Thuật toán gắn bó trên cơ sở dấu và bài toán duy trì một sự gắn bó mạnh giữa các bản sao

Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Chương GIỚI THIỆU CHUNG Sơ lược hệ tin học phân tán 1.1 Định nghĩa Hệ tin học phân tán hay nói ngắn gọn hệ phân tán (Distributed System) hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều xử lý vi xử lý nằm vị trí khác liên kết với thông qua phương tiện viễn thông điều khiển thống hệ điều hành 1.2 Các thực thể hệ phân Hệ phân tán gồm thực thể: Các Các hệ hệ thống thống phần phần mềm mềm Hệ Hệ thống thống truyề truyề n n thông thông Tập Tập hợp hợp phần phần cứng cứng Hệ Hệ thống thống dữ liệu liệu Hình Bốn thực thể hệ tin học phân tán 1.3 Ưu điểm việc sử dụng chung tài ngun - Tăng tốc độ bình qn tính tốn xử lý - Cải thiện tình trạng ln sẵn sàng loại tài nguyên - Tăng độ an tồn cho liệu - Đa dạng hóa loại hình dịch vụ tin học - Bảo đảm tính tồn vẹn thơng tin Tuy nhiên, dẫn đến hàng loạt vấn đề khó khăn việc thiết lập hệ, liên quan việc cấp phát tài nguyên dùng chung cho tiến trình Điều quan trọng đặt ra, làm để hệ đảm bảo gắn bó thơng tin, đặc biệt thơng tin dùng chung Hệ tin học phân tán cần phải có chế kỹ thuật đủ mạnh nhằm trì gắn bó thơng tin q trình hoạt động Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh tiến trình trao đổi thơng tin với cho hệ thống tránh trường hợp dẫn đến hệ thống khơng gắn bó Vấn đề truy cập xử lý thơng tin hệ tin học phân tán 2.1 Đặt vấn đề Trong hệ tin học phân tán, vấn đề truy cập xử lý thông tin hệ vấn đề phức tạp Để đơn giản, nghiên cứu ví dụ cụ thể việc quản lý tài khoản ngân hàng Mỗi người mở tài khoản ngân hàng lưu trữ ghi sở liệu (CSDL) Các trường ghi bao gồm họ tên, địa chỉ, điện thoại khoá (mã số) cho người Mã số đóng vai trò trỏ đến CSDL khác chứa lần thu tiền vào rút tiền từ tài khoản Cuối ta phải có CSDL chứa số dư Số dư số tiền có tài khoản thời điểm xem xét người gửi tiền Trạng thái số dư tài khoản khống chế mức xác định ví dụ số dư khơng = Hai đặc tính gọi đặc tính trạng thái tổng quát CSDL (hay ràng buộc tồn vẹn hệ) Ta nói trạng thái hệ gắn bó, hệ mang hai đặc tính vừa nên Phép tốn chuyển khoản thể cách trừ giá trị P tài khoản cộng giá trị vào tài khoản khác Nếu ta ký hiệu A số dư tài khoản bị trừ B số dư tài khoản cộng vào, chương trình thể giao dịch viết sau: Nếu A >= P A := A - P B := B + P (a) (b) khơng kết thúc Theo thuật toán thể đoạn chương trình trên, ta cần lưu ý hai điểm sau đây: 1) Giả sử ta thực đồng thời hai séc trích từ A hay rót vào B Việc truy cập thông tin tài khoản tiến hành theo kiểu tuỳ ý mà phải đảm bảo loại trừ tương hổ mức tương hổ Việc loại trừ thực theo kiểu khác nhau, kiểu đơn giản loại trừ mức toàn CSDL hệ loại bỏ phép song song Có thể áp dụng loại trừ mức tài khoản riêng biệt 2) Giả sử xử lý thực giao dịch bị rơi vào trạng thái không làm việc thời điểm a b Tài khoản A trừ B cịn chưa cộng Nói cách khác đặc tính P1 khơng thể đảm bảo dừng lại Ta cần phải bổ sung thêm cho hệ đặc tính nhằm vào điều vừa nêu Đó sau thực giao dịch tất cập nhật tiến hành trạng thái tài khoản không thay đổi Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Như vậy, lưu ý thứ cho phép ta đảm bảo phép gắn bó liệu điều kiện có cố Đó địi hỏi quan trọng tồn hệ việc truy cập thông tin Bây giờ, ta giới thiệu loại giao dich Đó giao dịch kèm theo tỷ lệ lợi nhuận tiền gửi t có nghĩa sau khoảng thời gian số dư tính tăng lên cách cộng số dư với lợi nhuận ngân hàng Ta ký hiệu: U - giao dịch T - giao dịch chuyển khoản Và ràng buộc toàn vẹn hệ là: STT Ký hiệu P’1 Đặc tính Thực lượng giao dịch T khơng làm thay đổi tổng tài khoản P’2 Trong tài khoản, số dư >= P’3 Thực n giao dịch loại U nâng tổng tài khoản (1+t)n Cần lưu ý ta cho phép giao dịch loại U T hoạt động song song có nguy phá đặc tính P’3 2.2 Sự gắn bó thơng tin 2.2.1 Điều kiện giả định thực tế Ta có tập hợp thơng tin truy cập tập hợp tiến trình Số lượng đối tượng thơng tin truy cập số lượng tiến trình có nhu cầu thơng tin cố định Hệ phát triển rời rạc theo thời gian, điểm xác định, ta nhận biết trạng thái thực chúng, nghĩa giá trị đối tượng ngữ cảnh thực tiến trình Hệ hoạt động với độ ổn định tuyệt vời Các điều kiện giả định so với hệ thực tế có điểm khác bản: - Các đối tượng tiến trình tạo lập huỷ bỏ có tính chất động suốt q trình tồn hệ Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh - Các đối tượng tiến trình phân tán trạm khác liên hệ với qua hệ thống viễn thông - Hệ thống viễn thơng tiến trình đối tượng xảy cố kỹ thuật 2.2.2 Tác động giao dịch Các đối tượng khác hệ đối tượng độc lập nhau, chúng quan hệ với tập hợp quan hệ gọi ràng buộc toàn vẹn Các ràng buộc thể sâu sắc đặc tính riêng biệt hệ Trạng thái hệ thoả mãn tập ràng buộc toàn vẹn gọi trạng thái gắn bó Các nhà thiết kế vận hành hệ mong muốn việc thực tiến trình phải trì cho hệ trạng thái gắn bó Để xác hố đặc tính này, cần phải lưu ý trạng thái hệ xác định mức quan sát cho trước Ta quan tâm đến hai mức quan sát: Stt Mức Giải thích Tiến trình dãy thực giao dịch Giao dịch NSD chương trình thực từ trạng thái gắn bó dẫn hệ đến trạng thái gắn bó khác Mỗi giao dịch cấu tạo từ dãy tác động thể Hệ thống sau Nếu tác động A B thuộc hai giao dịch khác thực hai tiến trình hiệu ứng tổng quát chúng hiệu ứng dãy (A;B) (B;A) Ví dụ: Trong hệ thống quản lý tài khoản ngân hàng, số dư tài khoản thể ghi Ta cần lưu - Phép chuyển giá trị từ tài khoản sang tài khoản khác xem tác động - Đọc ghi ghi tác động, hệ quản lý tập tin đảm bảo tính khơng chia cắt chúng Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh 2.2.3 Trật tự hóa tác động Cho tập giao dịch M = (T1, T2, ,Tn) thực tiến trình độc lập p1, p2, , pn Việc thực có nghĩa thực tất giao dịch M theo kiểu nối đuôi tuân thủ trật tự Sự gắn bó liệu hệ bảo toàn, theo định nghĩa, việc thực riêng biệt giao dịch Do vậy, đảm bảo chế độ thực M Trong trật tự tuân thủ trật tự nội giao dịch, dãy bao gồm tất tác động cấu tạo nên giao dịch M; tác động xuất lần Một dãy tác động gọi trật tự hóa tập hợp giao dịch M Ví dụ: Quay lại vấn đề tốn phần xem xét ba trật tự hóa S1, S2, S3 A:=A-P Giao dịch loại T A:=(1+t)xA B:=(1+t)*B Giao dịch loại U B:=B+P Hình 2: Trật tự hóa S1 A:=A-P Giao dịch loại T Giao dịch loại U A:=(1+t)xA B:=B+P B:=(1+t)*B Hình 3: Trật tự hóa S2 A:=A-P Giao dịch loại T B:=B+P A:=(1+t)xA Giao dịch loại U B:=(1+t)*B Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Hình 4: Trật tự hóa S3 Ta nhận thấy dễ dàng trật tự hóa S2 có tác dụng tương đương với trật tự hóa S3, trật tự hóa S1 lại khác Trong trật tự hóa S2 S3, tác động cập nhật tài khoản A B thực theo tuần tự, cịn trật tự hóa S1 trật tự tác động cập nhật tài khoản B bị đảo ngược Ví dụ cho ta thấy quan trọng việc đảm bảo trật tự cập nhật thông tin 2.2.4 Triển khai giao dịch tôn trọng gắn bó Cho tập hợp giao dịch M={T1,T2…,Tn} Một trật tự hóa tập hợp tác động thành phần tương ứng với việc thực hoàn toàn giao dịch Việc thu trật tự hóa gắn bó thành cơng áp dụng ràng buộc trật tự thực tác động Nguyên lý phương pháp chỗ làm chậm tác động thời điểm mà thực khơng cịn có nguy phá hủy gắn bó trật tự hóa Để đảm bảo giao dịch tôn trọng gắn bó thơng tin người ta đưa phương pháp, chế để đảm bảo giao dịch có gắn bó thơng tin tồn vẹn liệu sở liệu phân tán Cụ thể ta có chế then cài: o Then cài loại trừ tương hỗ o Then cài lựa chọn đối tượng o Giao dịch hai pha Bây ta tưởng tượng đối tượng phân tán nhiều trạm khác nối với thông qua hệ thống viễn thơng tiến trình diễn trạm khác Hệ thống viễn thông cho phép tiến trình trạm khác trao đổi thông điệp với Ta giả định tiến trình phương tiện truyền thơng đối tượng rơi vào cố Một hệ quản lý tập hợp thông tin phân tán bao gồm: Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Stt Cơ chế Cơ chế cho phép xếp cách tổng quát tác động giao dịch, tác động diễn trạm khác Cơ chế điều khiển tranh chấp truy cập cục vào đối tượng đảm bảo tôn trọng tính tồn vẹn đối tượng truy cập cục Cơ chế có khả xử lý bế tắc thiếu thốn vô hạn, hậu việc hủy bỏ giao dịch Cơ chế phục hồi giao dịch hủy bỏ hay xử lý cố 2.2.5 Quản lý gắn bó giao dịch Bây ta xem xét hệ, đối tượng phân tán nhiều trạm, khơng có đối tượng tồn có Một giao dịch Tj tham chiếu đến đối tượng nằm trạm khác gồm nhiều tác động thực nhiều trạm Như ta phải xác định trạm Si tiến trình Pji với nhiệm vụ thực tác động giao dịch Tj Si , tác động thực trạm khác tiến hành theo kiểu song song Các phương pháp để quản lý gắn bó giao dịch như: Phương pháp dự phịng để chống bế tắc, phương pháp dựa vào việc hạn chế khả diễn cách phát bế tắc có tính chất động, điều dẫn đến hủy bỏ giao dịch Chương 2: THUẬT TOÁN GẮN BÓ TRÊN CƠ SỞ DẤU Phương pháp xếp kiểu đóng dấu: Đóng dấu hành vi gán giá trị nguyên cho thông điệp nhằm ghi nhận thời điểm truyền sở tham chiếu đồng hồ lô gích Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Nội dung phương pháp trạm phát gắn giá trị gọi dấu Giái trị có tính chất thời điểm cho trạm phát thông tin dựa vào đồng hồ lơ gích cục trạm Các đồng hồ lấy lại thông qua hội thoại trạm 1.1 Nguyên lý: Tập hợp tất yêu cầu cập nhật xếp theo kiểu tất trạm nhờ chế dấu Theo yêu cầu phát cho tập hợp trạm, trạm tồn tiến trình server đảm nhận nhiệm vụ tiếp nhận yêu cầu theo trật tự dấu Điều cho phép có gắn bó yếu 1.2 Triển hệ số ổn định: Các giao dịch cần xét khả đọc, ghi hay cập nhật Cập nhật xác định dãy thao tác đọc ghi, thao tác kiểm tra - đọc tức trạng thái hành Mỗi server tiếp nhận yêu cầu ghi đến trạm cục thời điểm cho trước tiếp nhận u cầu tính tốn sở dấu theo tiêu chí lâu Điều dẫn đến cần phải ý hai trường hợp: - Trường hợp 1: Tập hợp yêu cầu ghi chờ chứa cá yêu cầu từ tất trạm khác Trong trường hợp yêu cầu qua, chúng tồn tại, so với yêu cầu qua Nói cách khác, u cầu lâu u cầu chờ - Trường hợp 2: Tồn trạm mà khơng có u cầu truyền đến Ta giải cách truyền cho tất trạm thông điệp yêu cầu bắt buộc phải xác nhận Do vậy, sau khoảng thời gian theo giả thiết độ ổn định ta xác nhận: yêu cầu qua, trả lời thông điệp yêu cầu Lúc này, ta nói thơng điệp đến từ tất trạm 1.3 Các hành vi bên chế độ bình thường: Có hai vấn đề mở rộng thuật toán cho phép rút hay chèn vào tuỳ ý trạm Điều đó, dẫn đến hai vấn đề sau cần phải tôn trọng: Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh - Vấn đề 1: Việc biến trạm pahỉ trạm khác nhận biết cách tự động - Vấn đề 2: Việc phát thông điệp phép tốn khơng thể chia cắt Đó thông điệp tất trạm phải nhận không trạm nhận Vì vậy, điều kiện khống chế điều kiện thứ hai đảm bảo Khái quát thuật toán quản lý nhiều Thuật toán cho phép lại thay đổi đối tượng khác Cụ thể chế then cài: Một giao dịch thực phép then cài đối tượng muốn giành quyền sử dụng đối tượng theo vài kiểu truy cập định Cơ chế then cài gán hay không gán quyền truy cập vào quy tắc tiền định loại trừ tương hỗ, luật đọc, hiệu chỉnh thông tin,… Nếu quyền thừa nhận đối tượng bị cài then giao dịch Nếu khơng, tiến trình giao dịch bị khố đối tượng không bị cài then Cơ chế cài then cho phép giao dịch giải phóng đối tượng mà cài then Nếu ta có n b 1, b2, …, bn đối tượng b, ràng buộc toàn vẹn là: b1 = b2 = … = bn Để tham chiếu đến b, cần phải thực giao dịch: v_doc(bi) doc(bi) giai_phong(bi) Để thực việc cập nhật vào sao, ta cần phải cài then chúng cách hợp thức theo kiểu loại trừ Để cho i:=1 đến n thực v_viet(bi) Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 10 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Để tránh bế tắc diễn ra, việc cài then luôn phải thực trật tự Nói cách khác, cách bỏ qua pha chuyển, đối tượng trình cập nhật tất lưu trữ cho tiến trình thực cập nhật, tất cập nhật để đọc giống hoàn toàn Kiểu hoạt động triển khai gắn bó mạnh đối tượng Nhược điểm giải pháp yếu song song phép toán cập nhật Ta áp dụng ràng buộc tồn vẹn yếu Đó ta ln địi hỏi việc truy cập vào phép bên gắn bó, ta lại không yêu cầu nhiều chi tiết phải giống tuyệt đối thời điểm Tổng quát, ta chấm dứt thực giao dịch cập nhật tất trở thành giống hoàn toàn sau khoảng thời gian xác định Đây đảm bảo cho việc gắn bó yếu Điều kiện đủ cho gắn bó yếu việc cập nhật thực theo trật tự cho tất Và cần ý hai điểm sau: 1) Sự khác chủ yếu gắn bó mạnh gắn bó yếu chỗ giao dịch đọc thơng tin Theo gắn bó yếu, ta có hai cách đọc cần xem xét: - Đọc tức trạng thái hành cục - Đọc cục sau tiếp nhận thay đổi truyền đến trước trật tự việc đọc theo chiều trật tự cần xem xét 2) Khi nói hồn tồn giống nhay có nghĩa chúng cung cấp thơng tin tham chiếu hay tích hợp dãy cập nhật Nhưng việc thể bên liệu thay đổi từ trạm đến trạm khác Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 11 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Thuật tốn đảm bảo gắn bó yếu nhờ dấu sau đưa vào áp dụng đáp ứng yêu cầu gắn bó, đơn giản rõ ràng Song triển khai đòi hỏi nguồi thiết kế phải: 1) Nắm vững nguyên lý thuật toán 2) Việc triển khai chúng thực tế cần phải tính đến điều kiện - Các trạm đối tượng có số lượng xác định trước (số lượng cố định thời điểm khai thác) - Các tiến trình trạm hệ thống viễn thơng xảy xự cố kỹ thuật, cố khắc phục 3) Có dẫn cần thiết cho việc mở rộng sau để xứ lý tình ngồi chế độ bình thường Thuật tốn trì gắn bó sở dấu Căn vào nội dung thơng tin cần phải đảm bảo gắn bó mà người ta chọn thuật tốn khác Ở đây, ta tập trung vào thuật toán trì gắn bó yếu nhờ dấu 3.1 Ngun lý Tập hợp yêu cầu cập nhật xếp theo kiểu tất trạm nhờ chế dấu Theo yêu cầu phát cho tập hợp trạm Tên trạm, tồn tiến trình Server đảm nhận nhiệm vụ tiếp nhận yêu cầu theo trật tự dấu Điều cho phép có gắn bó yếu 3.2 Triển khai hệ ổn định Các giao dịch cần xét khả đọc, ghi hay cập nhật Cập nhật xác định dãy thao tác đọc ghi, thao tác kiểm tra đọc tức trạng thái hành Mỗi server tiếp nhận yêu cầu ghi đến từ trạm cục thời điểm cho trước Nó tiếp nhận yêu cầu tính tốn sở dấu theo tiêu chí lâu Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 12 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Việc xác định yêu cầu không tiến hành tức khắc nguyên ta biết chắn yêu cầu lâu Yêu cầu lâu truyền đường Tính khơng chắn xuất có điều kiện với giả thiết hệ viễn thông Khi trạm i truyền thông điệp cho trạm j, Trật tự nhận thơng điệp j hồn tồn giống với trật tự thông điệp phát Giả thiết kiểm tra mạng thông thường Việc xác định yêu cầu cần xử lý trạm hồn tồn Có hai trường hợp cần xem xét: 1) Tập hợp yêu cầu ghi chờ chứa yêu cầu từ tất trạm khác Trong trường hợp yêu cầu qua, chúng tồn tại, so với yêu cầu qua Nói cách khác, yêu cầu lâu yêu cầu chờ 2) Tồn trạm mà khơng có yêu cầu truyền đến Ta đưa trường hợp trước cách truyền cho tất trạm thông điệp yêu cầu bắt buột phải xác nhận Do vây, sau khoảng thời gian, theo giả thiết độ ổn định, ta nhận yêu cầu qua, trả lời cho thông điệp yêu cầu Lúc này, ta có thơng điệp đến từ tất trạm 3.3 Các hành vi bên chế độ bình thường Hai vấn đề mở rộng thuật toán cho phép rút hay chèn vào tùy ý trạm Ngược lại, thuật tốn sống trường hợp có cố, điều kiện sau tôn trọng: 1) Việc biến trạm phải trạm khác nhận biết tự động 2) Việc phát thơng điệp phép tốn khơng chia cắt Đó thơng điệp tất phải nhận không trạm nhận Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 13 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Vì vậy, việc tuân thủ hai điều kiện đặt cho tình hình điều kiện khống chế, điều kiện thứ hai khó đảm bảo 3.4 Kết luận Trên tìm hiểu kỹ thuật sử dụng rộng rãi nhằm đảm bảo đặc tính gắn bó liệu hệ tin học phân tán kỹ thuật gắn bó sở dấu Kỹ thuật gắn bó sở dấu nhằm đảm bảo tính gắn bó liệu trật tự hoá hợp thức giao dịch trạm xa hệ tin học phân tán Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 14 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Chương 3: DUY TRÌ SỰ GẮN BĨ MẠNH GIỮA CÁC BẢN SAO CỦA MỘT ĐỐI TƯỢNG Đặt vấn đề 1.1 Giới thiệu toán Trong hệ thống phân tán giả định có độ ổn định tuyệt vời, ta muốn trì gắn bó mạnh đối tượng định vị trạm khác Thuật toán dựa nguyên lý sau đây: • Trước thực cập nhật, trạm cần phải yêu cầu thống với trạm khác • Khi có thống nhất, trạm tiến hành công việc cập nhật; điều phải tiến hành tất sao; đối tượng truy cập chừng chưa cập nhật hết • Các xung đột trạm giải trật tự có hệ số ưu tiên trạm, cố định lần lúc khởi cho tồn Hỏi có trạng thái khác cần xem xét cho Hãy trình bày sơ đồ hoạt động thuật toán (đồ thị phát triển) Hãy đánh giá hàm số lượng sao, số lượng thông điệp cần thiết để thực thông điệp Ta phải sửa đổi thuật toán để chịu đựng cố trạm (giả sử hệ viễn thông hoạt động tốt) 1.2 Cơ sở lý thuyết để giải toán Khi nghiên cứu hệ phân tán thấy rằng, thời gian truy cập trung bình vào thơng tin hệ phân tán rút ngắn, số trường hợp, nhờ vào phương pháp nhân nhiều gọi nhiều đối tượng thông tin Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 15 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Ta cần phân biệt hai trường hợp khác thể sau đây: - Trường hợp 1: a) Đa xử lý với nhớ chung: L L Bcb Bcb Bch Bộ xử lý Bé xö lý Bé nhíBộ cơcnhớ bé cục (e)bộ (e) Bộ nhớ Bé nhí chung chung (e) (e) Hình Đa xử lý với nhớ chung Mỗi xử lý có nhớ cục mình, hay cịn gọi cache, dùng để chép lại vùng làm việc nhớ chung Một chương trình thể thuật toán thay đảm nhận nhiệm vụ làm nhớ cục Trường hợp có nhiều xử lý muốn truy cập vào đối tượng, ta sử dụng tham chiếu đến phiên đối tượng tìm thấy nhớ chung b) Hệ truy cập từ xa thông qua máy server nhất: Bộ xử lý Máy client Bộ nhớ cục (e) Hệ Hệthống thốngviễn viễn thông thông Bộ nhớ chung (e) Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Máy server 16 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Hình Hệ truy cập từ xa thông qua máy server Trong trường hợp này, đối tượng đưa vào trạm xác định quản lý server cục trạm Khi tiến trình xa muốn sử dụng đối tượng, phải bắt đầu yêu cầu server cho thông qua hệ thống viễn thông Sau sử dụng xong, tiến trình phải gửi lại cho server phiên sửa đổi đối tượng Các trường hợp thể hình 2.1 2.2 xét theo chức giống Đó trường hợp đối tượng đặc quyền - Trường hợp 2: Tính cân đối người sử dụng tài nguyên thông tin mạng Hệ Hệthống thốngviễn viễnthơng thơng Hình Hệ thống đối xứng Tại đây, tất đóng vai trị đối xứng Cơng việc tiến hành Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 17 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh theo kiểu cho phép rút ngắn thời gian truy cập, số lần truy cập để đọc lớn số lần truy cập để cập nhật lý thuận lợi sử dụng theo nghĩa có sẵn để dùng Tình hình nêu đặt cho nhiều vấn đề cần phải giải Đó lần cập nhật thơng tin hay nói cách tổng qt cập nhật Từ đó, ta rút đặc điểm quan trọng sau : 1) Khi tồn tập trung đặc quyền, ta đặt việc thay đổi đối tượng thực lại vào Đó trường hợp ghi tức thời cập nhập gắn bó Với phương pháp ghi khác, ngược lại, thay đổi tương ứng đối tượng cục lại thuật toán thay thực nhằm cung cấp lại ghi bị chiếm cục 2) Khi khơng tồn đặc quyền, ta gặp trường hợp khơng gắn bó thơng tin Trường hợp thứ hai làm phát sinh hai yêu cầu mới: a Toàn giao dịch thay đổi đối tượng cần phải chép lại sớm tốt thay đổi tất khác Trong thực giao dịch, khơng có chép khác thực Sau thực xong, tất hoàn toàn giống b Việc cập nhật tức thời (theo hệ tập trung) tất không cần thiết Trong tất trường hợp, giao dịch tham chiếu trạng thái đối tượng thực xuất phát từ trạm cục cần phải cung cấp: - Hoặc giá trị cập nhật tất thay đổi diễn trước tham chiếu - Hoặc giá trị cũ, lại giá trị cập nhật thời điểm trước Sự tham chiếu cung cấp giá trị xuất phát từ việc thực phần giao dịch Giải vấn đề Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 18 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh 2.1 Các trạng thái khác cần xem xét cho Các trạng thái xảy sau: Stt Trạng thái Giải thích Nghỉ ngơi Trạm không thực cập nhật Hoạt động Trạm nhận yêu cầu cập nhật cục mà yêu cầu truyền cho trạm khác để kiểm tra Thụ động Trạm đồng ý cho cập nhật chờ trật tự tương ứng Cập nhật Trạm tình trạng chuyển cập nhật, tất yêu cầu khác truyền đến lưu trữ Chúng xử lý quay trạng thái khác 2.2 Sơ đồ hoạt động thuật tốn Các trạm tổ chức theo kiểu vịng tròn ảo Trước thực cập nhật, trạm cần phải yêu cầu thống với trạm khác Sau có thống nhất, trạm tiến hành cơng việc cập nhật Sơ đồ hoạt động thuật toán: 11 Nghỉ ngơi cầu –Yêu – Hoạt động N2 N Lựa chọn yêu cầu có thời gian gg –h– dấu dài có nhiều yêu h cầu đưa ỉ ỉ Thụ động N n3 N n –g g–g g h ơh N ỉi Cập N ỉi g n –g n –độngnhật Hình 10 Sơ đồ hoạt thuật toán h gh g ỉỉ N Lúc khởi sự, tất trạm N trạng thái nghỉ ngơi n ign i cần phải gửi yêu cầu cho phép g Trạm khởi việc cập nhật, g hg h ỉ trạng cập nhật, làm việc trongơ thái nghỉ ngơi Lúc inỉi nhận dấu gửi vào vòng tròn trạmgn khởi chuyển từ trạng thái nghỉ ngơi g ơơ ii Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 19 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh sang trạng thái hoạt động Nếu có u cầu đưa vào vịng trịn, qua tất trạm để chuyển trạm từ nghỉ ngơi sang thụ động đó, trở nơi khởi việc thống coi hồn tất việc cập nhật nói riêng lúc gửi trạm sau thực trở trạng thái nghỉ ngơi Nếu có nhiều yêu cầu đưa đồng thời vịng trịn, tình hình dễ dàng diễn xung đột lúc này, ta phải chọn yêu cầu có thời gian dấu lâu Để tiến hành cơng việc đó, ta nêu bật vai trò chắn đường cho trạm khởi Một trạm trạng thái nghỉ ngơi hay thụ động phải chuyển toàn yêu cầu đến nó, trạm trạng thái hoạt động phải chuyển yêu cầu có thời gian lâu u cầu mà phát đi, u cầu khác bị dừng lại lưu trữ Các yêu cầu bị lưu trữ lại gửi tiếp vào vịng trịn, trạm lưu trữ chúng hồn thành cơng việc cập nhật riêng Hành vi ngồi chế độ bình thường: Các giao thức đặt lại cấu hình vịng trịn theo kiểu tự động sử dụng nhằm rút hay cho vào tùy ý số trạm định Các cố kỹ thuật khó khăn phát chiến lược mà dó u cầu khơng ghi lại khắp nơi mạng 2.3 Đánh giá hàm số lượng sao, số lượng thông điệp cần thiết để thực cập nhật Sơ đồ mô tả cấu tổ chức hệ thống nhiều việc cập nhật thể hình 12 sau đây: Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán Hình 11 Sơ đồ mơ tả hệ thống nhiều 20 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh bij với i = n, j = m, i server, j sao, n số lượng server mắc nối mạng, m số lượng đối tượng liệu tk với k = q, k trạm, q số trạm mắc nối Các ràng buộc sao: Trên đối tượng: Nếu ta có n b1, b2,…, bn đối tượng b, ràng buộc toàn vẹn là: b1 = b2 = = bn Trên toàn đối tượng: b11= b21 = = bn1 b12 = b22 = = bn2 b1m = b2m = = bnm Gọi M cực đại cập nhật diễn đồng thời, M tính theo cơng thức M = n x m 2.4 Xử lý cố trạm Nếu liệu phân tán nhiều server, để bảo đảm liệu ghi lên đắn lên sở liệu, địi hỏi phải có chế bảo vệ liệu Ví dụ việc cập nhật bảng cân đối tài khoản khách hàng ba sở liệu khác Nếu c ó cố kết nối xảy thời gian ghi giao dịch, sở liệu tính đồng Xử lý giao dịch khắc phục tình trạng cách giám sát thay đổi tác động lên sở liệu liên quan nhằm bảo đảm tồn vẹn liệu có cố Nếu tiến trình p bị cố lúc thực giao dịch T trạng thái hệ xuất phát từ việc thực phần chắc khơng cịn gắn bó Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 21 Thuật toán gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Một chế cho phép trì gắn bó mơi trường phân tán có cố phải là: 1) Giao dịch T bắt buộc phải thực cách trọn vẹn 2) Nếu có cố diễn bắt buộc phải quay trở lại điểm xuất phát Muốn địi hỏi giao dịch phải có đặc tính tồn vẹn sau: - Nếu tiến trình bị cố trước kết thúc T lại sau thao tác thay đổi cần thiết T, trạng thái hệ gắn bó Gắn bó Khơng Gắn bó Trước cập nhật (thay đổi) Sau cập nhật (thay đổi) Hình 12 Ba giai đoạn giao dịch - Nếu tiến trình bị cố trước diễn thay đổi T, trạng thái hệ gắn bó - Nếu tiến trình bị cố thay đổi T, trạng thái hệ khơng gắn bó Các mơ hình giải thuật nghiên cứu phải đảm bảo đặc tính tồn vẹn liệu hệ tuân thủ theo giai đoạn thể hình vẽ 12 Căn vào nội dung thơng tin cần phải đảm bảo gắn bó mà ta chọn thuật tốn nhằm đảm bảo tính tồn vẹn liệu Kết luận Trong trình xây dựng phần mềm cho hệ phân tán hỗ trợ ứng dụng lớn thương mại điện tử, phủ điện tử, vấn đề cập nhật thông tin dùng chung đối tượng vấn đề quan trọng Nó không đảm bảo hệ thống hoạt động với tốc độ bình quân chấp nhận được, ổn định, tin cậy mà quan trọng phải đảm bảo tính gắn bó liệu Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 22 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Mơ hình hệ thống quản lý nhiều giống môi trường phân tán giải thuật nghiên cứu đáp ứng yêu cầu hệ thống phức tạp với lượng thông tin lớn cần phải xử lý thể mặt sau đây: • Tự động hóa cập nhật • Phát triển giải thuật nhiều mơi trường phân tán đại • Làm phong phú khả ứng dụng tác tử di động • Triển khai kỹ thuật đánh dấu điều khiển quản lý nhiều • Bổ sung lý thuyết cập nhật nhiều Bài tiểu luận thể cô đọng sơ đồ giải thuật mơ hình Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 23 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt Hệ tin học phân tán TS Lê Văn Sơn NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Nguyên lý hệ sở liệu phân tán Patrick Valduriez , Trần Đức Quang Biên Dịch Tập + Tập , NXB Thống Kê B Tài liệu tiếng Anh Principle of Distributed Database System, ấn lần thứ Prentice - Hall Database Systems: Design, Implementation, and Management, Sixth Edition, Rob and Coronel Resource Model Distribution by Guy Swope Towards Distributed Data Collection and Peer-to-Peer Data Sharing by James E Marca and Craig R Rindt and Michael G McNally Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 24 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 25 ... tán Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 14 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Chương 3: DUY TRÌ SỰ GẮN BĨ MẠNH GIỮA CÁC BẢN SAO CỦA MỘT ĐỐI TƯỢNG Đặt vấn đề 1.1 Giới thiệu toán. .. đến trạm khác Bài tập tiểu luận Hệ tin học phân tán 11 Thuật tốn gắn bó sở dấu Bài tốn trì gắn bó mạnh Thuật tốn đảm bảo gắn bó yếu nhờ dấu sau đưa vào áp dụng đáp ứng yêu cầu gắn bó, đơn giản... bảo 3.4 Kết luận Trên tìm hiểu kỹ thuật sử dụng rộng rãi nhằm đảm bảo đặc tính gắn bó liệu hệ tin học phân tán kỹ thuật gắn bó sở dấu Kỹ thuật gắn bó sở dấu nhằm đảm bảo tính gắn bó liệu trật tự