Cơ sở dữ liệu phân tán

ThS ĐẶNG THỊ KIM ANH Bài giảng CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2015 LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, cơng nghệ thơng tin (CNTT) vượt ngồi khn khổ đối tượng riêng khoa học công nghệ CNTT trở thành nhân tố quan trọng sản xuất phát triển kinh tế toàn xã hội với phạm vi toàn cầu Trong kinh tế trí thức, CNTT đóng vai trị then chốt Mạng máy tính trở thành cơng cụ đắc lực thiếu cho tổ chức xã hội Cơ sở liệu phân tán (CSDLPT) nói riêng hệ phân tán nói chung lĩnh vực nghiên cứu từ lâu, gần phát triển nhanh chóng cơng nghệ truyền tin bành trướng mạnh mẽ mạng internet, với xu tồn cầu hóa lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực thương mại, CSDLPT trở thành lĩnh vực thu hút nhiều quan tâm nhà nghiên cứu lĩnh vực CNTT Trong khuôn khổ giảng muốn trình bày nguyên lý tổng quát CSDLPT nhiều người quan tâm Về mặt trực quan, nghĩa đen CSDLPT chứa hai cụm từ sở liệu (CSDL) phân tán Như vậy, nói CSDLPT hợp hai hướng tiếp cận nghiên cứu sở liệu phân tán Bài giảng bao gồm chương với nội dung sau: Chương 1: Tổng quan sở liệu phân tán Chương 2: Thiết kế sở liệu phân tán Chương 3: Xử lý truy vấn sở liệu phân tán Chương 4: Quản lý giao dịch điều khiển đồng thời phân tán Chương 5: Các hệ sở liệu song song Chương 6: Hệ quản trị sở liệu đối tượng phân tán Với nội dung trên, sau chương có câu hỏi ơn tập tập ôn luyện, nhằm giúp bạn củng cố kiến thức lý thuyết Mặc dù tác giả cố gắng tránh khỏi sai sót cách diễn đạt, xếp bố cục nội dung lỗi cú pháp, văn phong Rất mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc để Bài giảng hoàn thiện Tác giả Chương TỔNG QUAN VỀ CSDL PHÂN TÁN Tại phải phân tán? Phân tán gì? - Nhu cầu dùng chung liệu hợp nhất; - Các tổ chức kinh tế có nhiều trụ sở phân tán nhiều vị trí địa lý khác nhau; - Làm để quản lý luồng liệu sử dụng chung liệu, chương trình tổ chức; - Một hệ thống phân tán bao gồm hai phần: mạng máy tính CSDL phân tán 1.1 Sơ lược mạng máy tính - Một mạng máy tính tập máy tính tự vận hành, kết nối lại có khả trao đổi thơng tin chúng - Các máy tính mạng thường gọi nút hay trạm, chúng tạo phần cứng mạng kết nối lại với đường truyền - Một mạng máy tính trường hợp đặc biệt môi trường xử lý phân tán, máy tính thiết bị kết nối vào kênh truyền liệu Những loại mạng máy tính a Mạng star (hình sao) Trong cấu trúc mạng star, máy tính nối cáp vào thiết bị đấu nối trung tâm (Hup Switch) Tín hiệu truyền từ máy tính gửi liệu qua Hub (tín hiệu khuyếch đại) truyền đến tất máy tính mạng Hub/Switch Hình1.1 Cấu trúc mạng Star * Ưu điểm: - Cấu trúc Star cung cấp chế độ quản lý tập trung Khi đoạn cáp bị hỏng ảnh hưởng đến máy dùng đoạn cáp đó, mạng hoạt động bình thường - Mạng mở rộng thu hẹp cách dễ dàng * Nhược điểm: - Do máy tính phải nối vào trung tâm điểm nên cấu trúc đòi hỏi phải nhiều cáp phải tính tốn đặt vị trí thiết bị trung tâm - Khi thiết bị trung tâm bị hỏng tồn hệ thống mạng ngừng hoạt động b Mạng vòng (ring) - Các máy tính nối với theo vịng khép kín; - Mỗi trạm đóng vai trị chuyển tiếp; - Truyền liệu quanh vòng thường theo chiều; - Việc điều khiển truyền tin mạng xoay vòng thường thực thẻ điều khiển * Nhược điểm: - Nếu đường nối bị cắt đứt làm ngừng tồn hoạt động mạng - Lượng thông tin di chuyển đường truyền lớn c Mạng bus: - Có kênh chung để truyền liệu, máy tính thiết bị đầu cuối gắn vào Hình 1.2 Mơ hình mạng Bus d Mạng hỗn hợp (hybrid): - Các mạng truyền thơng thường có đường nối vơ định; - Các đường nối khơng có tính hệ thống không tuân theo khuôn mẫu nào; - Có thể gặp nút nối với nút khác nút nối với nhiều nút khác; - Các kết nối máy tính mạng Internet thuộc loại Hình 1.3 Mơ hình mạng hỗn hợp e Mạng thảm (Mesh): - Mỗi nút kết nối với nút lại; - Có độ tin cậy cao khả hoạt động tốt cấu trúc nói trên; - Cấu trúc có chi phí cao 1.2 Các hình thức tổ chức hệ thống phân tán a Peer-to-Peer (mơ hình nhóm làm việc): - Các máy tính cá nhân máy trạm sử dụng hệ thống độc lập trợ giúp ứng dụng địa phương; - Mỗi thành viên mạng có vai trị ngang nhau, tự quản lý tài ngun chia sẻ tài ngun cho máy tính khác mạng; - Mỗi máy tính mạng vừa đóng vai trị máy chủ (Server), vừa đóng vai trị máy khách (Client); - Đây mơ hình mạng đơn giản, phù hợp với hệ thống mạng nhỏ khơng có u cầu cao bảo mật Hình 1.4.Mơ hình nhóm làm việc b File server (máy dịch vụ file) - File server:Một số máy dịch vụ file gán trực tiếp vào mạng LAN - File server thiết bị quản lý hoạt động file phục vụ máy tính cá nhân kết nối mạng LAN - Mỗi máy cá nhân phân chia dung lượng cố định ổ cứng File server, chương trình máy tính cá nhân tham chiếu đến file phần đĩa tương ứng đặc tả đường dẫn - Những hạn chế File server • Dữ liệu di chuyển mạng nhiều; • Việc kiểm sốt liệu phi tập trung; • Các máy trạm phải đủ mạnh c Client/server (mơ hình khách/chủ) Một số máy dịch vụ file gán trực tiếp vào mạng LAN - Server có chức điều khiển, lưu trữ CSDL, xử lý truy vấn quản lý việc khai thác tài nguyên mạng máy tính khác - Thuật ngữ client sử dụng để người khai thác tài nguyên mạng Hình 1.5 Mơ hình máy khách chủ 1.3 Các đặc trưng loại hình hệ thống phân tán Việc chuyển ứng dụng máy tính cá nhân ứng dụng hệ thống máy lớn trung tâm sang mơ hình phân tán xu hướng phát triển mạnh Vấn đề đặt là, cần lựa chọn hình thức phân tán thích hợp cho mơ hình chuyển đổi 1.3.1 Đặc trưng hệ thống File server kiến trúc Client/Server Đặc trưng File Server Client/Server Xử lý Chỉ máy khách Cả máy khách máy chủ Truy nhập liệu đồng thời Thấp, máy khách thực Cao, Server đảm nhiệm An toàn toàn vẹn CSDL Thấp, máy khách quản lý Cao, Server đảm nhiệm Sử dụng mạng File lớn, chuyển file Truyền liệu nhiều mức Thấp, máy Server Hỗn hợp số phần mềm gửi đến máy khách Ghép nối máy khách Server để phối hợp Ghép nối máy khách Server để phối hợp Bảo trì phần mềm Phần cứng hệ thống Sự mềm dẻo phần mềm 1.3.2 Các chức kiến trúc client/server 1.3.2.1 Trình diễn thơng tin phân tán Mục đích: Làm ứng dụng máy khách để định dạng lại liệu server quản lý Chức Client Server Quản lý liệu Quản lý liệu Phân tích liệu Phân tích liệu Trình diễn liệu Dữ liệu trình diễn server định dạng để trình diễn cho clients Sử dụng cơng nghệ trình diễn server để gửi liệu gửi cho clients 1.3.2.2 Trình diễn từ xa Mục đích: Giúp USERS thay đổi biểu mẫu, báo cáo nội dung cần bảo trì phần mềm máy khách Kiểu trình diễn cài đặt chức trình diễn liệu clients, nên phần mềm client có khả trình diễn liệu định dạng theo ý client Chức Client Server Quản lý liệu Quản lý liệu Phân tích liệu Phân tích liệu Dữ liệu phân tích server Trình diễn liệu định dạng để trình diễn cho người dùng 1.3.2.3 Quản lý liệu từ xa Mục đích: giúp client phân tích liệu thô lấy từ Server Chức Client Server Quản lý liệu Quản lý liệu Phân tích liệu Dữ liệu thơ lấy từ server phân tích Trình diễn liệu Trình diễn tất liệu 1.3.2.4 Phân tán chức - Các chức phân tán đặt máy khách lẫn máy chủ - Toàn chức trình diễn liệu đặt máy khách toàn chức quản lý liệu đặt máy chủ Chức Client Server Quản lý liệu Quản lý liệu Phân tích liệu Các liệu lấy phân tích từ server Trình diễn liệu Tất liệu (được phân tích server clients) Các liệu lấy phân tích từ server sau truyền cho clients 1.4 Cơ sở liệu phân tán (Distributed Database) 1.4.1 Định nghĩa Một sở liệu (CSDL) phân tán tập hợp liệu, mà mặt logic tập hợp thuộc hệ thống, mặt vật lý liệu 10 cho phép kích hoạt nhiều phương thức đối tượng hoạt động lúc Điều làm tăng mức đồng thời giao thức đồng đặc biệt đối tượng sửa lại nhằm trì tính tương thích định đồng hóa đối tượng Khi thực thi phương thức mơ hình hóa giao tác, đối tượng gồm số bước cục (Local Step) tương ứng với việc thực thi thao tác cục với kết trả bước phương thức (Method Step), việc kích hoạt phương thức với giá trị trả Một thao tác cục thao tác nguyên tử, chẳng hạn đọc, ghi, tăng trị… có tác động lên biến đối tượng Sự thực phương thức định nghĩa thứ tự phận bước theo cách thức thơng thường Sự độc lập hồn tồn đối tượng cách chúng đạt đồng hóa đối tượng đó, địi hỏi thực thi “đúng đắn”, nghĩa chúng phải dựa tính giao hốn Ủy quyền đồng hóa nội đối tượng đối tượng, thuật toán điều khiển đồng thời tập trung thực đồng hóa liên đối tượng Khóa chốt nhiều độ mịn Orion với nhiều phân cấp độ mịn khác Khóa chốt nhiều độ mịn định nghĩa phân cấp cho hạt sở liệu khóa được, gọi “phân cấp độ mịn” Cây phân cấp độ mịn mơ tả hình 6.3 Database Areas Files Record Hình 6.3 Cây phân cấp độ mịn Trong hệ quản trị sở liệu DBMS quan hệ, tập tin tương ứng với quan hệ ghi tương ứng với Trong hệ quản trị sở liệu DBMS đối tượng, tập tin tương ứng với lớp ghi tương ứng với đối tượng thể Sự phân cấp giải nhược điểm khóa 178 hạt thơ hạt mịn Khóa hạt thơ, mức tập tin cao hơn, có chi phí khóa thấp, số khóa đặt, làm giảm nhiều khả đồng thời Khóa hạt mịn ngược lại Mục tiêu khóa chốt nhiều độ mịn giao tác lấy khóa mức thơ ngầm khóa tất đối tượng tương ứng mức mịn Ví dụ khóa tường minh mức tập tin gồm khóa ngầm tất ghi tập tin đó, cách sử dụng ngồi khóa dung chung S (Shared) độc quyền X (Exclusive), sử dụng thêm hai loại khóa: khóa dung chung ẩn IS (Implicit Shared) khóa độc quyền ẩn IX (Implicit Exclusive) Một giao tác muốn đặt khóa S IS đối tượng trước tiên phải đặt khóa IS tổ tiên Tương tự, giao tác muốn đặt khóa X khóa IX tất đối tượng Khóa dung chung ẩn khơng giải phóng đối tượng hậu duệ đối tượng bị khóa Một khó khan nảy sinh giao tác muốn đọc đối tượng độ mịn sửa đổi số đối tượng độ mịn Trong trường hợp này, khóa S IX phải đặt trênđối tượng Ví dụ giao tác đọc tập tin cập nhật số ghi tập tin, cách đưa khóa độc quyền dùng chung ấn SIX (Shared Intention Exclusive), tương đương với việc giữ khóa S IX đối tượng Ma trận tương thích cho khóa nhiều độ mịn trình bày hình 6.4 S X IS IX SIX S + - + - - X - - - - - IS + - + + + IX - - + + - SIX - - + - - Hình 6.4 Bảng tương thích cho khóa nhiều độ mịn Cây phân cấp nhiều độ mịn Orion hình 6.5 179 Hình 6.5 Cây phân cấp nhiều độ mịn Orion Các đối tượng thể bị khóa với thể thức S X, cịn đối tượng lớp bị khóa với năm thể chức Diễn giải khóa lớp sau:  Định nghĩa lớp bị khóa thể thức S tất thể ngầm bị khóa thể thức S, y ngăn không cho giao tác khác cập nhật thể  Định nghĩa lớp bị khóa thể thức X tất thể ngầm bị khóa thể thức X Vì định nghĩa lớp tất thể đọc cập nhật  Định nghĩa lớp bị khóa thể thức IS thể bị khóa thể thức S  Định nghĩa lớp bị khóa thể thức IX thể bị khóa thể thức S X cần  Định nghĩa lớp bị khóa thể thức S tất thể ngầm bị khóa thể thức S Các thể cần phải cập nhật ngầm khóa thể thức X giao tác cập nhật chúng Quản lý dàn kiểu: Sự tồn thao tác thay đổi lược đồ với câu truy vấn giao tác thông thường, mối quan hệ kế thừa định nghĩa lớp làm phức tạp cho việc quản lý lớp, đối tượng phức tạp thêm  Một truy vấn giao tác khơng truy xuất đến thể lớp truy xuất đến thể lớp lớp  Trong đối tượng hợp phần, miền thuộc tính lớp, truy xuất đến thuộc tính lớp phải truy xuất đến đối tượng dàn kiểu có gốc lớp miền thuộc tính Giải hai vấn đề sử dụng khóa nhiều độ mịn Orion Mở 180 rộng đơn giản cho khóa nhiều độ mịn, lớp truy xuất lớp khóa thể thức thích hợp Tuy nhiên tiếp cận không hiệu lớp nằm gần gốc truy xuất hàm chứa q nhiều khóa Khắc phục nhược điểm cách đưa thể thức khóa dọc dàn R ghi dànW Khơng khóa lớp đích thực thể thức S X tương ứng mà cịn ngầm khóa tất lớp lớp tương ứng thể thức S X Tuy nhiên giải pháp khơng làm việc với tính đa kế thừa Đa kế thừa lớp có nhiều lớp cha bị khóa thể thức khơng tương ứng thích hai giao tác có đặt khóa R vàW lớp cha khác Vì thức lớp chung thuộc kiểu ẩn, khơng có khóa lớp Vì cần kiểm tra lớp cha lớp bị khóa Orion giải cách đặt “khóa hiền”, khơng dùng khóa ẩn lớp Xét dàn kiểu đơn giản sau: Nếu giao tác T1 đặt khóa IR lớp A khóa R C đặt khóa hiển thị E Khi giao tác T2 khác đặt khóa IW F khóa W G, thử đặt khóa hiển thị W E Tuy nhiên có khóa hiển R E nên yêu cầu bị từ chối A F C G E K Hình 6.6 Ví dụ số dàn kiểu Cách tiếp cận Orion đặt khóa hiển lên lớp lớp sửa đổi Một phương pháp khác đặt khóa độ mịn hơn, sử dụng phương pháp dùng chung có thứ tự Theo nghĩa đó, thuật toán mở rộng lối tiếp cận dựa giao hoán Weihl DBMS đối tượng cách sử dụng mơ hình giao tác lồng 181 Các phương pháp định nghĩa để hoạt tác đối tượng lớp:  Add (m) đưa phương thức m vào lớp,  Del (m) xóa phương thức m khỏi lớp,  Rep (m) thay cài đặt phương thức m phương thức khác,  Use (m) cho thực thi phương thức m Tương tự, thao tác nguyên tử định nghĩa để truy xuất đến thuộc tính lớp Định nghĩa thao tác use (a) cho thuộc tính a việc truy xuất giao tác đến thuộc tính a thực thi phương thức thông qua thao tác use(a), đòi hỏi phương thức phải liệt kê tất thuộc tính mà truy xuất Sau dãy bước giao tác cần tuân theo cho thực thi phương thức m; Giao tác T đưa thao tác use (m) Với thuộc tính a mà phương thức m truy xuất, T đưa thao tác use (a) Giao tác T khởi hoạt phương thức m Các bảng giao hoán định nghĩa cho thao tác phương thức thuộc tính Dựa bảng giao hốn, bảng khóa dùng chung có thứ tự cho thao tác nguyên tử p có mối liên hệ dùng chung với tất khóa kèm với thao tác mà p có mối liên hệ khơng tương tranh, mối liên hệ dùng chung có thứ tự ứng với tất khóa kèm với thao tác mà p có liên hệ tương tranh Dựa bảng khóa này, thuật tốn khóa 2PL lồng dùng với điều cần xem xét sau: Các giao tác nhận biết quy tắc 2PL nghiêm ngặt trì khóa chúng kết thúc Khi giao tác hủy bỏ, giải phóng tất khóa Việc kết thúc giao tác bắt buộc phải chờ kết thúc của Khi giao tác ủy thác, khóa kế thừa cha nó, Quy tắc ủy thác có thứ tự: Ví dụ hai thao tác Ti Tj cho Ti đợi Tj, Ti ủy thác thao tác Trên đối tượng Tj kết thúc Ti xem đợi Tj nếu:  Ti gốc giao tác lồng Ti trao khóa với mối liên hệ dùng chung có thứ tự ứng với khóa giữ Tj đối tượng cho Tj hậu duệ Ti 182  Ti gốc giao tác lồng Ti giữ khóa kế thừa trao đối tượng mối liên hệ dùng chung có thứ tự ứng với khóa mà Tj hậu duệ giữ Quản lý đồ thị hợp phần: Yêu cầu hệ quản trị sở liệu DBMS đối tượng mơ hình hóa đối tượng hợp phần với phương pháp hiệu cách dựa vào cách tiếp cận Orion đối việc quản lý phân cấp hợp phần dựa khóa nhiều độ mịn Nghi thức khóa nhiều độ mịn khơng xem đối tượng hợp phần đơn vị khóa Giải vấn đề này, có ba thể thức khóa mới: ISO, IXO SIXO tương ứng với IS, IX SIX Các thể thức khóa dùng để khóa lớp thành phần đối tượng hợp phần Tính tương thích chúng trình bày hình 6.7 S X IS IX SIX ISO IXO SIXO S + - + - - + - - X - - - - - - - - IS + - + + + + - - IX - - + + - - - - SIX - - + - - - - - ISO + - + + - + + + IXO - - - - - + + - SIXO N N N N N Y N N Hình 6.7 Ma trận tương thích cho đối tượng hợp phần Nghi thức hoạt động sau: Để khóa đối tượng hợp phần, lớp gốc bị khóa thể thức X, IS, IX SIX lớp thành phần phân cấp đối tượng hợp phần bị khóa thể thức X, ISO, IXO SIXO Các thuật toán điều khiển đồng thời Orion dựa khóa nhiều độ mịn cưỡng chế tính khả Thuật tốn khơi phục dùng ghi nhật ký phương pháp no-fix/flush, đòi hỏi phải hồi lại không thực lại Một mở rộng khóa nhiều độ mịn để giải quyến với đồ thị hợp phần thay đồ thị khóa tĩnh phân cấp đồ thị kèm với kiểu truy vấn Có đồ thị khóa tổng qt chịu trách nhiệm điều khiển tồn q trình Đồ thị khóa hình 6.8 183 Heterogeneous Lockable Unit (HeLU) Homogeneous Lockable Unit (HoLU) Basic Lockable Unit (BLU) Hình 6.8 Đồ thị khóa tổng quát Đơn vị nhỏ khóa gọi đơn vị khóa BLU Một số BLU tạo đơn vị khóa đồng chủng HoLU cấu tạo kiểu liệu có kiểu Tương tự cấu tạo khóa đa chủng HeLU cấu tạo đối tượng thuộc kiểu khác HeLU chứa HeLU khác HoLU, đối tượng thành phần nguyên tử Tương tự HoLU chứa HeLU HoLU khác với điều kiện chúng phải kiểu Phân biệt HoLU HeLU nhằm để tối ưu yêu cầu khóa Ví dụ tập danh sách số nguyên, quan điểm quản lý khóa, xử lý HoLU nhiều HoLU tạo ra, đến lượt lại cấu tạo từ BLU Kết có khóa tồn tập, số danh sách chí số nguyên Khi định nghĩa kiểu, đồ thị khóa cụ thể cho đối tượng tạo tuân theođồ thị khóa tổng quát Cũng thành phần thứ ba, đồ thị khóa cụ thể cho truy vấn tạo phân tích truy vấn Khi thực truy vấn, đồ thị khóa cụ thể cho truy vấn dùng để yêu cầu khóa quản lý khóa sử dụng đồ thị khóa cụ thể cho đối tượng để đưa định Các thể thức khóa dùng thể thức khóa chuẩn, nghĩa là: IS, IX,S,X 184 Danh mục tài liệu tham khảo Lê Tiến Vương (1996).Nhập môn sở liệu quan hệ Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Bá Tường (2005).Nhập môn sở liệu phân tán Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật,Hà Nội Phạm Thế Quế (2004).Giáo trình Cơ sở liệu: Lý thuyết thực hành Nhà xuất Bưu điệnHà Nội Phạm Thế Quế (2010) Giáo trình Cơ sở liệu phân tán Nhà xuất Thông tin Truyền thông, Hà Nội M.Tamer Ozsu And Patricle Valduriez (1999) Principles of Distributed DatabaseSystems, Second Edition Prentive Hall Upper Saddle River 185 Câu hỏi ơn tập tập cuối chương Trình bày loại sở liệu phổ biến Trình bày khái niệm đối tượng mơ hình liệu đối tượng Trình bày khái niệm chung thiết kế phân tán đối tượng Trình bày phân hoạch ngang lớp phân tán đối tượng Trình bày phân hoạch dọc lớp phân tán đối tượng Trình bày phân hoạch đường dẫn Trình bày thuật tốn phân hoạch Trình bày cấp phát liệu phân tán đối tượng Trình bày nhân phân tán đối tượng 10 Trình bày mơ hình kiến trúc phân tán đối tượng 11 Trình bày kiểu kiến trúc máy khách/chủ phân tán đối tượng 12 Trình bày lưu trữ đối tượng phân tán 13 Trình bày quản lý đối tượng 14 Trình bày quản lý trỏ 15 Trình bày di trú đối tượng 16 Trình bày di trú đối tượng 17 Trình bày xử lý truy vấn đối tượng 18 Trình bày kiến trúc xử lý truy vấn đối tượng 19 Trình bày vấn đề xử lý truy vấn đối tượng 20 Trình bày thực thi truy vấn đối tượng 21 Trình bày quản lý giao dịch đối tượng phân tán 22 Trình bày tiêu chuẩn quản lý 23 Trình bày mơ hình giao dịch cấu trúc đối tượng 186 BÀI TẬP Hãy liệt kê toán phân tán đối tượng nảy sinh DBMS đối tượng, vấn đề khơng có mặt DMBS quan hệ ứng với việc phân mảnh, di trú nhân Trình bày mối quan hệ làm tụ phân mảnh Minh họa việc làm tụ làm giảm cải thiện hiệu truy vấn CSDL đối tượng có phân hoạch hay khơng Vì DBMS đối tượng máy khách/chủ thường sử dụng kiến trúc chuyển gửi liệu, DBMS quan hệ lại sử dụng chuyển/ nhận chức Xét toán đặt vé máy bay, định nghĩa lớp kiểu Reservation đưa ma trận giao hoán tới lùi trỏ 187 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ CSDL PHÂN TÁN…………………………………….5 1.1 Sơ lược mạng máy tính 1.2 Các hình thức tổ chức hệ thống phân tán 1.3 Các đặc trưng loại hình hệ thống phân tán 1.3.1 Đặc trưng hệ thống File server kiến trúc Client/Server 1.3.2 Các chức kiến trúc client/server 1.4 Cơ sở liệu phân tán (Distributed Database) 10 1.4.1 Định nghĩa: 10 1.4.2 Hệ quản trị sở liệu phân tán (DDBMSs) 12 1.4.3 So sánh CSDL phân tán CSDL tập trung 12 1.4.4 Ưu nhược điểm hệ phân tán 14 1.5 Các loại truy xuất CSDL phân tán 15 1.5.1 Truy xuất từ xa thông qua tác vụ bản: 15 1.5.2 Truy xuất từ xa thông qua chơng trình phụ trợ 15 1.6 Kiến trúc CSDL phân tán 16 1.7 Các đặc điểm hệ phân tán 18 1.7.1 Chia sẻ tài nguyên 18 1.7.2 Tính mở 19 1.7.3.Khả song song 19 1.7.4.Khả mở rộng 19 1.7.5.Khả thứ lỗi 20 1.7.6 Đảm bảo tin cậy quán 20 1.8 Trong suốt phân tán 20 1.8.1 Tính suốt 20 1.8.2.Trong suốt phân đoạn (fragmentation transparency): 20 1.8.3 Tính suốt vị trí (location transparency): 21 1.8.4 Trong suốt ánh xạ địa phương (local mapping transparency): 22 Danh mục tài liệu tham khảo 23 Câu hỏi cuối chương 23 Chương THIẾT KẾ CSDL PHÂN TÁN 24 2.1 Nội dung thiết kế hệ thống phân tán 24 2.1.1 Các công việc cần phải làm để thiết kế HT phân tán: 24 188 2.1.2 Các sản phẩm yêu cầu sau phân tích thiết kế 24 2.2 Các chiến lược phân tán liệu 25 2.2.1 Tập trung liệu: 25 2.2.2 Chia nhỏ liệu: 25 2.2.3 Sao lặp liệu: 25 2.2.4 Phương thức lai: 26 2.3 Phương pháp thiết kế CSDL phân tán 26 2.3.1 Sơ đồ thiết kế tổng thể sở liệu phân tán 26 2.3.2 Các phương pháp thiết kế CSDL phân tán 27 2.4 Phân mảnh liệu 28 2.4.1 Các lý phân mảnh 30 2.4.2 Các kiểu phân mảnh 30 2.4.3 Các yêu cầu việc phân mảnh 31 2.5 Thông tin cấp phát 33 Danh mục tài liệu tham khảo 35 Câu hỏi tập cuối chương 36 Chương XỬ LÝ TRUY VẤN TRONG CSDL PHÂN TÁN 39 3.1 Giới thiệu xử lý truy vấn 39 3.2 Xử lý truy vấn môi trường tập trung 39 3.2.1 So sánh xử lý truy vấn tập trung phân tán 40 3.2.2 Chiến lược tối ưu CSDL tập trung 40 3.3 Xử lý truy vấn môi trường phân tán 44 3.3.1 Phân rã truy vấn 45 3.3.2 Định vị liệu phân tán-Tối ưu hóa cục 53 3.4 Tối ưu hóa truy vấn CSDL phân tán 60 3.4.1 Mơ hình chi phí tối ưu hóa truy vấn 60 3.4.2 Các thống kê liệu 62 3.4.3 Lực lượng kết trung gian 64 Danh mục tài liệu tham khảo 67 Câu hỏi tập cuối chương 67 Chương QUẢN LÝ GIAO DỊCH VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG THỜI PHÂN TÁN 72 4.1 Tổng quan giao dịch 72 4.1.1 Điều kiện kết thúc giao dịch 75 4.1.2 Đặc tính giao dịch 76 189 4.1.3 Đặc trưng hóa khái niệm giao dịch 76 4.2 Các tính chất giao dịch 78 4.2.1 Tính nguyên tố 78 4.2.2 Tính quán 79 4.2.3 Tính lập 80 4.2.4 Tính bền vững 83 4.3 Các loại giao dịch 83 4.3.1 Các loại cấu trúc theo thời gian hoạt động 83 4.3.2 Các loại giao dịch dựa việc tổ chức hành động đọc ghi 83 4.3.3 Luồng công việc – WorkFlows 84 4.4 Điều khiển giao dịch đồng thời phân tán 86 4.4.1 Đặt vấn đề 86 4.4.2 Tính khả lịch biểu 87 4.4.3 Phân loại chế điều khiển đồng thời 93 4.5 Các thuật tốn điều khiển đồng thời khóa chốt 95 4.5.1 Thuật tốn quản lý khóa 96 4.5.2 Thuật tốn khóa chốt hai pha 2PL 98 4.5.3 Thuật toán quản lý giao dịch 2PL tập trung (C2PL TM) 102 4.5.4 Thuật tốn 2PL 107 4.5.5 Thuật toán 2PL phân tán 108 4.6 Các thuật toán điều khiển đồng thời nhãn thời gian 108 4.6.1 Đặt vấn đề 108 4.6.2 Thuật toán quản lý giao dịch TO 109 4.6.3.Thuật toán TO bảo toàn 114 4.6.4 Thuật toán TO đa phiên 116 4.7 Các thuật toán điều khiển đồng thời lạc quan 116 4.8 Quản lý bế tắc 119 4.8.1 Ngăn chặn bế tắc 120 4.8.2 Tránh bế tắc 121 4.8.3 Phát giải tỏa bế tắc 122 Danh mục tài liệu tham khảo .124 Câu hỏi tập cuối chương 125 Chương CÁC HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU SONG SONG 128 5.1 Mục tiêu xử lý song song 128 190 5.2 Ưu điểm sở liệu song song 128 5.2.1 Hiệu cao 129 5.2.2 Tính sẵn sàng 129 5.2.3 Khả mở rộng 130 5.3 Kiến trúc hệ sở liệu song song 130 5.3.1 Bộ quản lý phiên 130 5.3.2 Bộ quản lý yêu cầu 130 5.3.3 Bộ quản lý liệu 130 5.4 Các kiến trúc hệ thống song song 131 5.4.1 Tổng quan kiến trúc song song hệ thống song song 131 5.4.2 Kiến trúc chia sẻ nhớ 131 5.4.3 Kiến trúc chia sẻ đĩa 133 5.4.4 Kiến trúc không chia sẻ 134 5.4.5 Kiến trúc phân cấp 135 5.5 Kỹ thuật hệ quản trị sở liệu song song 135 5.5.1 Sắp đặt liệu 136 5.5.2 Truy vấn song song 142 5.5.3 Xử lý liệu song song 143 5.6 Tối ưu hóa truy vấn song song 147 5.6.1 Khơng gian tìm kiếm 147 5.6.2 Mơ hình chi phí 149 5.6.3 Chiến lược tìm kiếm 150 Danh mục tài liệu tham khảo 152 Câu hỏi ôn tập cuối chương 153 Chương HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỐI TƯỢNG PHÂN TÁN .154 6.1 Giới thiệu 154 6.2 Khái niệm đối tượng mơ hình liệu đối tượng 154 6.3 Thiết kế phân tán đối tượng 156 6.3.1 Phân hoạch ngang lớp: 156 6.3.2 Phân hoạch dọc lớp 159 6.3.3 Phân hoạch đường dẫn: 159 6.3.4 Các thuật toán phân hoạch: 159 6.3.5 Cấp phát 160 191 6.3.6 Nhân 161 6.4 Các mơ hình kiến trúc đối tượng phân tán 161 6.4.1 Các kiểu kiến trúc máy khách/chủ 162 6.4.2 Lưu trữ đối tượng phân tán 164 6.5 Quản lý đối tượng 165 6.5.1 Quản lý định danh đối tượng 165 6.5.2 Quản lý trỏ: 166 6.5.3 Di trú đối tượng 167 6.6 Xử lý truy vấn đối tượng 168 6.6.1 Kiến trúc xử lý truy vấn đối tượng 169 6.6.2 Các vấn đề xử lý truy vấn đối tượng 170 6.6.3 Thực thi truy vấn đối tượng 173 6.7 Quản lý giao dịch đối tượng phân tán 174 6.7.1 Các tiêu chuẩn quản lý 174 6.7.2 Mơ hình giao dịch cấu trúc đối tượng 175 6.7.3 Quản lý giao dịch hệ quản trị đối tượng phân tán 177 Danh mục tài liệu tham khảo .185 Câu hỏi ôn tập tập cuối chương .186 192 ... Phân tán: Dữ liệu không cư trú vị trí mà phân bố rộng khắp nhiều máy tính đặt nhiều vị trí khác nhau, điểm phân biệt sở liệu phân tán với sở liệu tập trung Tương quan logic: Dữ liệu hệ phân tán. .. lý liệu Quản lý liệu Phân tích liệu Các liệu lấy phân tích từ server Trình diễn liệu Tất liệu (được phân tích server clients) Các liệu lấy phân tích từ server sau truyền cho clients 1.4 Cơ sở liệu. .. Thiết kế sở liệu phân tán Chương 3: Xử lý truy vấn sở liệu phân tán Chương 4: Quản lý giao dịch điều khiển đồng thời phân tán Chương 5: Các hệ sở liệu song song Chương 6: Hệ quản trị sở liệu đối