học viện công nghệ bu viễn thông giáo trình C S D LIẽồU PHấN TAN Biên soạn: TS Phạm Thế Quế (chủ biên) TS Hoàng Minh NHà XUấT BảN THÔNG TIN Và TRUYềN THÔNG Hà Nội - 2009 Lời nói đầu Lý thuyết hệ sở liệu phân tán l tích hợp hai hớng tiếp cận xử lý liệu, l lý thuyết hệ sở liệu (Database System) v công nghệ mạng máy tính (Computer Network) Các phơng thức xử lý liệu phát triển từ phơng thức truyền thống - ứng dụng đợc định nghĩa, cập nhật v xử lý liệu riêng rẽ tệp riêng chuyển sang xử lý liệu tập trung, nghĩa l liệu đợc định nghĩa v đợc quản lý cách tập trung Do đảm bảo đợc tính độc lập liệu, chơng trình ứng dụng không phụ thuộc vo cấu trúc liệu logic hay cấu trúc lu trữ vật lý v ngợc lại Nhằm mục đích trang bị kiến thức sở v nâng cao hệ sở liệu phân tán, lý thuyết phân mảnh không tổn thất thông tin, vấn đề tơng tranh v hiệu xử lý phân tán cho học sinh, sinh viên ngnh Công nghệ thông tin v ngnh kỹ thuật khác, Học viện Công nghệ Bu Viễn thông phối hợp với Nh xuất Thông tin v Truyền thông xuất sách Giáo trình Cơ sở liệu phân tán TS Phạm Thế Quế biên soạn Giáo trình Cơ sở liệu phân tán không đề cập đến vấn đề sở lý thuyết m trình by số kỹ cần thiết để thiết kế v ci đặt hệ sở liệu cụ thể Nội dung giáo trình gồm 06 chơng: Chơng 1: Khái niệm sở liệu phân tán Giới thiệu khái niệm xử lý truy vấn, mục đích việc xử lý truy vấn v giới thiệu chức tầng trình xử lý truy vấn Công cụ để xử lý truy vấn l phép tính quan hệ v đại số quan hệ Trong thiết kế sở liệu phân tán, việc phân mảnh liệu v cấp phát liệu có vai trò quan trọng cho việc xử lý truy vấn liệu, lm tăng tính cục tham chiếu, tăng khả thực truy vấn đồng thời song song nhiều vị trí Chơng 2: Thiết kế hệ sở liệu phân tán Trình by vấn đề thiết kế sở liệu phân tán Nhấn mạnh đặc biệt đến vấn đề phân mảnh v cấp phát liệu node mạng máy tính Chơng 3: Xử lý truy vấn sở liệu phân tán Giới thiệu khái niệm xử lý truy vấn, mục đích việc xử lý truy vấn v giới thiệu chức tầng trình xử lý truy vấn Công cụ để xử lý truy vấn l phép tính quan hệ v đại số quan hệ Trong thiết kế sở liệu phân tán, việc phân mảnh liệu v cấp phát liệu có vai trò quan trọng cho việc xử lý truy vấn liệu, lm tăng tính cục tham chiếu, tăng khả thực truy vấn đồng thời song song nhiều vị trí Chơng 4: Quản lý giao dịch v điều khiển đồng thời phân tán Trình by khái niệm giao dịch, tính chất giao dịch, loại giao dịch v kỹ thuật điều khiển đồng thời phân tán, điều khiển đồng thời khóa chốt v nhãn thời gian Nội dung chơng giới thiệu thuật toán điều khiển đồng thời có tính chất biệt lập v quán giao dịch Cơ chế điều khiển đồng thời phân tán hệ quản trị sở liệu phân tán đảm bảo tính quán hệ sở liệu đợc trì Chơng 5: Các hệ sở liệu song song Giới thiệu khái niệm hệ sở liệu song song Mạng máy tính có khả thực ứng dụng v quản lý sở liệu, tảng cho nguyên lý quản lý liệu phân tán Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán Giới thiệu khái niệm đối tợng v mô hình liệu phân tán đối tợng, phơng pháp thiết kế phân tán đối tợng Các kỹ thuật phân mảnh v cấp phát liệu đối tợng phân tán Giới thiệu phơng pháp quản lý đối tợng, quản lý giao dịch đối tợng v xử lý vấn tin đối tợng Sau chơng có phần câu hỏi v bi tập để bạn đọc củng cố lại kiến thức Tác giả dnh nhiều công sức cho việc biên soạn, song giáo trình khó tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đợc ý kiến góp ý bạn đồng nghiệp v bạn đọc để giáo trình đợc hon thiện lần tái sau Xin trân trọng cảm ơn./ Học viện Công nghệ Bu viễn thông MC LC Li núi u Chng 4: QUN Lí GIAO DCH V IU KHIN NG THI PHN TN 185 4.1 Gii thiu .185 4.2 Tng quan v giao dch 187 4.2.1 Cỏc khỏi nim c bn v giao dch 187 4.2.2 iu kin kt thỳc giao dch 191 4.2.3 c tớnh ca giao dch 193 4.2.4 c trng húa khỏi nim giao dch .194 4.3 Cỏc tớnh cht giao dch 196 4.3.1 Tớnh nguyờn t .196 4.3.2 Tớnh nht quỏn .198 4.3.3 Tớnh cụ lp 199 4.3.4 Tớnh bn vng .203 4.4 Cỏc loi giao dch 203 4.4.1 Cỏc loi giao dch theo thi gian hot ng 203 4.4.2 Cỏc loi giao dch da trờn vic t chc cỏc hnh ng c v ghi 204 4.4.3 Lung cụng vic - work flows .204 4.5 iu khin cỏc giao dch ng thi phõn tỏn 207 4.5.1 t 207 4.5.2 Tớnh kh tun t lch biu 209 4.5.3 Phõn loi cỏc c ch iu khin ng thi 216 4.6 Cỏc thut toỏn iu khin ng thi bng khoỏ cht 218 4.6.1 Thut toỏn qun lý khúa c bn 219 4.6.2 Thut toỏn khúa cht pha (2PL) .223 4.6.3 Thut toỏn qun lý giao dch 2PL trung (C2PL TM) 228 4.6.4 Thut toỏn 2PL bn chớnh .234 4.6.5 Thut toỏn 2PL phõn tỏn .234 4.7 Cỏc thut toỏn iu khin ng thi bng nhón thi gian 235 4.7.1 t 235 4.7.2 Thut toỏn b qun lý giao dch TO c bn 237 4.7.3 Thut toỏn TO bo ton .242 4.7.4 Thut toỏn TO a phiờn .244 4.8 Cỏc thut toỏn iu khin ng thi lc quan .245 4.9 Qun lý b tc 248 4.9.1 Ngn chn b tc 250 4.9.2 Trỏnh b tc 251 4.9.3 Phỏt hin v gii ta b tc 252 Cõu hi .255 Bi 256 Chng 5: CC H C S D LIU SONG SONG 258 5.1 Mc tiờu ca x lý song song .258 5.1.1 Gii thiu chung 258 5.1.2 Mc tiờu ca x lý song song 259 5.2 u im ca c s d liu song song 260 5.2.1 Hiu nng cao 261 5.2.2 Tớnh sn sng cao 261 5.2.3 Kh nng m rng 261 5.3 Kin trỳc h c s d liu song song 262 5.3.1 B qun lý phiờn 262 5.3.2 B qun lý yờu cu 262 5.3.3 B qun lý d liu 262 5.4 Cỏc kin trỳc h thng song song 263 5.4.1 Tng quan v kin trỳc song song v h thng song song 263 5.4.2 Kin trỳc chia s b nh 264 5.4.3 Kin trỳc chia s a 265 5.4.4 Kin trỳc khụng chia s 267 5.4.5 Cỏc kin trỳc phõn cp 268 5.5 K thut h qun tr c s d liu song song 269 5.5.1 Sp t d liu .270 5.5.2 Truy song song .278 5.5.3 X lý d liu song song 279 5.6 Ti u húa truy song song .288 5.6.1 M u 288 5.6.2 Khụng gian tỡm kim 288 5.6.3 Mụ hỡnh chi phớ .292 5.6.4 Chin lc tỡm kim 293 Cõu hi .295 Chng 6: H QUN TR C S D LIU I TNG PHN TN 296 6.1 Gii thiu .296 6.2 Khỏi nim c bn v i tng v mụ hỡnh d liu i tng 297 6.3 Thit k phõn tỏn i tng 298 6.3.1 Phõn hoch ngang lp 299 6.3.2 Phõn hoch dc lp .302 6.3.3 Phõn hoch ng dn 303 6.3.4 Cỏc thut toỏn phõn hoch 303 6.3.5 Cp phỏt .304 6.3.6 Nhõn bn 305 6.4 Cỏc mụ hỡnh kin trỳc i tng phõn tỏn 306 6.4.1 Cỏc kiu kin trỳc mỏy khỏch/ch 306 6.4.2 Lu tr i tng phõn tỏn 309 6.5 Qun lý i tng 310 6.5.1 Qun lý nh danh i tng .310 6.5.2 Qun lý tr 311 6.5.3 Di trỳ i tng .312 6.6 X lý truy i tng 314 6.6.1 Kin trỳc x lý truy i tng 316 6.6.2 Cỏc x lý truy i tng .318 6.6.3 Thc thi truy i tng 321 6.7 Qun lý giao dch i tng phõn tỏn 322 6.7.1 Cỏc tiờu chun qun lý 322 6.7.2 Mụ hỡnh giao dch v cu trỳc i tng 324 6.7.3 Qun lý giao dch cỏc h qun tr i tng phõn tỏn .326 Cõu hi .335 Bi 336 Ti liu tham kho 337 Chng bao gm cỏc ni dung chớnh sau õy: Tng quan v qun lý giao dch Cỏc tớnh cht giao dch Cỏc loi giao dch iu khin ng thi phõn tỏn 4.1 GII THIU Khi nghiờn cu v c s d liu phõn tỏn, n v truy xut d liu c bn c xem xột l cõu truy iu gỡ s xy nu hai cõu truy cựng cp nht trờn mt mc d liu, hoc h thng gp s c phi ngng hot ng ang thc hin truy iu ny s dn n tn hi nghiờm trng c s d liu Thc t, khỏi nim truy khụng h cú s thc thi nht quỏn hay tớnh toỏn tin cy Giao dch (Transaction) v qun lý giao dch m bo cho vic tớnh toỏn cõu truy nht quỏn v tin cy cỏc chin lc thc thi c xỏc nh Mt c s d liu c gi l cú trng thỏi nht quỏn nu nú tuõn theo tt c cỏc rng buc ton Trng thỏi ca c s d liu cú th xy s thay i cú th cỏc thao tỏc cp nht nh: sa i, chốn thờm v xúa Vỡ vy cn m bo rng c s d liu luụn luụn trng thỏi nht quỏn C s d liu cú th trng thỏi khụng nht quỏn tm thi quỏ trỡnh thc thi giao dch, nhng c s d liu phi c nht quỏn kt thỳc giao dch 186 Giáo trình Cơ sở liệu phân tán Hỡnh 4.1: Mụ hỡnh giao dch Núi giao dch nht quỏn ngha l núi v hot ng ca cỏc giao dch ng thi C s d liu nht quỏn c cú mt s yờu cu ca ngi s dng ng thi truy cp nh: c hoc cp nht c s d liu S phc hn xột cỏc c s d liu nhõn bn Mt c s d liu nhõn bn mt trng thỏi nht quỏn tng h (Mutually Consistent State) nu tt cỏc bn ca mi mc d liu cú giỏ tr ging nhau, cũn c gi l s tng ng mt bn (One Copy Equivalence), vỡ tt c cỏc bn u phi nhn cựng mt trng thỏi vo cui lỳc thc thi giao dch Núi n tin cy ca giao dch, ngha l ang núi n kh nng t thớch ng ca h thng i vi cỏc loi s c v kh nng khụi phc li t nhng s c ú Mt h thng t thớch ng s dung np c cỏc s c h thng v cú th tip tc cung cp cỏc dch v c cú s c xy H qun tr c s d liu phõn tỏn phi cú kh nng khụi phc c l mt h qun tr c s d liu, sau gp s c, cú kh nng chuyn sang trng thỏi nht quỏn, bng cỏch quay v trng thỏi nht quỏn trc hoc chuyn sang trng thỏi nht quỏn mi Qun lý giao dch tc l cn x lý cỏc cho phi trỡ c s d liu trng thỏi nht quỏn c cú nhiu truy cp ng thi v xy s c Cỏc thut toỏn iu khin ng thi cú cỏc tớnh cht khỏc bit v nht quỏn ca cỏc giao dch C ch iu khin ng thi phõn tỏn ca mt h qun tr c s d liu phõn tỏn, phi trỡ tớnh nht quỏn ca Chơng 4: Quản lý giao dịch v điều khiển đồng thời phân tán 187 c s d liu phõn tỏn vi gi thit cỏc thnh phn phn cng v phn mm l hon ton tin cy Cỏc c ch iu khin ng thi phõn tỏn ó tr thnh mt nhng thnh phn c bn ca mt h qun tr c s d liu phõn tỏn 4.2 TNG QUAN V GIAO DCH 4.2.1 Cỏc khỏi nim c bn v giao dch Trng thỏi nht quỏn (Consistent State) ca mt c s d liu: Mt c s d liu mt trng thỏi nht quỏn nu nú tuõn theo tt c cỏc rng buc ton c nh ngha trờn nú tin cy (Reliability): Mun núi n kh nng t thớch ng ca mt h thng i vi cỏc loi s c v kh nng khụi phc t nhng s c ny Mt h thng t thớch ng s dung np c cỏc s c h thng v cú th tip tc cung cp dch v c xy s c Qun lý giao dch (Transaction Management): Vic gii quyt cỏc bi toỏn cho c gng trỡ cho c c s d liu tỡnh trng nht quỏn c cú nhiu truy cp ng thi v giao dch cú s c Khỏi nim giao dch cỏc h c s d liu phõn tỏn hm cha mt s cỏc c tớnh c bn nh tớnh nguyờn t v tớnh bn vng, nhm ch nhng khỏc bit gia mt giao dch v mt cõu truy Giao dch l mt n v tớnh toỏn nht quỏn v tin cy cỏc h c s d liu phõn tỏn V mt trc quan, giao dch nhn mt c s d liu v thc hin trờn nú mt hnh ng, to mt phiờn bn c s d liu mi, tc l to mt dch chuyn trng thỏi iu ny tng t nh cõu truy thc hin Nu c s d liu nht quỏn trc thc thi giao dch, cú th m bo rng c s d liu cng s nht quỏn vo lỳc kt thỳc thc thi cho dự: Giao dch cú th c thc hin ng thi vi cỏc giao dch khỏc, v S c cú th xy quỏ trỡnh thc thi Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán 325 tỏc tru tng dn n s gn kt ng ngha ca chỳng vo nh ngha v tiờu chun ỳng n Thc thi cỏc giao tỏc trờn kiu d liu tru tng ADT cú th ũi hi mt c ch nhiu mc Trong cỏc h thng nh th, tng giao tỏc riờng l th hin mc tru tng cao nht Cỏc thao tỏc tru tng c cu to t mc tru tng thp hn v c phõn ró thnh cỏc thao tỏc read - write ti mc thp nht Dự tiờu chun ỳng n l gỡ thỡ nú cng phi c ỏp dng cho tng mc Cn phõn bit cỏc i tng l th hin ca kiu d liu tru tng v cỏc i tng trng thnh thy l cỏc i tng trng thnh cú mt cu trỳc phc hp, kiu ca chỳng tham gia mt dn kiu Chỳng phi c x lý mt cỏch riờng r vỡ: Thc hin mt giao tỏc trờn mt i tng cú th sinh cỏc giao tỏc trờn cỏc i tng thnh phn iu ny bt buc phi cú mt lng n (Implicit Nesting) trờn chớnh giao tỏc Cỏc thao tỏc cỏc kiu lng ny u tru tng v cn phi x lý nh cỏc giao tỏc nhiu mc Vic sinh kiu con/k tha hm cha vic chia s hnh vi v trng thỏi gia cỏc i tng Vỡ th ng ngha ca vic truy xut mt i tng ti mt mc no ú dn phi tớnh n iu ny Cng phi phõn bit cỏc i tng th ng (Passive) v cỏc i tng ch ng (Active) Phng phỏp tip cn i vi vic qun lý cỏc i tng ch ng cú khỏc nhau, tt c cỏc xut u ging ch cỏc i tng ch ng cú kh nng ỏp ng li cỏc bin c bng cỏch kớch hot thc hin cỏc hnh ng mt s iu kin no ú c tha Cỏc bin cn c theo dừi, iu kin phi c ỏp ng v hnh ng c thc thi ỏp tr Vỡ bin c cú th c phỏt hin ang thc thi giao tỏc trờn i tng, thc hin quy tc tng ng cú th phỏt sinh nh mt giao tỏc lng Tựy theo cỏch kt hp quy tc vi giao tỏc ban u, cỏc kiu lng khỏc cú th xy Giao tỏc c phỏt sinh cú th c thc thi ngay, cú th li n cui giao tỏc hoc thc thi mt giao tỏc riờng r khỏc 326 Giáo trình Cơ sở liệu phân tán 6.7.3 Qun lý giao dch cỏc h qun tr i tng phõn tỏn Nh ó trỡnh by mc trờn, qun lý giao tỏc cỏc DBMS i tng phi gii quyt vi th hp phn ú trỡnh by cu trỳc i tng hp phn v dn kiu biu din mi quan h gia cỏc i tng th hp phn ũi hi cỏc phng phỏp x lý vic ng b húa cỏc truy xut n cỏc i tng cú cha cỏc i tng khỏc lm thnh phn Dn kiu ũi hi b qun lý giao tỏc phi xem xột cỏc v phỏt trin lc Ngoi nhng cu trỳc ny, DBMS i tng lu tr phng thc cựng cỏc d liu ng b húa truy xut chung n cỏc i tng phi xem xột n vic thc thi phng thc C th l cỏc giao tỏc kớch hot cỏc phng thc ri n lt chỳng li kớch hot cỏc phng thc khỏc Vỡ vy nu mụ hỡnh giao tỏc l phng thỡ vic thc hin cỏc giao tỏc ny cú th tr thnh hỡnh thỏi lng cỏc trng thỏi hot ng Cỏc nh ngha tong tranh cỏc mụi trng khỏc khụng th ỏp dng cho cỏc DBMS i tng nh ngha tng tranh kinh in da trờn tớnh giao hoỏn ca cỏc thao tỏc truy xut n cựng mt i tng Trong cỏc DBMS i tng, cú th cú cỏc tng tranh gia cỏc thao tỏc truy xut n cỏc i tng khỏc iu ny l s tn ti ca th hp phn v dn kiu Xột mt thao tỏc M1 truy xut n i tng x cú mt i tng y khỏc lm mt nhng thnh phn ca nú, cú ngha x l mt i tng hp phn hoc i tng phc Cú th cú mt thao tỏc M2 khỏc, gi thit M1 v M2 thuc v cỏc giao tỏc khỏc nhau, truy xut n y Theo nh ngha in hỡnh v tng tranh, khụng xem M1 v M2 tng tranh vỡ chỳng truy xut n cỏc i tng khỏc Tuy nhiờn M1 xem y l thnh phn ca x v cú th mun truy xut y ang truy xut x, gõy mt tng tranh vi M2 Cỏc lc c phỏt trin cho cỏc DBMS i tng phi xem xột n nhng ny Sau õy l s gii phỏp: Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán 327 ng b húa truy xut n cỏc i tng: Lng c hu cỏc kớch hot phng thc cú th c s dng phỏt trin cỏc thut toỏn da trờn khúa hai pha lng 2PL v thut toỏn sp th t du thi gian S thc hin song song i tng cú th c dựng ci thin tớnh ng thi Núi cỏch khỏc, thuc tớnh ca mt i tng cú th c mụ hỡnh húa nh cỏc phn t d liu c s d liu, cũn cỏc phng thc c mụ hỡnh húa nh cỏc giao tỏc, cho phộp kớch hot nhiu phng thc ca mt i tng hot ng cựng mt lỳc iu ny lm tng mc ng thi nu cỏc giao thc ng b c bit i tng cú th c sa li nhm trỡ tớnh tng thớch ca cỏc quyt nh ng b húa ti mi i tng Khi thc thi mt phng thc ó c mụ hỡnh húa nh mt giao tỏc, trờn mt i tng gm mt s bc cc b (Local Step) tng ng vi vic thc thi cỏc thao tỏc cc b cựng vi cỏc kt qu tr v v cỏc bc phng thc (Method Step), ú l vic kớch hot cỏc phng thc cựng vi cỏc giỏ tr tr v Mt thao tỏc cc b l mt thao tỏc nguyờn t, chng hn nh c, ghi, tng tr cú tỏc ng lờn bin ca i tng S thc hin mt phng thc nh ngha mt th t b phn gia cỏc bc ny theo cỏch thc thụng thng S c lp hon ton cỏc i tng cỏch chỳng t c s ng b húa i tng ú, ũi hi cỏc thc thi ỳng n, ngha l chỳng phi kh tun t da trờn tớnh giao hoỏn y quyn ng b húa ni i tng tng i tng, thut toỏn iu khin ng thi trung thc hin ng b húa liờn i tng Khúa cht nhiu mn Orion vi nhiu phõn cp mn khỏc Khúa cht nhiu mn c nh ngha bng mt cõy phõn cp cho cỏc ht c s d liu cú th khúa c, c gi l phõn cp mn Cõy phõn cp mn mụ t nh hỡnh 6.3 328 Giáo trình Cơ sở liệu phân tán Hỡnh 6.3: Cõy phõn cp mn Trong cỏc h qun tr c s d liu DBMS quan h, tin tng ng vi quan h v cỏc bn ghi tng ng vi cỏc b Trong cỏc h qun tr c s d liu DBMS i tng, tin tng ng vi lp v cỏc bn ghi tng ng vi i tng th hin S phõn cp ny ó gii quyt c cỏc nhc im ca khúa ht thụ v ht mn Khúa ht thụ, ti mc tin hoc cao hn, cú chi phớ khúa thp, ch mt s cỏc khúa c t, lm gim nhiu kh nng ng thi Khúa ht mn thỡ ngc li Mc tiờu ca khúa cht nhiu mn ú l mt giao tỏc ly khúa ti mt mc thụ ngm khúa tt c cỏc i tng tng ng mc mn hn Vớ d khúa tng minh ti mc tin gm khúa ngm tt c cỏc bn ghi tin ú, bng cỏch s dng ngoi khúa dựng chung l S (Shared) v c quyn X (Exclusive), s dng thờm hai loi khúa: khúa dựng chung n IS (Implicit Shared) v khúa c quyn n IX (Implicit Exclusive) Mt giao tỏc mun t mt khúa S hoc IS trờn mt i tng trc tiờn phi t khúa IS trờn cỏc t tiờn ca nú Tng t, mt giao tỏc mun t khúa X hoc IX trờn mt i tng phi t cỏc khúa IX trờn tt c cỏc t tiờn ca nú Khúa dựng chung n khụng c gii phúng trờn mt i tng nu cỏc hu du ca i tng ú hin ang b khúa Mt khú khn ny sinh mt giao tỏc mun c mt i tng mt mn no ú v sa i mt s cỏc i tng ca nú mt mn hn Trong trng hp ny, c khúa S v IX phi c t trờn Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán 329 i tng ú Vớ d mt giao tỏc cú th c mt tin v cp nht mt s bn ghi no ú tin, bng cỏch a khúa c quyn dựng chung n SIX (Shared Intention Exclusive), tng ng vi vic gi mt khúa S v IX trờn i tng ú Ma trn tng thớch cho khúa nhiu mn c trỡnh by hỡnh 6.4 S X IS IX SIX S + - + - - X - - - - - IS + - + + + IX - - + + - SIX - - + - - Hỡnh 6.4: Bng tng thớch cho khúa nhiu mn Cõy phõn cp nhiu mn Orion nh hỡnh 6.5 Hỡnh 6.5: Cõy phõn cp nhiu mn Orion Cỏc i tng th hin ch b khúa vi th thc S v X, cũn cỏc i tng lp cú th b khúa vi c nm th thc Din gii cỏc khúa ny trờn cỏc lp nh sau: nh ngha lp b khúa bi th thc S v tt c cỏc th hin ca nú ngm b khúa th thc S, y ngn khụng cho mt giao tỏc khỏc cp nht cỏc th hin nh ngha lp b khúa th thc X v tt c cỏc th hin ca nú ngm b khúa th thc X Vỡ th nh ngha lp v tt c cỏc th hin ca nú cú th c c hoc cp nht 330 Giáo trình Cơ sở liệu phân tán nh ngha lp b khúa th thc IS v cỏc th hin b khúa th thc S nh ngha lp b khúa th thc IX v cỏc th hin cú th b khúa th thc S hoc X nu cn nh ngha lp b khúa th thc S v tt c cỏc th hin ca nú ngm b khúa th thc S Cỏc th hin cn phi cp nht c ngm khúa th thc X giao tỏc cp nht chỳng Qun lý dn kiu: S tn ti ca cỏc thao tỏc thay i lc cựng vi cỏc cõu truy v giao tỏc thụng thng, cỏc mi quan h k tha nh ngha gia cỏc lp lm phc hn cho vic qun lý cỏc lp, cỏc i tng phc thờm Mt truy giao tỏc cú th khụng ch truy xut n cỏc th hin ca mt lp nhng cng cú th truy xut n cỏc th hin ca lp ca lp ú Trong mt i tng hp phn, ca mt thuc tớnh cng cú th l mt lp, vỡ th truy xut n mt thuc tớnh mt lp cú th phi truy xut n cỏc i tng dn kiu cú gc ti lp ca thuc tớnh ú Gii quyt hai trờn s dng khúa nhiu mn Orion M rng n gin cho khúa nhiu mn, ú lp c truy xut v nhng lp ca nú s c khúa th thc thớch hp Tuy nhiờn cỏch tip cn ny khụng hiu qu cỏc lp nm gn gc c truy xut vỡ nú hm cha quỏ nhiu khúa Khc phc nhc im ny bng cỏch a cỏc th thc khúa c trờn dn R v ghi trờn dn W Khụng ch khúa lp ớch th thc S v X tng ng m cũn ngm khúa tt c cỏc lp ca lp ú tng ng cỏc th thc S v X Tuy nhiờn gii phỏp ny khụng lm vic c vi tỡnh a k tha a k tha l mt lp cú nhiu lp cha cú th b khúa cỏc th thc khụng tng thớch bi hai giao tỏc cú t cỏc khúa R v W trờn lp cha khỏc Vỡ th thc trờn lp chung u thuc kiu n, Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán 331 khụng cú mt khúa trờn lp ú Vỡ vy cn kim tra cỏc lp cha ca mt lp ang b khúa Orion gii quyt bng cỏch t cỏc khúa hin, khụng dựng khúa n trờn cỏc lp Xột dn kiu n gin nh sau: Nu mt giao tỏc T1 t mt khúa IR trờn lp A v mt khúa R trờn C nú cng s t mt khúa hin trờn E Khi mt giao tỏc T2 khỏc t mt khúa IW trờn F v mt khúa W trờn G, nú s th t mt khúa hin W trờn E Tuy nhiờn vỡ ó cú mt khúa hin R trờn E nờn yờu cu ny b t chi Hỡnh 6.6: Vớ d mt dn kiu Cỏch tip cn ca Orion l t cỏc khúa hin lờn cỏc lp ca lp ang c sa i Mt phng phỏp khỏc l t khúa mt mn hn, s dng phng phỏp dựng chung cú th t Theo mt ngha no ú, thut toỏn ny l mt s m rng ca li tip cn da trờn tớnh giao hoỏn ca Weihl i vi cỏc DBMS i tng bng cỏch s dng mt mụ hỡnh giao tỏc lng Cỏc phng thc cú th c nh ngha hot tỏc trờn cỏc i tng lp: add (m) a phng thc m vo lp, del(m) xúa phng thc m lp, rep(m) thay th ci t ca phng thc m bng mt phng thc khỏc, use(m) cho thc thi phng thc m Giáo trình Cơ sở liệu phân tán 332 Tng t, cỏc thao tỏc nguyờn t cng c nh ngha truy xut n cỏc thuc tớnh ca mt lp nh ngha thao tỏc use(a) cho thuc tớnh a ch rng vic truy xut ca mt giao tỏc n thuc tớnh a bờn mt thc thi phng thc s c thụng qua thao tỏc use(), ũi hi mi phng thc phi lit kờ tt c cỏc thuc tớnh m nú truy xut Sau õy l mt dóy cỏc bc mt giao tỏc cn tuõn theo cho thc thi mt phng thc m: Giao tỏc T a thao tỏc use(m) Vi mi thuc tớnh a m phng thc m truy xut, T a thao tỏc use(a) Giao tỏc T hot phng thc m Cỏc bng giao hoỏn c nh ngha cho cỏc thao tỏc phng thc v thuc tớnh Da trờn cỏc bng giao hoỏn, bng khúa dựng chung cú th t cho mi thao tỏc nguyờn t c xỏc nh c bit, mt khúa cho mt thao tỏc nguyờn t p cú mt mi liờn h dựng chung vi tt c cỏc khúa c i kốm vi cỏc thao tỏc m p cú mi liờn h khụng tng tranh, ú nú mi liờn h dựng chung cú th t ng vi tt c cỏc khúa i kốm vi nhng thao tỏc m p cú mt liờn h tng tranh Da trờn cỏc bng khúa ny, mt thut toỏn khúa 2PL lng c dựng vi nhng iu cn xem xột nh sau: Cỏc giao tỏc nhn bit quy tc 2PL nghiờm ngt v trỡ cỏc khúa ca chỳng cho n kt thỳc Khi mt giao tỏc hy b, nú gii phúng tt c cỏc khúa ca nú Vic kt thỳc mt giao tỏc bt buc phi ch s kt thỳc ca cỏc ca nú Khi mt giao tỏc y thỏc, cỏc khúa ca nú c k tha bi cha ca nú Quy tc y thỏc cú th t: Vớ d hai giao tỏc l Ti, Tj cho Ti ang i Tj, Ti khụng th y thỏc cỏc thao tỏc ca nú Trờn mt Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán 333 i tng bt kỡ cho n Tj kt thỳc Ti c xem l ang i Tj nu: Ti khụng phi l gc ca giao tỏc lng v Ti ó c trao mt khúa vi mi liờn h dựng chung cú th t ng vi mt khúa c gi bi Tj trờn mt i tng cho Tj l mt hu du ca Ti Ti l gc ca giao tỏc lng v Ti ang gi mt khúa, c k tha hoc c trao trờn mt i tng mi liờn h dựng chung cú th t ng vi mt khúa m Tj hoc cỏc hu du ca nú ang gi Qun lý th hp phn: Yờu cu cỏc h qun tr c s d liu DBMS i tng mụ hỡnh húa cỏc i tng hp phn vi mt phng phỏp hiu qu bng cỏch da vo cỏch tip cn ca Orion i vi vic qun lý cõy phõn cp hp phn da trờn khúa nhiu mn Nghi thc khúa nhiu mn khụng xem i tng hp phn l mt n v khúa Gii quyt ny, cú ba th thc khúa mi: ISO, IXO v SIXO tng ng vi IS, IX v SIX Cỏc th thc khúa ny c dựng khúa cỏc lp thnh phn ca mt i tng hp phn Tớnh tng thớch ca chỳng c trỡnh by hỡnh 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 Hỡnh 6.7: Ma trn tng thớch cho cỏc i tng hp phn 334 Giáo trình Cơ sở liệu phân tán Nghi thc hot ng nh sau: khúa mt i tng hp phn, lp gc b khúa th thc X, IS, IX hoc SIX v mi lp thnh phn ca cõy phõn cp i tng hp phn b khúa ln lt th thc X, ISO, IXO v SIXO Cỏc thut toỏn iu khin ng thi Orion da trờn khúa nhiu mn s cng ch tớnh kh tun t Thut toỏn khụi phc c dựng l ghi nht ký bng phng phỏp no-fix/flush, ch ũi hi phi hi li nhng khụng thc hin li Mt m rng ca khúa nhiu mn gii quyt vi th hp phn l thay th mt th khúa tnh nht bng mt phõn cp cỏc th i kốm vi mi kiu v truy Cú mt th khúa tng quỏt chu trỏch nhim iu khin ton b quỏ trỡnh ny th khúa ú nh hỡnh 6.8 Hỡnh 6.8: th khúa tng quỏt n v nh nht cú th khúa gi l n v khúa c bn BLU Mt s cỏc BLU cú th to mt n v khúa ng chng HoLU cu to bi cỏc kiu d liu cú cựng kiu Tng t cú th cu to mt khúa a chng HeLU cu to bi cỏc i tng thuc v cỏc kiu khỏc HeLU cú th cha cỏc HeLU khỏc hoc cỏc HoLU, ch rng cỏc i tng thnh phn khụng phi l nguyờn t Tng t, cỏc HoLU cú th cha cỏc HeLU hoc cỏc HoLU khỏc vi iu kin chỳng phi cựng kiu Phõn bit gia HoLU v HeLU l nhm ti Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán 335 u cỏc yờu cu khúa Vớ d mt danh sỏch cỏc s nguyờn, trờn quan im b qun lý khúa, s c x lớ nh mt HoLU nhiu HoLU to ra, n lt nú li c cu to t cỏc BLU Kt qu l cú khúa ton b tp, ch mt s danh sỏch hoc thm mt s nguyờn Khi nh ngha kiu, mt th khúa c th cho i tng c to v tuõn theo th khúa tng quỏt Cng nh mt thnh phn th ba, mt th khúa c th cho mt truy c to phõn tớch truy Khi thc thi truy vn, th khúa c th cho truy c dựng yờu cu khúa t b qun lớ khúa v nú s dng th khúa c th cho i tng a quyt nh Cỏc th thc khúa c dựng l cỏc th thc khúa chun, ngha l: IS, IX, S, X CU HI Trỡnh by cỏc loi c s d liu ph bin Trỡnh by khỏi nim c bn v i tng v mụ hỡnh d liu i tng Trỡnh by khỏi nim chung v thit k phõn tỏn i tng Trỡnh by phõn hoch ngang lp phõn tỏn i tng Trỡnh by phõn hoch dc lp phõn tỏn i tng Trỡnh by phõn hoch ng dn Trỡnh by cỏc thut toỏn phõn hoch Trỡnh by cp phỏt d liu phõn tỏn i tng Trỡnh by nhõn bn phõn tỏn i tng 10 Trỡnh by cỏc mụ hỡnh kin trỳc phõn tỏn i tng 11 Trỡnh by cỏc kiu kin trỳc mỏy khỏch/ch phõn tỏn i tng 12 Trỡnh by lu tr i tng phõn tỏn 336 Giáo trình Cơ sở liệu phân tán 13 Trỡnh by qun lý i tng 14 Trỡnh by qun lý nh danh i tng 15 Trỡnh by qun lý tr 16 Trỡnh by di trỳ i tng 17 Trỡnh by x lý truy i tng 18 Trỡnh by kin trỳc x lý truy i tng 19 Trỡnh by cỏc x lý truy i tng 20 Trỡnh by thc thi truy i tng 21 Trỡnh by qun lý giao dch i tng phõn tỏn 22 Trỡnh by cỏc tiờu chun qun lý 23 Trỡnh by mụ hỡnh giao dch v cu trỳc i tng BI TP Hóy lit kờ cỏc bi toỏn phõn tỏn i tng ny sinh cỏc DBMS i tng, l nhng khụng cú mt cỏc DMBS quan h ng vi vic phõn mnh, di trỳ v nhõn bn Trỡnh by mi quan h gia lm t v phõn mnh Minh vic lm t cú th lm gim hoc ci thin hiu nng ca cỏc truy trờn cỏc CSDL i tng cú phõn hoch hay khụng Vỡ cỏc DBMS i tng mỏy khỏch/ch thng s dng kin trỳc chuyn v gi d liu, cũn cỏc DBMS quan h li s dng cỏch chuyn/nhn chc nng Xột bi toỏn t vộ mỏy bay, hóy nh ngha mt lp kiu Reservation v a cỏc ma trn giao hoỏn ti v lựi tr TI LIU THAM KHO [1] Codd, E.F., Data models in data base management, ACM SIGMOD record, 11, (Feb,1981) [2] Date C.J., An introduction to data base systems, 1999 [3] Michanel V Mannino, Database Application Development & Design, Published by McGaw-Hill /Irwin, New York, 2001 [4] Abram Siberschatz, Henry F.Korth, S.Sudarshan Database Systems Concepts, Published by McGaw-Hill /Irwin, New York, 2002 [5] M Tamer Ozsu and Patrick Vaduriez, Principles of Distributed Database Systems, Prentice-Hall 2003 [6] Zeegee Software Inc; Object-Oriented Programming; 22/9/2006 [7] Hc vin Cụng ngh Bu chớnh Vin thụng, Giỏo trỡnh C s d liu: Lý thuyt v thc hnh, NXB Bu in, 2003 [8] http://www.slideshare.net/inscit2006/a-comparative-study-of-rdbmsand-oodbms-in-relation-to-security-of-data [9] http://www.comptechdoc.org/independent/database/basicdb/ dataobstandard.html [10] http://www.25hoursaday.com/WhyArentYouUsingAn _OODBMS.html [11] http://en.wikipedia.org/wiki/ODBMS Chịu trách nhiệm xuất Nguyễn thị thu h Biên tập: ngô mỹ hạnh bùi ngọc khoa Sửa in: bùi ngọc khoa Trình by sách: nguyễn mạnh hong Trình by bìa: hs trần hồng minh (Giáo trình ny đợc ban hnh kèm theo Quyết định số 66/QĐ-ĐT&KHCN ngy 23/02/2009 Giám đốc Học viện Công nghệ Bu Viễn thông) Nh xuất thông tin v truyền thông Trụ sở: 18 Nguyễn Du, TP H Nội Điện thoại: 04-35772141 E-mail: nxbtttt@mic.gov.vn Website: www.nxbthongtintruyenthong.vn Fax: 04-35772037 CN TP HCM: 8A Đờng D2, P 29, Q Bình Thạnh, TP HCM Điện thoại: 08-35127750 Fax: 08-35127751 E-mail: cnsg.nxbtttt@mic.gov.vn CN TP Đà Nẵng: 42 Trần Quốc Toản, Q.Hải Châu, TP ĐN Điện thoại: 0511-3897467 Fax: 0511-3843359 E-mail: cndn.nxbtttt@mic.gov.vn M số: GD 26 HM 09 In 800 bản, khổ 16 x 24 cm, Công ty TNHH In Thơng mại v Dịch vụ Nguyễn Lâm Số đăng ký kế hoạch xuất bản: 1055-2009/CXB/5-508/TTTT Số định xuất bản: 282/QĐ-NXB TTTT ngy 26 tháng 12 năm 2009 In xong v nộp lu chiểu quý I năm 2010 [...]... hin giao dch, iu ny c gi l Rollback Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 192 Vớ d 4.3: Begin_transaction Reservation begin input (flight_no, date, customer_name) EXEC SQL SELECT STSOLD, CAP INTO temp1, temp2 FROM FLIGHT WHERE FNO = flight_no AND DATE = date; if temp1 = temp2 then begin output(khụng cũn gh trng); Abort end else begin EXEC SQL UPDATE FLIGHT SET STSOLD = STSOLD + 1 WHERE FNO = flight_no AND... giao dch ch trờn c s cỏc thao tỏc c v ghi m khụng cn xem xột n cỏc thao tỏc chốn v xúa Vớ d 4.4: RS = {FLIGHT.STSOLD, FLIGHT.CAP} WS = {FLIGHT.STSOLD, FC.FNO, FC.DATE, FC.CNAME, FC.SPECIAL} BS = {FLIGHT.STSOLD, FLIGHT.CAP, FC.FNO, FC.DATE, FC.CNAME, FC.SPECIAL} Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 194 4.2.4 c trng húa khỏi nim giao dch nh ngha khỏi nim giao dch mt cỏch hỡnh thc nh sau: Ký hiu: Phộp toỏn... (R(CAP), A) Giao dch sau: T2 ={2, 2} 2 = {R(STSOLD), R(CAP), W(STSOLD), W(FNO), W(DATE), W(CNAME), W(SPECIAL), C}; 2 = {(R(STSOLD), W(STSOLD)), (R(CAP), W(STSOLD)), (R(STSOLD), (FNO)), (R(STSOLD), W(DATE)), (R(STSOLD), W(CNAME)), (R(STSOLD), W(SPECIAL)), (R(CAP), W(FNO)), (R(CAP), W(DATE)), (R(CAP), W(CNAME)), (R(CAP), W(SPECIAL)), (R(STSOLD),C), (R(CAP),C), (W(STSOLD),C), (W(FNO),C), (W(DATE,C), (W(CNAME,... ra khi t ch Gi s mt nhõn viờn bỏn vộ nhp mó s chuyn bay, ngy thỏng, tờn khỏch v thc hin t ch trc Giao dch thc hin nh sau: Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 190 Begin_transaction Reservation begin input (flight_no, date, customer_name) EXEC SQL SET WHERE AND UPDATE FLIGHT STSOLD = STSOLD + 1 FNO = flight_no DATE = date; EXEC SQL INSERT INTO FC (FNO, DATE, CNAME, SPECIAL) (1) (2) (3) VALUES (flight_no,... giao dch v cng l mi liờn h th t gia mi cp phộp toỏn ó cho iu ny cho phộp biu din s thc thi mt lỳc nhiu giao dch, ng thi cng chng minh c tớnh ỳng n ca nú nh cỏc cụng c ca lý thuyt th Vớ d 4.5: Xột mt giao dch n gin T nh sau: Read(x) Read(y) Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 196 xx+y Write(x) Commit Khi ú = {R(x), R(y), W(x), C} = {(R(x), W(x)), (R(y), W(x)), (W(x), C), (R(x), C), (R(y), C)} Trong... mt lch biu tin t ca th t b phn cú th x lý cỏc lch biu khụng y trong cỏc trng hp cỏc giao dch cú tng tranh v khi xut hin s c cn phi cú kh nng gii quyt vi nhng giao dch khụng y Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 212 Vớ d 4.9: Minh ha mt lch biu khụng y Xột ba giao dch sau õy: T2: Write(x) T3: Read(x) T1: Read(x) Write(x) Write(y) Read(y) Commit Read(z) Read(z) Commit Commit Mt lch biu y Sc cho nhng... cha hon tt cỏc cụng vic, phi chm dt hot ng gia chng, cú th vỡ thc hin phộp toỏn khụng hp l (chia cho s 0), hoc cú th do yờu cu d liu khụng c quyn truy xut H thng buc giao dch phi ngng hot Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 198 ng vỡ nhiu lý do Trong trng hp ny h thng phi m bo rng, giao dch b hy b s khụng nh hng gỡ lờn c s d liu hoc cú khụng nh hng n cỏc giao dch khỏc Mi giao dch l mt chui cỏc thao tỏc... tr cha hon thnh ú cng s phi hy b, gõy phớ tn ỏng k cho h qun tr c s d liu Vớ d 4.6: Xột hai giao dch ng thi T1 v T2 cựng truy xut n mc d liu x Gi s giỏ tr ca x trc khi bt u thc hin l 50 Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 200 T1: Read(x) T2: Read(x) xx+ 1 xx+1 Write(x) Write(x) Commit Commit Di õy l mt dóy thc thi cho cỏc hnh ng ca nhng giao dch ny T1: Read(x) T1: x x + 1 T1: Write(x) T1: Commit T2:... c s d liu v m bo tớnh nht quỏn l mc tiờu ca cỏc c ch iu khin ng thi Cỏc mc cụ lp SQL c ANSI nh ngha l nhng tỡnh hung cú th xy ra nu s cụ lp thớch hp khụng c duy trỡ Ba hin tng c c t l: Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 202 1 c rỏc (Dirty Read): D liu rỏc ngha l giỏ tr cỏc mc d liu ó b sa i bi mt giao dch cha y thỏc Giao dch T1 sa i mt giỏ tr d liu ri nú li c c bi mt giao dch T2 khỏc trc khi T1 ó thc... cp mt phn nh c s d liu Lp giao dch ny bao quỏt phn ln cỏc ng dng hin cú Vớ d nh cỏc giao dch ngõn hng v giao dch t vộ mỏy bay Ngc li, giao dch kiu lụ s dng nhiu thi gian thc thi hn (thi Giáo trình Cơ sở dữ liệu phân tán 204 gian ỏp ng c tớnh bng phỳt, gi, ngy) v truy cp mt phn khỏ ln c s d liu Cỏc ng dng in hỡnh l cỏc c s d liu CAD/CAM, cỏc ng dng thng kờ, to bỏo cỏo, cỏc truy vn phc tp v nhng x lý ... liệu phân tán TS Phạm Thế Quế biên soạn Giáo trình Cơ sở liệu phân tán không đề cập đến vấn đề sở lý thuyết m trình by số kỹ cần thiết để thiết kế v ci đặt hệ sở liệu cụ thể Nội dung giáo trình. .. Thiết kế hệ sở liệu phân tán Trình by vấn đề thiết kế sở liệu phân tán Nhấn mạnh đặc biệt đến vấn đề phân mảnh v cấp phát liệu node mạng máy tính Chơng 3: Xử lý truy vấn sở liệu phân tán Giới thiệu... quản lý liệu phân tán Chơng 6: Hệ quản trị sở liệu đối tợng phân tán Giới thiệu khái niệm đối tợng v mô hình liệu phân tán đối tợng, phơng pháp thiết kế phân tán đối tợng Các kỹ thuật phân mảnh