Bài giảng Cơ sở dữ liệu phân tán: Chương 4 - Thiết kế CSDL phân tán sau đây sẽ giúp cho các bạn hiểu rõ hơn về các bước thiết kế CSDL; mục tiêu của thiết kế CSDL phân tán; cách tiếp cận thiết kế CSDL; thiết kế phân mảnh ngang chính; thiết kế phân mảnh ngang dẫn xuất.
Chương Thiết kế CSDL phân tán Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Nội dung Các bước thiết kế CSDL Mục tiêu thiết kế CSDL phân tán Các cách tiếp cận thiết kế CSDL Thiết kế phân mảnh ngang Thiết kế phân mảnh ngang dẫn xuất Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Các bước thiết kế sở liệu Thiết kế CSDL tập trung f Thiết kế lược đồ ý niệm f Thiết kế CSDL vật lý Thiết kế CSDL phân tán f Thiết kế lược đồ toàn cục f Thiết kế phân mảnh f Thiết kế định vị mảnh f Thiết kế CSDL vật lý cục Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Các bước thiết kế sở liệu Thiết kế CSDL phân tán: cần phải hiểu biết thật xác yêu cầu ứng dụng, ứng dụng quan trọng Cần quan tâm đến: f Nơi chạy ứng dụng f Tần suất chạy ứng dụng f Số lượng, loại phân tán truy xuất ứng dụng đến đối tượng liệu cần thiết Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Mục tiêu thiết kế phân tán liệu Tính cục xử lý f processing locality f Phân tán liệu để làm cực đại hóa tính cục xử lý đặt liệu gần ứng dụng sử dụng liệu tốt f Một quan hệ khơng đơn vị phân tán f Tính cục xử lý dựa vào tham chiếu cục tham chiếu từ xa f Tính cục hồn tồn (complete locality) Tính sẵn sàng độ tin cậy liệu f Tính sẵn sàng (availability) f Độ tin cậy (reliability) Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Mục tiêu thiết kế phân tán liệu Điều phối tải làm việc f Cực đại hóa mức độ thực song song ứng dụng f Điều phối tải làm việc ảnh hưởng ngược lại với tính cục xử lý f Tính đồng thời nội truy vấn Chi phí lưu trữ khả lưu trữ có sẵn f Khả lưu trữ có sẵn nơi f Chi phí lưu trữ liệu khơng đáng kể so với chi phí CPU, nhập / xuất truyền thông ứng dụng Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Cách tiếp cận từ xuống Thiết kế từ xuống f top-down design f Thiết kế lược đồ toàn cục f Thiết kế phân mảnh CSDL f Định vị mảnh nơi f Thiết kế liệu vật lý đặt nơi Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Cách tiếp cận từ lên Thiết kế từ lên f bottom-up design f Chọn mơ hình CSDL chung để mơ tả lược đồ tồn cục CSDL f Chuyển đổi lược đồ cục thành mơ hình liệu chung f Tích hợp lược đồ cục thành lược đồ toàn cục chung Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Các yêu cầu thông tin Các yếu tố thiết kế tối ưu ảnh hưởng đến định phân tán f Tổ chức luận lý CSDL f Vị trí ứng dụng f Các đặc điểm truy xuất CSDL ứng dụng f Các đặc tính hệ thống máy tính nơi Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT Các yêu cầu thông tin Các loại thông tin để thiết kế phân tán f Thông tin CSDL f Thông tin ứng dụng f Thông tin mạng truyền thông f Thông tin hệ thống máy tính Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 10 Thiết kế phân mảnh ngang Thông tin ứng dụng f Các vị từ sử dụng truy vấn f Chỉ phân tích ứng dụng quan trọng để xác định vị từ f Giả sử phân mảnh ngang quan hệ R(A1, A2, An), với Ai thuộc tính định nghĩa miền Di Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 14 Thiết kế phân mảnh ngang Thông tin ứng dụng f Vị từ đơn giản (simple predicate) pj định nghĩa R có dạng: Ai θ value θ phép so sánh =, ≠, , ≥ value chọn từ miền trị Ai (value ∈ Di) f Ký hiệu Pr tập vị từ đơn giản định nghĩa quan hệ R Các phần tử Pr ký hiệu pj Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 15 Thiết kế phân mảnh ngang Thông tin ứng dụng f Vị từ giao tối thiểu (minterm predicate) mj tập vị từ đơn giản Pr = {p1, p2, , pm} tổ hợp giao tất vị từ xuất Pr (ở dạng thông thường dạng phủ định) cho mj không bị mâu thuẫn mj = ∧ p*i, ≤ i ≤ m với p*i = pi p*i = ¬ pi mj ≠ false f Gọi tập vị từ giao tối thiểu là: M = {m1, m2, , mz} Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 16 Thiết kế phân mảnh ngang Mảnh ngang xác định phép chọn quan hệ toàn cục Ri = σFi (R); ≤ i ≤ n f Fi điều kiện chọn mảnh Ri f Nếu Fi dạng chuẩn giao vị từ giao tối thiểu mi Tính đắn phân mảnh ngang chính: quan hệ toàn cục đưa vào mảnh Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 17 Thiết kế phân mảnh ngang Xác định phân mảnh ngang quan hệ tồn cục xác định tập vị từ chọn (selection predicate) đầy đủ tách biệt Các thuộc mảnh phải tham chiếu giống tất ứng dụng Mảnh ngang (horizontal fragment) mảnh giao tối thiểu (minterm fragment) Ri bao gồm tất R thỏa mãn vị từ giao tối thiểu mi Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 18 Thiết kế phân mảnh ngang Các bước thiết kế phân mảnh ngang f Bước 1: Tìm tập vị từ chọn Pr’ đầy đủ tối thiểu f Bước 2: Tìm tập vị từ giao tối thiểu định nghĩa vị từ Pr’ Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 19 Thiết kế phân mảnh ngang Một vị từ đơn giản pi gọi thích hợp (relevant) tập Pr vị từ đơn giản, tồn hai vị từ giao tối thiểu mi mj Pr mà biểu thức chúng khác pi (tức mi chứa pi mj chứa ¬ pi) tồn ứng dụng tham chiếu khác đến hai mảnh fi fj (tương ứng với mi mj) Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 20 Thiết kế phân mảnh ngang Một tập vị từ đơn giản Pr gọi đầy đủ (complete) hai thuộc mảnh giao tối thiểu định nghĩa theo Pr ứng dụng tham chiếu đến hai với xác suất Một tập vị từ đơn giản Pr gọi tối thiểu (minimal) tất vị từ vị từ thích hợp Cho Pr = {p1, p2, , pm} tập vị từ đơn giản Để cho Pr biểu diễn phân mảnh đắn hiệu Pr phải đầy đủ tối thiểu Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 21 Thiết kế phân mảnh ngang dẫn xuất Phân mảnh ngang dẫn xuất định nghĩa quan hệ phận đường liên kết theo phép chọn quan hệ chủ đường liên kết Đường liên kết quan hệ chủ quan hệ phận định nghĩa phép kết Một phép kết thực phép nửa kết Chương Thiết kế sở liệu phân tán 2006 Nguyễn Trung Trực - Khoa CNTT 22 Thiết kế phân mảnh ngang dẫn xuất Xét đường liên kết L với owner(L) = S member(L) = R, mảnh ngang dẫn xuất R định nghĩa sau: Ri = R >