زمان بندی اجرای قواعد در پایگاه داده های پویا

پایگاه داده پیشرفته

3 رئوس مطالب رئوس مطالب

(معرفی پایگاه داده پویاActive Database)

مروری بر نحوه اجرای قواعد

معرفی روش های زمان بندی قواعد

معرفی روش معرفی شدهSJF

مقایسه روش های موجود


4 تفاوت پایگاه داده پویا و ایستا

تفاوت پایگاه داده پویا و ایستا

:پایگاه داده ایستا

نداشتن ابتكار عمل در هنگام رخ دادن شرايط خاص در سيستم

انجام دادن اعمالي نظير پرس و جو، بهنگام سازي، درج، حذف، گزارش گيري و

غيره فقط با درخواست صريحا کاربر

:پایگاه داده پویا

امکان تعريف مجموعه اي از رويدادها و واکنش هاي متناظر آنها به منظور انجام

واکنش مقتضي در صورت وقوع رويدادي خاص به صورت خودكار )رفتار واكنشي(

نياز به نظارت خودكار در بسياري از برنامه هاي كاربردي مثل برنامه هاي

انبارداري، اتوماسيون كارخانه و سيستم هاي داراي محاسبات پيچيده ي مالي

)مانند بازار سهام(


5 تعریف پایگاه داده پویا تعریف پایگاه داده پویا

اجرای رفتارهای واکنشي بوسيله مجموعه اي از قواعد پويا

3گام تشکیل دهنده قاعده پویا

رويداد(Event )

( شرطCondition)

عملAction) )DEFINE LowRiskON Stock.UpdatePriceIF (Stock.policy = Low_risk) and) Stock.price > Stock.initprice (DO Stock.Buy


رويداد شرط

عمل

6پردازش قاعدهپردازش قاعده


مجموعه قواعد فعال

اجراي قواعد

تشخيص رويدادها رويدادهاي

داخلي

برنامه كاربردي……………….……………….raise-event)e1(………………..

رويدادهاي زماني

رويدادهاي خارجي

جريان داده

جريان كنترل

1

2

43

5

انتخllاب يllك شرط ارزشيابي قاعده

4

فعال سازي قواعد مرتبط

مجموعه قواعد آماده اجرا

پشته قواعد معلق

5

7زمان بندی اجرای قواعدزمان بندی اجرای قواعد

3 قسمت اصلی يك سيستم مديريت پايگاه داده

تعريف، مديريت و نگهداري قاعده

تشخيص رويداد

اجراي قاعده

زمانبندي اجراي قواعد: ايجاد ترتيب بين قواعد فعال در سيستم و ايجاد تقدم و تاخر در

زمان اجرا بين آنها براي فرستادن به مرحله بعد در فرآيند پردازش قاعده

در اين مرحله بايد از ميان قواعدي که به تازگي در سيستم فعال شده اند و ساير

قواعدي که احتماال از گذشته فعال شده اند براساس يک روش و استراتژي مشخص

يکي براي اجرا انتخاب شود.


8 انواع زمان بندی های اجرای قواعد

انواع زمان بندی های اجرای قواعد

روش اتفاقي

روش برچسب زماني

روش اولويت ايستا

روش اجراي موازي

روش مبتني بر الگوريتم نزديکترين ضرب العجل

(روش مبتني بر الگوريتم ابتدا کوتاهترين فرآيندSJF)


9معرفی روش هامعرفی روش ها

:روش اتفاقي

انتخاب یکی از قواعد فعال در سيستم به صورت اتفاقي براي اجرا

ساده ترین روش و در عین حال بدترین کارایی بین روش ها

:روش برچسب زماني

معادل روش کالسيک زمانبنديFCFS

بlک برچسlرفت يlرار گlال قlالت فعlتم در حlه در سيسlده کlر قاعlدر اين روش ه

زمlاني کlه مشlخص کننlده زمlان فعlال شlدن آن قاعlده اسlت همlراه آن قlرار مي

گlيرد. درهنگlام انتخlاب و زمانبنlدي اجlراي قواعlد، قاعlده اي کlه داراي کوچکlترين

برچسب زماني باشد براي اجرا انتخاب خواهد شد.



:روش اولويت ايستا

انتساب یک عدد صحیح به هر يک از قواعد به عنوان اولويت

استفاده در سیستم هایی که برخي قواعد هنگام فعال شدن در مقابل قواعد ديگر

براي اجرا داراي اولويت هاي خاصي هستند.


مناسب برای سیستم هایی با قابليت اجراي چندين قاعده به صورت همزمان

(ایجاد چندين ميانگيرBuffer براي قواعدي که جديد فعال شده اند و اجرای یکی از )

الگوریتم های باال بر روی هر یک از آن ها



روش مبتني بر الگوريتم نزديکترين ضرب العجل

قابلیت استفاده تنها برای، سيستم هاي پايگاه داده پوياي بالدرنگ

محاسبه ضرب العجل و زمان فعال سازي تراکنش هاي پويا

انتخاب حالت بهینه با توجه به ضرب العجل های محاسبه شده با توجه به الگوریتم

های موجود

کارایی باالتر در مقایسه با روش های معرفی شده

(روش مبتني بر الگوريتم ابتدا کوتاهترين فرآيندSJF)

نیاز به ارايه يک روش با کيفيت براي زمانبندي اجراي قواعد در سيستم هاي پايگاه

داده

روش نزديکترين ضرب العجل: تنها در پایگاه داده های پویای بالدرنگ•

اجراي موازي: نياز به يک بستر سخت افزاري خاص •

: کارایی پایینFCFSاتفاقي، اولويت ايستا و •


12 مقایسه روش ها مقایسه روش ها


تحليل روش

سيستم مورد استفاد

ه

نوع فعال سازي زمان

اجرا

ضرب العجل

گروههاي اولويت

ي

برچسب زماني

انتخاب اتفاقي

مستقل

تعويقي

فوري

قوت: سادگيضعف: عدم کارايي

Ode , RPL

روش اتفاقي

قوت: سادگي ضعف: عدم کارايي

SAMOS

روش مبتني

برچسب زماني

قوت: سادگيضعف: عدم کارايي

Ariel, POSRGRE

S

روش اولويت

ايستا

قوت: سادگيضعف: بستر سخت

افزاريHiPAC


قوت: کاراييضعف: پايگاه

قاعده دو سطحي، بالدرنگ

Real-Time ADS

روش نزديکتري ن ضربالعجل

قوت: كاراترين، به كارگيري در هر

سيستمي بجز بالدرنگ

ضعف: عدم دقت زمان اجراي قواعد

General purpose

روش مبتني بر

SJF

13SJFSJF

کاراترین روش زمانبندي پردازشها در سيستم هاي غيرپویا

کمترین ميانگين زمان پاسخگويي برای یک مجموعه فرآيند

ایده اصلی: انتخاب پردازش با کمترين زمان اجرا

عدم قابلیت استفاده ازSJFمعمولی در پایگاه داده های پویا مشخص نبودن زمان اجراي واقعي هر پردازش

ويژگي توليد پوياي تراکنش توسط اين سيستم ها •پيوستگي بين پردازشها )قواعد(•

نیاز به پيش پردازش بر روي پايگاه قواعد روشEx-SJF


14SJF گام های مورد نیاز درSJF گام های مورد نیاز در

پيش بينی مجموعه قواعد فعال استخراج گراف وابستگي هاي موجود بين قواعد از تعريف قواعدساخت درخت هاي اجراي قواعد از گراف وابستگی هااستخراج قواعد/تراکنشهای مجازي از درخت های اجرای قواعد

تخمين احتمال اجرای قواعدEx-SJFEXAEx-SJFPROEx-SJFPRO-V.1.8Ex-SJFPRO-V.2.8


15گراف وابستگیگراف وابستگی


R1

R2

R6R4R7

R5R3

وجود هفت قاعده به شکلRi(Ei,Ci,Ai): پايگاه داده پويا A1 موجب توليد رويدادهايE2، E5 و E3A2 موجب توليد رويدادهايE6 و E7A3 موجب توليد رويدادهايE4 A5 نيز منجر به وقوع رويدادهايE4 و E7

16 استخراج قواعد مجازي از درخت هاي اجراي قواعد

استخراج قواعد مجازي از درخت هاي اجراي قواعد

:برچسب گذاری قوانینimmفوری :defتعویقی : ind مستقل :

حذف يالهاي داراي برچسبindحذف چرخه هاي اجراي احتمالي موجوداصالح تعريف قواعد مولد چرخهشناسايي قواعدي كه بيش از يك مولد دارند تبديل آنها به حالت يك پدر و يك فرزند


17 مراحل استخراج قواعد مجازی از پايگاه داده پويا

مراحل استخراج قواعد مجازی از پايگاه داده پويا


18 Ex-SJFEXA پارامترهاي مورد نياز برای

Ex-SJFEXA پارامترهاي مورد نياز برای

پارامترهاي مورد نياز براي محاسبه زمان اجراي هر قاعده و ويژگيهاي هرقاعده:

تعداد دستورات بخش عمل قاعدهR: L(R) تعداد قاعده هاي تعويقي توليدي توسطR : تعداد قاعده هاي فوري توليدي توسطR : زمان واقعي اجراي بخش عمل قاعدهR : احتمال درست بودن بخش شرط قاعدهR : زمان اجراي دقيق تراکنش فوري حاصل ازRi : : زمان اجراي دقيق تراکنش تعويقي حاصل ازRj


)(Rndef

)(Rn imm

)(RX

)(RP

)( iimm RX

)( jdef RX

19 Ex-محاسبه زمان اجراي قواعد به كمك قواعد مجازي در روش SJFEXA

-Exمحاسبه زمان اجراي قواعد به كمك قواعد مجازي در روش SJFEXA


R15,3

R1,1

R13,2

R10,7R8,2 R9,4

R7,5R6,2R5,2R4,1

R11,3 R12,1

R3,3

R2,2

R14,1 R16,2

immdefimm

immdefimm

imm

def

immdef immdef

def

R4,3

R9,7

R5,16 R6,5

R1,24

R12,6

R7,11

R2,13

}1...,,2,1{,)()()()()(

1

1)(

1

1

nnIRXRXRLRXIdefIimm Rn

j

Ij

defRn

i

Ii

immII

20 -Exمحاسبه زمان اجراي قواعد به كمك قواعد مجازي در روش SJFPRO

-Exمحاسبه زمان اجراي قواعد به كمك قواعد مجازي در روش SJFPRO


R15,3,0.6

R1,1,0.2

R13,2,0.4

R10,7,0.6R8,2,0.1 R9,4,0.2

R7,5,0.9R6,2,0.1R5,2,0.8R4,1,0.6

R11,3,0.4 R12,1,0.5

R3,3,0.5

R2,2,0.1

R14,1,0.5 R16,2,0.2

immdefimm

immdefimm

imm

def

immdef immdef

def

R1,13.2,0.2

R9,5.3,0.2

R7,6.6,0.9R6,3.2,0.1R5,7.6,0.8R4,1.2,0.6

R12,3.2,0.5

R2,5.9,0.1

)(

1

11)(

1

11 )(*)()(*)()()(IdefIimm Rn

j

Ij

defIj

Rn

i

Ii

immIi

II RXRPRXRPRLRX }1...,,2,1{ nnI

21 ميانگين زمان پاسخگويي ميانگين زمان پاسخگويي


نمودار ميانگين زمان پاسخگويی

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

110000

تعداد تراکنشهای توليد شده

ه(اني

ی ثميل

ن )زما

Random

Static Priority

FCFS

EDF-PD

EDF-DIV

EDF-SL

Ex-SJF-EXA

Ex-SJF-PRO

Ex-SJF-PRO-V.1.8

Ex-SJF-PRO-V.2.8

تعداد تراکنش های تولید شده

22توان عملياتیتوان عملياتی


نمودار توان عملياتی

5

5.3

5.6

5.9

6.2

6.5

6.8

7.1

7.4

7.7

8

8.3


نزما

د احر و

ش دکنراد ت

داتع

Random

Static Priority

FCFS

EDF-PD

EDF-DIV

EDF-SL

Ex-SJF-EXA

Ex-SJF-PRO

Ex-SJF-PRO-V.1.8

Ex-SJF-PRO-V.2.8

تعداد تراکنش های تولید شده

23 بهره پردازشگر در حالت ترکيبي

بهره پردازشگر در حالت ترکيبي


نمودار بهره پردازشگر

94.5

94.75

95

95.25

95.5

95.75

96


گرش

ازرد

ه پهر

د بص

در

Random

Static Priority

FCFS

EDF-PD

EDF-DIV

EDF-SL

Ex-SJF-EXA

Ex-SJF-PRO

Ex-SJF-PRO-V.1.8

Ex-SJF-PRO-V.2.8

24 رتبه بندي روش هاي زمانبندي اجراي قواعد رتبه بندي روش هاي زمانبندي اجراي قواعد


25منابعمنابع

A. Rasoolzadegan, A. Abdollahzadeh, R. Alesheykh, “Measuring Evaluation Parameters in Benchmarking Rule Scheduling Methods in Active Database Systems”, Conf. on Computer and Communication Engineering, ICCCE’06 Vol. 1, 9-11 May 2006, Kuala Lumpur, Malaysia.

S. Ceri, C. Gennaro, S. Paraboschi, G. Serazzi, “Effective Scheduling of Detached Rules in Active Databases”, IEEE Transaction Knowledge and Data Engineering, 15(1), 2005..

Rohollah Alesheykh, A. Abdollahzadeh, “Evaluation and Comparison of Rule Scheduling Approaches in Active Database Systems”, in Proceedings of the 2nd IASTED international Multi-Conference on Automation, Control, and Information Technology (ACIT’05), June 20-24, 2005, Novosibrisk, Russia.


زمان بندی اجرای قواعد در پایگاه داده های پویا

Documents