ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ------ TIỂU LUẬN Môn: HỆ PHÂN TÁN Đề tài: HOÀN THIỆN KỸ THUẬT ĐẢM BẢO GẮN BÓ DỮ LIỆU TRONG CÁC WEBSITE KHI CẬP NHẬT CƠ SỞ DỮ LIỆU BẰNG NGÔN NGỮ ASP TRÊN MẠNG INTERNET GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu Chuyên ngành: Khoa học máy tính Khóa: K24 ĐÀ NẴNG, 04/2012 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I: LÝ THUYẾT 1 CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN 2 1.1. Định nghĩa hệ tin học phân tán 2 1.2. Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phân tán 3 1.3. Nguyên tắc xây dựng hệ phân tán 4 1.4. Điều kiện của hệ phân tán 4 CHƯƠNG 2. SỰ GẮN BÓ THÔNG TIN 5 2.1. Các điều kiện thực tế của hệ phân tán 5 2.2. Tác động và giao dịch 6 2.3. Triển khai giao dịch tôn trọng sự gắn bó 7 2.4. Tác động của các sự cố đối với gắn bó dữ liệu 7 2.5. Các loại sự cố và nguyên nhân gây ra sự cố 8 2.6. Phương pháp tổng quát trong việc khắc phục sự cố 9 CHƯƠNG 3. HOÀN THIỆN KỸ THUẬT ĐẢM BẢO GẮN BÓ DỮ LIỆU TRONG WEBSITE ĐĂNG KÝ TỪ XA CÁC CHUYẾN BAY 10 3.1. Đặt vấn đề 10 3.2. Kỹ thuật đảm bảo gắn bó dữ liệu 10 3.3. Áp dụng kỹ thuật đảm bảo gắn bó dữ liệu 12 3.4. Phát triển giải pháp bằng ngôn ngữ ASP 13 3.5. Cài đặt mô hình ứng dụng 15 3.6. Sơ đồ triển khai 17 3.7. Kết luận 17 PHẦN II: BÀI TẬP 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 LỜI MỞ ĐẦU Một trong các ứng dụng thực tiễn của hệ phân tán là hệ thống đăng ký từ xa qua mạng internet thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu cũng như các nhà sản xuất phần mềm. Yêu cầu đặt ra phải đảm bảo gắn bó dữ liệu trong môi trường phân tán như internet và có khả năng ứng dụng thực tiễn cao. Nội dung của bản báo cáo sẽ trình bày: Phần lí thuyết: Hoàn thiện kỹ thuật đảm bảo gắn bó dữ liệu trong Website đăng ký từ xa các chuyến bay bằng ngôn ngữ ASP trên mạng INTERNET. Phần bài tập: Trình bày thuật toán dưới dạng sơ đồ khối. Trên cơ sở tham khảo giáo trình “Hệ tin học phân tán” của PGS. TS. Lê Văn Sơn và sự giúp đỡ của các bạn, tôi đã hoàn thành được những nhiệm vụ cơ bản đề ra. Tuy nhiên, với thời gian và kiến thức có hạn, bản tiểu luận này chắc chắn còn nhiều khuyết điểm, tôi rất mong nhận được góp ý chân thành của Thầy giáo và các bạn. Nhân dịp này cho phép tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đối với Thầy giáo Lê Văn Sơn và các bạn đã giúp tôi hoàn thành nội dung bản báo cáo Trân trọng cảm ơn! Gắn bó dữ liệu trong các website khi cập nhật bằng ASP Trang 1 PHẦN I: LÝ THUYẾT HOÀN THIỆN KỸ THUẬT ĐẢM BẢO GẮN BÓ DỮ LIỆU TRONG WEBSITE ĐĂNG KÝ TỪ XA CÁC CHUYẾN BAY BẰNG NGÔN NGỮ ASP TRÊN MẠNG INTERNET GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu Gắn bó dữ liệu trong các website khi cập nhật bằng ASP Trang 2 CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN 1.1. Định nghĩa hệ tin học phân tán Hệ tin học phân tán là hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc các bộ xử lý nằm ở xa ở các vị trí khác nhau và được liên kết với nhau thông qua phương tiện viễn thông dưới sự điều khiển thống nhất của hệ điều hành. Hệ phân tán là một tập hợp bao gồm các bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý với bộ nhớ và đồng hồ độc lập.Điều này đồng nghĩa với việc các bộ xử lý không sử dụng chung bộ nhớ và đồng hồ. Trong hệ tin học phân tán, các tính toán có thể được tính trên nhiều bộ xử lý hay trên vi xử lý của hệ thống đa bộ xử lý. Như vậy hệ thống hệ tin học phân tán đòi hỏi hệ thống của mình phải trang bị bộ nhớ cục bộ. Các bộ xử lý trao đổi thông tin qua các hệ thống đường truyền khác nhau như là cáp chuyên dụng, bus trao đổi, đường điện thoại, cáp quang, . . . vv. Khác với hệ thống máy đơn, mạng máy tính là tập hợp các thiết bị đầu cuối được kết nối với nhau thông qua hệ thống đường truyền. Các thiết bị đầu cuối của máy tính rất đa dạng, bao gồm tập hợp các máy tính, các thiết bị chuyên dụng, các thiết bị truyền tin, các thiết bị tiếp nhận và hiển thị thông tin. Hệ thống mạng máy tính được điều khiển bằng hệ điều hành mạng. Hệ thống tin học này có thể là hệ tập trung hoặc hệ phân tán. Căn cứ vào các thành phần của hệ tin học, ta nhận thấy hệ tin học có thể bao gồm bốn thực thể sau: GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu Các hệ thống phần mềm Hệ thống dữ liệu Tập hợp phần cứng Hệ thống truyền thông Gắn bó dữ liệu trong các website khi cập nhật bằng ASP Trang 3 Trong hệ tin học phân tán, cấu hình phần cứng của mạng có thể bao gồm các bộ xử lý có cấu tạo hoàn toàn khác nhau về khả năng, tốc độ và được thiết kế cho các chức năng khác nhau. Chúng có thể là các bộ xử lý, các trạm làm làm việc, các máy tính tập trung và các máy tính điện tử vạn năng lớn. Chúng được gọi bằng các tên khác nhau như trạm, node . . . căn cứ vào ngữ cảnh mà ở đó nó được nêu ra. Ngoài hệ thống phần cứng, phần mềm, dữ liệu thì hệ phân tán còn có hệ thống truyền thông được mô tả như ở trên. Song điều cơ bản để phân biệt hệ tin học phân tán với mạng máy tính là và hệ điều hành mạng chính là nguyên tắc xây dựng hệ. 1.2. Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phân tán 1.2.1. Ưu điểm  Chia xẻ tài nguyên: Chia xẻ tài nguyên trong hệ thống phân tán cung cấp một cơ chế để chia xẻ tập tin ở vị trí xa, xử lý thông tin trong một cơ sở dữ liệu phân tán, in ấn tại một vị trí xa, sử dụng những thiết bị ở xa để thực hiện các thao tác…  Tăng tốc độ tính toán: Hệ thống phân tán cho phép phân chia việc tính toán trên nhiều vị trí khác nhau để tính toán song song.  An toàn: Nếu một vị trí trong hệ thống phân tán bị hỏng, các vị trí khác vẫn tiếp tục làm việc mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.  Thông tin liên lạc với nhau: Có nhiều lúc, chương trình cần chuyển đổi dữ liệu từ vị trí này sang vị trí khác. Khi các vị trí được nối kết với nhau trong một hệ thống mạng, việc trao đổi dữ liệu diễn ra rất dễ. 1.2.2. Hạn chế  Giá phát triển phần mềm cao: Do các khó khăn khi cài đặt một hệ thống phân tán, giá thành sẽ tăng lên. GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu Gắn bó dữ liệu trong các website khi cập nhật bằng ASP Trang 4  Dễ mắc lỗi hơn: Vì các trạm trong hệ phân tán làm việc song song, khó có thể đảm bảo thuật toán được thực hiện đúng trên tất cả các trạm. Do vậy mà số lỗi sẽ tăng lên.  Khối lượng các xử lý tăng: Hệ thống phân tán cần truyền nhiều thông báo, nhiều tính toán phụ. Do vậy khối lượng xử lý tăng lên so với hệ thống tập trung. 1.3. Nguyên tắc xây dựng hệ phân tán  Chia sẻ tài nguyên: Thực tế phát triển mạng máy tính đặt ra một vấn đề lớn là cần phải dùng chung tài nguyên. Một tiến trình trên một trạm nào đó có thể cung cấp tài nguyên dùng chung ở một trạm khác.  Liên lạc: Khi các hệ thống đã được mắc nối với nhau, các thực thể trong hệ có thể trao đổi thông tin với nhau.  Tin cậy: Một trạm trong hệ bị sự cố không làm cho toàn hệ ảnh hưởng, mà ngược lại, công việc đó được phân cho các trạm khác đảm nhận. Ngoài ra, trạm bị sự cố có thể tự động phục hồi lại trạng thái ban đầu trước khi có sự cố hay trạng thái ban đầu của nó.  Tăng tốc: Đây là khái niệm mới về phân tán tải. Một tính toán lớn nào đó, nếu chỉ sử dụng một trạm thì thời gian cho kết quả lâu. Tính toán này được chia nhỏ và thực hiện song song trên các trạm. Điều này cũng cần thiết đối với các trạm quá tải. 1.4. Điều kiện của hệ phân tán Để đảm bảo hoạt động thì các hệ thống kết nối với nhau phải thỏa mãn hai điều kiện cơ bản sau đây :  Bất kỳ một hệ thống thành phần nào (hệ cục bộ) đều có thể liên lạc thông suốt với các hệ thống thành phần khác.  Mỗi một hệ thống cục bộ được đặc trưng bằng một tên duy nhất và tên này có thể được nhận biết bởi các hệ thống viễn thông. GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu Gắn bó dữ liệu trong các website khi cập nhật bằng ASP Trang 5 CHƯƠNG 2 SỰ GẮN BÓ THÔNG TIN 2.1. Các điều kiện thực tế của hệ phân tán Ta có một tập hợp thông tin nào đó có thể được truy cập bởi một tập hợp các tiến trình. Trong hệ phân tán thực tế, có những đặc điểm căn bản sau: STT Đặc điểm 1 Các đối tượng và các tiến trình có thể được tạo lập và hủy bỏ có tính chất động trong suốt quá trình tồn tại của hệ. 2 Các đối tượng và các tiến trình có thể được phân tán trên các trạm khác nhau liên hệ với nhau qua hệ thống viễn thông. Do vậy, ta không thể xác định trạng thái thời điểm của hệ vì lý do độ trễ đường truyền giữa các trạm và tính không tương thích giữa các điểm quan sát trong các trạm đó. 3 Hệ thống viễn thông và các tiến trình là các đối tượng có thể xảy ra sự cố kỹ thuật. Ta xét đến trong bài toán đăng ký từ xa các chuyến bay, thông tin chuyến bay có thể quản lý ở nhiều trạm và được sử dụng trong quá trình thực hiện cùng một giao dịch. Ngoài ra thông tin về chuyến bay có thể được đăng ký ngẫu nhiên đồng thời bởi nhiều giao dịch. Vấn đề đặt ra là: STT Cơ chế 1 Cơ chế cho phép sắp xếp một cách tổng quát các tác động của cùng một giao dịch, ngay cả khi các tác động này diễn ra trên các trạm khác nhau. 2 Cơ chế điều khiển các tranh chấp truy cập cục bộ vào các đối tượng và đảm bảo tôn trọng tính toàn vẹn của các đối tượng cục bộ này. 3 Cơ chế có khả năng xử lý các bế tắc và thiếu thốn vô hạn, hậu quả của việc hủy bỏ các giao dịch. 4 Cơ chế phục hồi các giao dịch đã bị hủy bỏ hay xử lý các sự cố. GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu Gắn bó dữ liệu trong các website khi cập nhật bằng ASP Trang 6 2.2. Tác động và giao dịch Các đối tượng khác nhau của hệ không phải là các đối tượng độc lập nhau, chúng liên hệ với nhau bởi tập hợp các quan hệ gọi là các ràng buộc toàn vẹn. Các ràng buộc này thể hiện sâu sắc các đặc tính riêng biệt của hệ. Trạng thái của hệ thỏa mãn một tập các ràng buộc toàn vẹn gọi là trạng thái gắn bó. Để chính xác hóa đặc tính này, cần phải lưu ý là trạng thái của hệ chỉ được xác định ở mức quan sát cho trước. STT Mức Giải thích 1 Người sử dụng Tiến trình là một dãy thực hiện các giao dịch. Giao dịch đó là chương trình duy nhất được thực hiện từ một trạng thái gắn bó dẫn hệ đến một trạng thái gắn bó khác. 2 Hệ thống Mỗi giao dịch được cấu tạo từ một dãy các tác động được thể hiện như sau. Nếu hai tác động A và B thuộc hai giao dịch khác nhau được thực hiện bởi hai tiến trình thì hiệu ứng tổng quát của chúng sẽ là hoặc hiệu ứng của dãy (A; B) hoặc là (B; A). Ở mức hệ thống, ta có thể nói rằng các tác động là phần tử nhỏ nhất không thể chia cắt được nữa. Trong hệ thống đăng ký chuyến bay, mỗi chỗ trên chuyến bay được thể hiện bằng một bản ghi. Ta cần lưu ý rằng: - Phép đặt trạng thái chỗ đã được đăng ký được xem là một tác động. - Đọc và ghi một bản ghi là các tác động, nếu hệ quản lý các tập tin đảm bảo tính không chia cắt được của chúng. Cho một tập hợp giao dịch M = {T1, T2, ., T n } lần lượt được thực hiện bởi các tiến trình độc lập p 1 , p 2 , ., p n . Việc thực hiện tuần tự có nghĩa là thực hiện tất cả các giao dịch của M theo kiểu nối đuôi nhau và tuân thủ một trật tự nào đó. Sự GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu Gắn bó dữ liệu trong các website khi cập nhật bằng ASP Trang 7 gắn bó của hệ được bảo toàn, theo định nghĩa, bằng việc thực hiện riêng biệt từng giao dịch. Do vậy, nó cũng được bảo toàn trong chế độ thực hiện tuần tự của M. 2.3. Triển khai giao dịch tôn trọng sự gắn bó Cho một tập hợp giao dịch M = {T1, T2, ., T n }. Một trật tự hóa của tập hợp các tác động thành phần sẽ tương ứng với việc thực hiện hoàn toàn các giao dịch. Việc thu được một trật tự hóa gắn bó chỉ có thể thành công khi áp dụng các ràng buộc trên trật tự thực hiện các tác động. Nguyên lý của phương pháp là ở chỗ làm chậm một tác động nào đó cho đến thời điểm mà sự thực hiện của nó không còn có nguy cơ phá hủy sự gắn bó của trật tự hóa. 2.4. Tác động của các sự cố đối với gắn bó dữ liệu Khi phát triển, phân tích thiết kế, xây dựng đăng ký từ xa nói riêng, các hệ tin học phân tán nói chung, cần chỉ ra được vấn đề gắn bó dữ liệu cũng như những nguyên nhân dẫn đến sự cố làm cho dữ liệu không còn gắn bó. Một cơ sở dữ liệu nào đó được gọi là gắn bó, nếu nó thỏa mãn một tập các ràng buộc về toàn vẹn ngữ nghĩa. Để đảm bảo tính gắn bó dữ liệu nhiều cơ chế khác nhau như điều khiển hoạt động đồng thời, kiểm soát tính toàn vẹn ngữ nghĩa, …được sử dụng. Việc kiểm soát tính toàn vẹn ngữ nghĩa tốt sẽ đảm bảo được tính gắn bó dữ liệu của hệ thống thông tin. Hiện nay, người ta đang áp dụng hai phương pháp chủ yếu: a. Loại bỏ các chương trình/thủ tục cập nhật có thể dẫn đến trạng thái không gắn bó dữ liệu trong các cơ sở dữ liệu. b. Triệu gọi các chương trình/thủ tục đặc biệt đã được cài đặt trên hệ thống nhằm khôi phục trạng thái ban đầu trước khi cập nhật. Các ràng buộc toàn vẹn được phân làm hai loại chủ yếu: GVHD: PGS.TS. Lê Văn Sơn Thực hiện: Đặng Văn Kiểu