TIỂU LUẬN MÔN CƠ SƠ DỮ LIỆU NÂNG CAO CƠ SỞ DỮ LIỆU THỜI GIAN THỰC ỨNG DỤNG TRONG BÀI TOÁN TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ CHĂM SÓC KHÁC

Giới thiệu  Cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ IMDS In Memory Database System hoặc còn gọi là MMDS – Main Memory Database System  Xuất hiện trong nhưng hệ thống yêu cầu đáp ứng thời gian thực

CƠ SỞ DỮ LIỆU THỜI GIAN THỰC ỨNG DỤNG TRONG BÀI TOÁN TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI

VÀ CHĂM SÓC KHÁCH HÀNG

Báo cáo tiểu luận

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HÀ NAM HỌC VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN THẾ HUY PHẠM ĐỨC MẠNH

Hà nội, ngày 16 tháng 03 năm 2012

NỘI DUNG

 Yêu cầu thực tiễn

 So sánh DBMS và IMDS

 Các mô hình IMDS

 Fast Database

Giới thiệu

 Cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ IMDS ( In Memory Database System

hoặc còn gọi là MMDS – Main Memory Database System

 Xuất hiện trong nhưng hệ thống yêu cầu đáp ứng thời gian thực

như các hệ thống tổng đài, cung cấp SMS, tính cước nóng

 Cần phát triển một cơ sở dữ liệu có khả năng truy xuất nhanh

chóng không phụ thuộc vào đĩa cứng bởi trong quá trình đọc dữ liệu

trên đĩa cứng thời gian xử lý sẽ lâu và phụ thuộc vào chất lượng của

đĩa cứng

I Yêu cầu thực tế Yêu cầu thực tế

o Mức độ thông minh của các thiết bị viễn thông ngày càng tăng đi đôi với nó là khối lượng dữ liệu mà các hệ thống phần mềm nhúng phải

xử lý ngày càng nhiều và phức tạp

o Các chương trình cung cấp các dịch vụ thời gian thực hoặc gần thực trở nên nặng nề khi sử dụng các flat-file hoặc cơ sở dữ liệu truyền

thống chậm chạp

o IMDS đã ra đời từ nhu cầu đó Các nhà phát triển phần mềm lúc này chỉ việc chú trọng vào việc giải quyết bài toán của mình còn việc tổ

chức, lưu trữ và truy suất dữ liệu trong bộ nhớ thế nào hoàn toàn do IMDS đảm nhiệm

o Việc sử dụng IMDS đặc biệt phát huy hiệu quả trong các hệ thống

nhúng như các IP router hiện đại, các tổng đài thế hệ mới, các phần

mềm cần yêu cầu cao về hiệu xuất và thời gian đáp ứng Các sản

phẩm của một số hãng lớn đều có sử dụng các IMDS như Kenan của

CSG, các giải pháp của Amdocs

II So sánh DBMS và IMDS

o Các DBMS truyền thống lưu trữ dữ liệu trên đĩa cứng nên có tốc độ

truy xuất dữ liệu bị hạn chế bởi tốc độ chậm chạp của các linh kiện cơ khí tạo nên đĩa cứng

o Còn đúng như tên gọi, IMDS lưu trữ dữ liệu hoàn toàn trên bộ nhớ và chỉ truy xuất đĩa cứng trong trường hợp cần

o Phải chăng IMDS chỉ đơn giản là các DBMS được nạp hoàn toàn vào

bộ nhớ? Câu trả lời là không

o IMDS có những khác biệt cơ bản với người họ hàng DBMS của nó

o Do không phải truy xuất đĩa cứng nữa nên không có phần dữ liệu

nào bị chuyển qua lại giữa đĩa cứng và bộ nhớ

o Điều đó dẫn tới giảm thiểu được tiêu tốn xung nhịp CPU và có đáp

ứng nhanh hơn từ hàng chục đến hàng trăm lần so với các DBMS

truyền thống

o Sau đây là các khác biệt cơ bản giữa DBMS truyền thống và IMDS

II.1 Lưu trữ dữ liệu tạm thời

o Lưu trữ dữ liệu tạm thời còn được gọi là Caching

o Để hạn chế số lần phải truy xuất đĩa cứng, các DBMS truyền thống đều sử dụng biện pháp lưu giữ phần dữ liệu được truy xuất mới nhất trong bộ nhớ Caching bao gồm cả việc đồng bộ dữ liệu

o Nếu dữ liệu mà ứng dụng yêu cầu nằm trong cache thì nó được lấy ra và trả về cho chương trình, nếu không thì dữ liệu này sẽ được lấy ra từ đĩa cứng

và thêm vào cache để cho những lần dùng sau

o Đối với các DBMS, các thủ tục này đều được thực hiện cho dù nó được nạp vào bộ nhớ

o Còn đối với các IMDS, do loại bỏ được công đoạn ra vào đĩa nên

caching là không cần thiết do đó giảm bớt được sự phức tạp và tiêu tốn tài nguyên RAM và xung nhịp CPU

II.2 Chuyển giao dữ liệu

Chúng ta hãy xem xét điều gì sẽ xẩy ra khi ứng dụng truy vấn dữ liệu sau đó thay đổi nó và ghi lại trên DBMS truyền thống

Hình: Luồng dữ liệu luân chuyển trong một DBMS truyền thống

Màu đỏ thể hiện luồng dữ liệu

11/ 21

1 Ứng dụng truy vấn dữ liệu từ CSQL thông qua các giao diện API của nó

2 CSDL hướng dẫn hệ thống file lấy dữ liệu từ thiết bị lưu trữ

3 Hệ thống file sẽ chuyển một bản copy của dữ liệu vào cache của nó và chuyển một bản copy khác trả lại cho CSDL

4 CSDL giữ lại một bản copy cho cache của nó và chuyển một bản cho ứng dụng

5 Ứng dụng cập nhật dữ liệu và chuyển nó trở lại cho CSDL thông qua các API của nó

6 CSDL sao lại dữ liệu đã thay đổi vào cache.

7 Bản sao của cache của CSDL cuối cũng cũng sẽ được lưu vào hệ thống file, tại đó cache của hệ thống file cũng được cập nhật

8 Cuối cùng thì dữ liệu lại được ghi vào thiết bị lưu trữ vật lý

13/ 21

II.3 Xử lý giao dịch

 Trong các trường hợp có sự cố nghiêm trọng như là mất điện, CSDL dựa trên đĩa cứng sẽ được khôi phục bằng cách commit những giao dịch

đã được hoàn tất và hồi phục lại dữ liệu liên quan đến những giao dịch

chưa hoàn tất từ log file khi hệ thống khởi động lại Các CSDL truyền thống

xử lý các giao dịch dựa trên các log file

 Nếu các sự cố nghiêm trọng xẩy ra thì dữ liệu trong IMDS sẽ bị mất Đó

là điều khác biệt lớn giữa các DBMS truyền thống và các IMDS Khi hệ

thống được khởi động lại, để có thể tiếp tục sử dụng được thì dữ liệu phải được nạp lại bằng cách này hay cách khác Nguyên nhân của sự khác biệt này là IMDS được tạo ra để tăng tối đa tốc độ truy xuất dữ liệu có thể nên một số tính năng như ghi log file và các tính năng làm ảnh hưởng đến hiệu xuất khác đều bị loại bỏ

III Các mô hình IMDS

III.1 Mô hình client/server

Đây là mô hình gần với các DBMS truyền thống nhất và nổi bật trong số này là GOODS (Generic Object Oriented Database System) Chúng hỗ trợ môi trường phân tán và có rất nhiều tính năng của một DBMS nhưng có lợi điểm là truy xuất dữ liệu rất nhanh so với các

sản phẩm truyền thống Client và Server có thể nằm trên các node

khác nhau

15/ 21

III.2 Mô hình AO

Đây là một mô hình khá phổ biến của IMDS Chúng được cung cấp dưới dạng các thư viện nhúng vào trong chương trình phần mềm Thực chất chúng cung cấp các dịch vụ lưu trữ, truy vấn và cập nhật dữ liệu cho các ứng dụng Thường thì các IMDS không thể sửa đổi cấu trúc khi chạy

chương trình mà điều này được thực hiện khi viết chương trình ví dụ của loại này là FastDB, GigaBase, Berkeley DB

IV Giới thiệu cơ sở dữ liệu thời gian thực FastDB

 Là cơ sở dữ liệu thời gian thực mã nguồn mở

 Là các AO viết bằng C++

 Là cơ sở dữ liệu hướng đối tượng

 Có khả năng quản lý giao dịch

 Tự động sao lưu và phục hồi hệ thống khi có sự cố

 Hỗ trợ truy vấn dữ liệu thông qua ngôn ngữ gần giống SQL

 Các câu lệnh truy vấn gồm:

• Điều kiện lọc dữ liệu

• Sắp xếp dữ liệu

17/ 21

Kết Luận

1.Tìm hiểu được sự khác nhau trong việc lưu trữ và truy xuất giữa cơ sở

dữ liệu thời gian thực và cơ sở dữ liệu truyền thống

2.Các mô hình của IMDS

3.Có kiến thức về 1 cơ sở dữ liệu thời gian thực là Fast Database

TRÂN TRỌNG CẢM CTRÂN TRỌNG CẢM CƠN !