《數(shù)據(jù)庫新進(jìn)展》PPT課件.pptVIP

1,第十章 數(shù)據(jù)庫新進(jìn)展,2,10.1 并行數(shù)據(jù)庫,并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作通過多個(gè)處理器和磁盤的并行處理實(shí)現(xiàn)。 并行數(shù)據(jù)庫主要研究： 數(shù)據(jù)如何劃分、如何分布 并行數(shù)據(jù)操作算法 并行數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化,3,10.1.1 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 共享主存儲(chǔ)器、共享磁盤、無共享,共享主存儲(chǔ)器,4,共享磁盤,5,無共享結(jié)構(gòu),6,10.1.2 加速比和擴(kuò)展性,并行系統(tǒng)常用吞吐量、響應(yīng)時(shí)間衡量系統(tǒng)性能，用加速比和擴(kuò)展性衡量系統(tǒng)并行效果。 加速比 指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并行化后處理速度的提高程度。 加速比：TS / TL TS：較小規(guī)模并行系統(tǒng)中執(zhí)行任務(wù)T所需要的時(shí)間； TL ：在較大規(guī)模的并行系統(tǒng)中執(zhí)行同一任務(wù)T所需要的時(shí)間； 如果二個(gè)并行系統(tǒng)的資源比是N，而獲得的加速比也是N，則稱并行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了線性的加速比。,7,擴(kuò)展性 指增加并行度后的處理能力的提高。 擴(kuò)展性： TS/TL TS ：任務(wù)T在較小規(guī)模系統(tǒng)上的執(zhí)行時(shí)間； TL：在大N倍規(guī)模的系統(tǒng)中任務(wù)TQ的執(zhí)行時(shí)間； 若TS /TL =1，稱對(duì)任務(wù)T得到的擴(kuò)展性是線性的。如果TS /TL ,8,影響加速比和擴(kuò)展性的主要因素 啟動(dòng)代價(jià)：多進(jìn)程多線程，啟動(dòng)進(jìn)程的代價(jià) 干擾：共享資源競(jìng)爭(zhēng) 偏斜（skew）：子任務(wù)劃分的偏斜,9,10.1.3 數(shù)據(jù)劃分,并行系統(tǒng)中，一個(gè)關(guān)系分為多個(gè)分片存儲(chǔ)在不同磁盤上，劃分策略是均衡負(fù)載，主要方法有： Round-robin法 關(guān)系中元組隨機(jī)、均勻分布在多個(gè)磁盤上. 要找出特定屬性值需要并行掃描所有磁盤. Hash法 按照劃分屬性的散列值確定存儲(chǔ)元組到不同磁盤上. 在劃分屬性上的查詢可定位在一個(gè)磁盤上. range法 按劃分屬性值的范圍分片后分布在不同磁盤上.,10,10.1.4 并行處理技術(shù),系統(tǒng)的并行執(zhí)行可在不同的粒度上進(jìn)行，形成了不同的并行處理技術(shù)。 事務(wù)間的并行 不同查詢或不同事務(wù)間的并行執(zhí)行。 利用鎖機(jī)制協(xié)調(diào)不同處理器讀出的數(shù)據(jù)是一致的。 事務(wù)內(nèi)操作間的并行 一個(gè)查詢內(nèi)不同操作間的并行。 流水線并行 r1 r2 r3 r4 獨(dú)立并行 r1 r2 r3 r4,11,操作內(nèi)的并行 并行排序 (例：對(duì)關(guān)系R排序) 多路歸并排序 并行連接 (例：對(duì)關(guān)系S和SC連接，學(xué)號(hào)) 參加連接關(guān)系按照連接屬性值劃分或散列到相同磁盤上，然后并行執(zhí)行連接。 并行選擇 相等選擇、范圍選擇 并行投影,12,10.1.5 并行數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化,并行數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化特點(diǎn)：可利用的資源多，可選擇的執(zhí)行方案多。 代價(jià)=CPU + I/O + 通信代價(jià) 查詢優(yōu)化目標(biāo) 盡量能使操作并行，減少響應(yīng)時(shí)間 優(yōu)化策略 啟發(fā)式優(yōu)化方法，減少收索空間 連接執(zhí)行方法的選擇 資源合理分配,13,10.1.6 并行數(shù)據(jù)庫與分布式數(shù)據(jù)庫,應(yīng)用目標(biāo)不同 PDB 盡量并行執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作，提高系統(tǒng)整體性能 DDB 場(chǎng)地自制、數(shù)據(jù)操作的透明性,實(shí)現(xiàn)方式不同 PDB 充分利用結(jié)點(diǎn)處理能力，均衡負(fù)載 DDB 盡量減少結(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸，減少通信代