrite tƣơng ứng đƣợc dùng làm vật đệm Nếu lý để min-P-ts(x) tăng vật đệm dm-reads đƣợc kiểm tra lại (retested) để nhìn thấy có dm-reads output Nếu nguyên nhân để tăng min-R-ts(x), đệm dm-writes đƣợc kiểm tra lại, Điều đƣợc diễn tả hình 10 R=dm-read(x) W=dm-write(x) R sẵn sàng đến trước yêu cầu prewrite sớm nhất: Nếu ts(R)[...].. .Cơ sở dữ liệu phân tán – Điều khiển tương tranh hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán, các TM khác vẫn có thể thực hiện lệnh và truy xuất vào cơ sở dữ liệu không chính xác Để tránh hiện tƣợng này, các lệnh tiền ghi dữ liệu phải đƣợc thay đổi một ít Thêm vào đó, các mục dữ liệu đặc tả phải đƣợc sao chép vào một vùng nhớ an toàn, đồng thời các lệnh tiền ghi dữ liệu cũng phải chỉ rõ... cùng một kết quả và có cùng tác động lên cơ sở dữ liệu nhƣ các chuối thao tác Một trong những yêu cầu của điều khiển tƣơng tranh trong cơ sở dữ liệu phân tán là phải đảm bảo rằng tất cả các thực thi đều có tính khả tuần tự Chỉ các thao tác truy xuất vào cơ sở dữ liệu đã đƣợc lƣu lại là dm-read và dm13 Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở dữ liệu phân tán – Điều khiển tương tranh write, do đó... trình thực hiện 2PL cơ bản Quá trình thực hiện của 2PL thực chất là một quá trình lập lịch 2 PL, một mô đun phần mềm sẽ nhận các khóa yêu cầu và khóa giải phóng đồng thời xử lý 19 Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở dữ liệu phân tán – Điều khiển tương tranh chúng theo chỉ định của 2PL Cách thực hiện 2PL cơ bản trong một cơ sở dữ liệu phân tán là phân bố lịch trình theo cơ sở dữ liệu, thay lịch... khiển tƣơng tranh là ngăn chặn nhiễu từ những ngƣời dùng đang truy xuất vào cơ sở dữ liệu Chúng ta sẽ tìm hiểu vấn đề này thông qua hai ví dụ về các máy rút tiền tự động ATM (automated teller machine) Tƣơng ứng với các yêu cầu của khách hàng, ATM lấy dữ liệu từ một cơ sở dữ liệu, tính toán và lƣu kết quả trở lại vào cơ sở dữ liệu Dị thường 1: Mất cập nhật Giả sử tại một thời điểm có hai khách hàng đang... 1,000,000$ và lƣu kết quả trả về vào cơ sở dữ liệu Rồi giao tác thứ hai đọc số dƣ tài khoản tiết kiệm và tài khoản kiểm tra, in tổng số Sau đó, giao tác thứ nhất hoàn thành việc chuyển tiền bằng cách đọc số dƣ tài khoản kiểm tra, cộng thêm 1,000,000$ và lƣu kết quả cuối cùng vào cơ sở dữ liệu Không giống nhƣ trƣờng hợp 12 Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở dữ liệu phân tán – Điều khiển tương tranh... trọng trong tƣơng lai để phân biệt các thuật toán tạo nên sự đồng bộ rw và ww từ các thuật toán giải quyết bài toán điều khiển tƣơng tranh đối với cơ sở dữ liệu phân tán Chúng ta sẽ dùng cụm từ “kỹ thuật đồng bộ hóa” đối với các thuật toán cũ và “phƣơng pháp điều khiển tƣơng tranh” cho các thuật toán mới sau này 16 Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở dữ liệu phân tán – Điều khiển tương tranh... ghi Đó là các lệnh tiền ghi dữ liệu đƣợc gửi tới cho x1, …, xm nhƣng các lệnh tiền ghi dữ liệu cho x2,…,xm hoàn toàn không yêu cầu khóa ghi 2.3.4 Kỹ thuật 2PL biểu quyết 2PL biểu quyết (voting 2PL) là một dạng hoạt động khác của 2PL nhằm tác động tới dữ liệu dƣ thừa 2PL biểu quyết đƣợc bắt nguồn từ kỹ thuật majority 20 Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở dữ liệu phân tán – Điều khiển tương tranh... thuật tƣơng tự có thể đƣợc phát minh cho các cơ sở dữ liệu đa phiên bản Sự bảo trì các nhãn thời gian với cơ chế tự duy trì T/O ít tốn kém, Cơ chế tự duy trì T/O đòi hỏi chỉ các toán tử đã gán nhãn, không cần dữ liệu đã gán nhãn Nếu cơ chế tự duy trì T/O đƣợc sử dụng cho sự đồng bộ rw, các nhãn thời gian của T-ts của các mẫu dữ liệu có thể bị loại bỏ Nếu cơ chế tự duy trì T/O đƣợc sử dụng cho cả sự... đồng bộ hóa ww, một chƣơng trình ww thƣờng chấp nhận các prewrite và không bao giờ đệm các dm-write Cơ sở dữ liệu phân tán – Điều khiển tương tranh 2.4.3 Đa phiên bản T/O Với sự đồng bộ hóa rw chƣơng trình T/O cơ bản có thể đƣợc cải tiến những thành phần dữ liệu đa phiên bản Với mỗi thành phần dữ liệu x có một bảng R- ts’s và một bảng gồm bộ đôi (W-ts,value), gọi là các phiên bản Một R-ts’s của x... dm-read đọc giá trị dữ liệu đƣợc tạo ra bởi các lệnh dm-write giống nhau trong mọi thực thi; và (2) lệnh dm-write cuối cùng trên mỗi mục dữ liệu là giống nhau trên mọi thực thi Điều kiện (1) đảm bảo rằng mỗi giao tác đọc cùng một dữ liệu đầu vào và do vậy cho kết quả tính toán nhƣ nhau Kết nối với điều kiện (2), nó đảm bảo cho cả hai thực thi tạo nên trạng thái cuối cùng của cơ sở dữ liệu là nhƣ nhau ... Kỹ thuật thiết kế sở liệu phân tán phức tạp nhƣng hệ sở liệu phân tán cần thiết cho xu hƣớng phát triển kinh tế 1.2.QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN Hệ quản trị sở liệu phân tán cung cấp công.. .Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1.CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1.1 Khái niệm Vì yêu cầu công ty,... thành nhu cầu cần thiết Tận dụng sở liệu sẵn có: Hình thành sở liệu phân tán từ Đồng Văn Toàn – HTTT & TT – KS CLC K53 Cơ sở liệu phân tán – Điều khiển tương tranh sở liệu tập trung có sẵn vị trí