1 / 113

Systém riadenia bázy dát (Database Management System)

Systém riadenia bázy dát (Database Management System). Ján GENČI PDT 2009. Obsah. RAID 2-phase multiway sort - merge Fyzick á organizácia dát Indexovanie Systémový katalóg Operácie relačnej algebry (krátko) Implementácia operácií relačnej algebry. Obsah (nestihneme).

doctor
Download Presentation

Systém riadenia bázy dát (Database Management System)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Systém riadenia bázy dát(Database Management System) Ján GENČI PDT 2009

  2. Obsah • RAID • 2-phase multiway sort-merge • Fyzická organizácia dát • Indexovanie • Systémový katalóg • Operácie relačnej algebry (krátko) • Implementácia operácií relačnej algebry

  3. Obsah (nestihneme) • Transakčné spracovanie • Paralelné spracovanie • Zotavenie po chybách

  4. Literatúra [1] • Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer D. Widom: Database System Implementation, Prentice Hall, 1999. ISBN-10: 0130402648, pp.653 • Database Systems: The Complete Book, 2001

  5. Literatúra [2] • Elmasri R., NavatheS. B. : Fundamentals of database systems. 4th ed., Pearson Education, 2001.5th ed. – 2006, pp. 1030 (ch. 13-15 -19; 120 resp. 220 str.)

  6. Literatúra [3] • Ramakrishnan R., Gehrke J.: Database Management Systems. McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 3rd ed., 2002, pp. 906 (ch. 7-14; 220 str.)

  7. Literatúra [4] • Abraham Silberschatz, Henry Korth, S. Sudarshan: Database System Concepts. McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 5th ed., 2005. pp.~920 (ch. 11-14-17; 170 resp. 290 str.

  8. RAID Obrázky (väčšina) z [2]

  9. RAID • Originally - Redundant Arrays of Inexpensive Disks. • Currently - Redundant Array of Independent Disks • Chen, Lee, Gibson, Katz, and Patterson (1994), ACM Computing Survey, Vol. 26, No.2 (June 1994). • http://sk.wikipedia.org/wiki/RAID (pekne názorne spracované)

  10. RAID 0

  11. RAID 1, 2

  12. RAID 3, 4, 5, 6

  13. RAID – ďalšie kombinácie • 10, 01 - Kombinácie základných RAIDov • Performance: • Block-interleaved distributed-parity disk arrays (RAID 5) have the bestsmall read, large read, andlarge writeperformance of any redundantdisk array. • Small write requests aresomewhat inefficient compared with redundancyschemes such as mirroring.

  14. Two phase,multiway sort-merge Partially based on presentation of Simonas Šaltenis - Advanced Algorithm Design and Analysis

  15. Purpose of Algorithm • Sorting of very large collection of data (Data>Memory) • Classic algorithm – With’s sort-merge algorithm (Wirth C.: Algoritmy a dátové štruktúry.)

  16. Princíp – 1. fáza • Vytvoriť maximálne možné veľké „behy“ (utriedené postupnosti elementov) – najlepšie načítaním do dostupnej pamäte a zotriedením napr. quick-sortom • Spájanie behov (mergovanie)

  17. Bf1 p1 min(Bf1[p1], Bf2[p2], …, Bfk[pk]) Bf2 Read, when pi = B Bfo p2 po Bfk pk Write, when Bfo full Current page Current page Current page File Y: EOF Run 1 Run 2 Run k=n/m File X: Princíp – 2. fáza

  18. Zhodnotenie • Phase 1: O(n), Phase 2: O(n) • Total: O(n) I/Os! • Files only of “limited” size can be sorted • Phase 2 can merge a maximum of m-1 runs (m – number of buffers). • Which means: N/M(number of runs) < m-1

  19. (m-1)3M = N Phase 2 . . . . . . (m-1)2M . . . (m-1)M (m-1)M (m-1)M . . . … … … M M M M M M Phase 1 . . . … … … M M M M M M M M M M M M Triedenie veľmi veľkých súborov

  20. Otázky

  21. SRBD – štruktúry a algoritmy

  22. Primárne (fyzické) organizácie

  23. O čom budeme hovoriť • Podporované dátové typy • Formovanie záznamov • Organizácia (radenie) záznamov • fyzická • logická • „Umiestnenie“ DBMS v rámci OS

  24. Podporované dátové typy • Tzv. built-in dátové typy • Pre účely ukladania dát, je pre nás zaujímavá veľkosť dátového typu (sizeof(typ)) • „Sémantika“ typu je podporená implementáciou (HW alebo SW) relevantných operácií (out of scope)

  25. Storage Record Formats • A fixed-length record • A record with variable-length fields • A variable-field record with separator characters.

  26. Storage Record Formats[2]

  27. Fixed length record • Size of items is recorded in the system catalog

  28. Variable length records • Result of item(s) of variable length

  29. NULL value representation • Prakticky väčšina zdrojov o spôsobe implementácie „mlčí“ • Pri záznamoch premenlivej dĺžky sa dá využiť null pointer na prvok záznamu • ORACLE v dokumentácii pre ORA7 prezentoval ukladanie NULL hodnoty cez bitmapový prefix záznamu

  30. Fyzická organizácia záznamov

  31. Fyzická organizácia záznamov 2

  32. Umiestňovanie záznamov do fyzických blokov • Spanned • Unspanned

  33. Logické organizácie záznamov • Sekvenčná • Hašovaná • Heap (hromada) • Zhodnotenie z pohľadu operácií insert, find a delete

  34. Sekvenčná organizácia

  35. Zhodnotenie – sekvenčná org. • Insert – drahá operácia (potreba posunúť priemerne N/2 záznamov) – oblasti pretečenia (overflow areas) • Find – možnosť binárneho vyhľadávania podľa usporiadavajúceho atribútu - O(log2N), ináč O(N) = N/2 alebo N • Delete – drahá operácia (potreba posunúť priemerne N/2 záznamov) – možnosť označovať záznamy ako zmazané pack

  36. Interné Hashovanie

  37. Zhodnotenie – hashovanie • Insert – O(1) ak neuvažujeme konflikty; ak uvažujeme = najhorší prípad O(N) • Find – O(1) – hashovací atribút, O(N) ostatné atribúty • Delete – O(1) • Štruktúra musí byť dimenzovaná na maximálny počet záznamov

  38. Externé hashovanie

  39. Zhodnotenie - externé hashovanie • Ako interné hashovanie • Konflikty sa riešia blokmi pretečenia (viď ďalší slajd )

  40. Ext. Hashovanie – overflow bloky

  41. Extendible hashing

  42. Zhodnotenie – ext. hashing • Ako externé hashovanie • Plusom je možnosť dynamického rozširovania „veľkosti hashovacieho poľa“

  43. Heap (hromada) • Záznamy sú neusporiadané – nie je usporiadavací atrubút • Strácame možnosť - binárne vyhľadávanie; primárny index (ale iba pre usporiad. atr.) • Veľmi efektívna operácia INSERT

  44. Miesto DBMS v rámci OS Cooked files Raw devices • NTFS

  45. Otázky

  46. Indexovanie Z podstatnej časti podľa [2] Všetky obrázky z [2]

  47. Index • Alternatívny spôsob prístupu k dátam • Lokalizácia záznamu podľa obsahu

  48. Kategorizácia indexov • Podľa počtu úrovní: • Jedno-úrovňové • Viac-úrovňové • Podľa indexovaného atribútu: • Primárne • Klastrovacie (clustering) • Sekundárne • Podľa počtu indexovaných záznamov: • Hustý (dense) – všetky záznamy v indexe • Riedky (sparse) – len časť záznamov v indexe

  49. Primárny index • Indexuje „usporiadavajúci“ (ordering) atribút • Riedky (sparse) index • „Kotviaci“ záznam • INSERT problém

More Related