Slide kỹ thuật đảm bảo đặc tính toàn vẹn dữ liệu trong hệ tin học phân tán

CÁC NỘI DUNG CHÍNHChương 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CHUNG  Khái niệm toàn vẹn dữ liệu  Khái niệm giao dịch  Một số tính chất của giao dịch  Trật tự hoá các tác động Chương 2 ĐẶC TÍNH TOÀN

TIỂU LUẬN

HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN

N i dung Lý ộ

N i dung Lý ộ thuy t thuy t ế ế

HOÀN THIỆN KỸ THUẬT ĐẢM BẢO ĐẶC TÍNH TOÀN VẸN TRONG HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN

N i dung bài t p ộ ậ

N i dung bài t p ộ ậ

CHỨNG MINH NGUYÊN TẮC GIAO DỊCH HAI PHA

GVHD: PGS TS Lê Văn Sơn HVTH: Trần Ngọc Chinh

CÁC NỘI DUNG CHÍNH

Chương 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CHUNG

 Khái niệm toàn vẹn dữ liệu

 Khái niệm giao dịch

 Một số tính chất của giao dịch

 Trật tự hoá các tác động

Chương 2 ĐẶC TÍNH TOÀN VẸN TRONG HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN

KỸ THUẬT GIAO DỊCH 2 PHA

 Cơ chế then cài

 Giao dịch hai pha

 Quản lý gắn bó các giao dịch

 Sử dụng giao dịch hai pha

KỸ THUẬT THỨ TỰ DẤU

 Nội dung kỹ thuật thứ tự dấu

 Giải thuật thứ tự dấu

 Trật tự hoá thứ tự dấu

BÀI TẬP

Chương 1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG

• Khái niệm toàn vẹn dữ liệu

• Tác động và giao dịch

• Một số tính chất của giao dịch

• Trật tự hoá các tác động

KHÁI NIỆM TOÀN VẸN DỮ LIỆU

phân tán thể hiện tính bền vững, tính đúng đắn, tính nhất quán của thông tin.

tổ chức, hệ thống Các luật này được gọi là các ràng buộc toàn vẹn.

toàn vẹn gọi là trạng thái gắn bó.

trì hệ thống luôn trong trạng thái gắn bó

KHÁI NIỆM GIAO DỊCH

• Là chương trình duy nhất thực hiện từ

một trạng thái gắn bó và đưa hệ đến một trạng thái gắn bó khác.

• Mỗi giao dịch được cấu tạo từ một dãy các tác động

MỘT SỐ TÍNH CHẤT

CỦA GIAO DỊCH

• Tính nguyên tử(Atomic) : một giao dịch hoặc

là được thực hiện trọn vẹn hoặc là không thực hiện gì cả

• Đặc tính gắn bó(Consistent): giao dịch chuyển hệ thống phân tán từ trạng thái gắn bó này sang trạng thái gắn bó khác

TRẬT TỰ HOÁ TÁC ĐỘNG

Xét tập hợp các giao dịch M = {T1, T2,…, Tn}, mỗi một giao dịch được cấu tạo từ một dãy các tác động

– Việc thực hiện toàn bộ giao dịch M tương đương với việc thực hiện

một dãy S các tác động thuộc các giao dịch này, như S = (a1, a2,…, an)

– Trong số các trật tự hoá của một tập hợp các giao dịch phải tách ra

cho được những cái phục vụ trạng thái gắn bó dữ liệu, gọi là trật tự hoá gắn bó

Trật tự hoá S được gọi là hợp thức nếu thoả mãn các điều sau:

– Một đối tượng được cài then chia sẽ thì sẽ không có then cài loại trừ nào được thực hiện cho đến khi mở then.

– Một đối tượng được cài then loại trừ thì sẽ không

có then cài nào được thực hiện cho đến khi mở then

Chương 2 ĐẶC TÍNH TOÀN VẸN

DỮ LIỆU

KỸ THUẬT GIAO DỊCH 2 PHA

• Cơ chế then cài

• Giao dịch hai pha

• Xử lý các sự cố

• Quản lý gắn bó các giao dịch

Cơ chế then cài

Cơ chế then cài cho phép một giao dịch có thể giải phóng đối tượng mà nó cài then Có hai loại then cài chính là then cài loại trừ W và then cài chia sẽ R:

• Nếu một giao dịch A thực hiện cài then loại trừ W lên một đối tượng thì một yêu cầu cài then chia sẽ R từ một giao dịch B khác

sẽ đưa giao dịch B rơi vào trạng thái chờ cho cho đến khi A mở then.

• Nếu giao dịch A thực hiện then cài chia sẽ R thì giao dịch B cũng có thể gán một then cài chia sẽ , nhưng B sẽ rơi vào trạng thái chờ nếu nó yêu cầu một then cài loại trừ W

Giao dịch hai pha

Xét một giao dịch hình thành hợp thức bằng cách kiểm tra hai điều kiện:

Giao dịch hai pha

Then cài

b i Ti

Th i gian Pha cài then Pha m then

N u m t tr t t hoá h p th c S tho mãn i u ki n giao đ

d ch hai pha thì tr t t hoá ó là g n bó đ

XỬ LÝ SỰ CỐ

Nếu một tiến trình bị sự cố trong lúc thực hiện một giao dịch thì trạng thái của hệ xuất phát từ việc thực hiện từng phần đó chắc chắn

sẽ không còn gắn bó

• Giao dịch T bắt buộc phải được thực hiện một cách trọn vẹn

• Nếu có sự cố diễn ra thì bắt buộc nó phải quay về điểm xuất phát

Đòi hỏi giao dịch có các đặc tính toàn vẹn như sau

• Nếu một tiến trình bị sự cố trước khi kết thúc T nhưng lại sau các thay đổi cần thiết của T, trạng thái của hệ là gắn bó

• Nếu một tiến trình bị sự cố trước khi diễn ra các thay đổi của T, trạng thái của hệ là gắn bó

• Nếu một tiến trình bị sự cố giữa các thay đổi của T, trạng thái của hệ là không gắn bó

XỬ LÝ SỰ CỐ

2

3

Trước khi cập nhật (thay đổi)

Sau khi cập nhật (thay đổi) Không gắn bó

Chương 2 ĐẶC TÍNH TOÀN VẸN DỮ

LIỆU (tt)

KỸ THUẬT THỨ TỰ DẤU

• Nội dung kỹ thuật thứ tự dấu

• Giải thuật thứ tự dấu

• Trật tự hoá thứ tự dấu

Kỹ thuật đóng dấu

• Mỗi giao dịch được gán một số id duy nhất dựa trên thời gian mà giao dịch được đưa vào hệ thống.

• T1 T2, nếu T1 có dấu nhỏ hơn dấu của T2 ký hiệu ts(T1)<ts(T2)

• Mọi tác động đọc ghi đều được đọc ghi theo thứ tự dấu của nó.

• Số id này có thể là giá trị một bộ đếm hoặc là của đồng hồ hệ thống

Giải thuật thứ tự dấu

Khi giao dịch T đọc đối tượng e :

then (1) thực hiện tác động đọc

(2) tg(T) = max { tg_doc(e) , tg(T) }

else huỷ

Khi giao dịch T ghi đối tượng e:

then (1) thực hiện tác động đọc

(2) tg(T) = max { tg_viet(e) , tg(T) }

else huỷ

Trật tự hóa thứ tự dấu

Nếu S là một trật tự hoá có được bằng cách

thực hiện theo một trật tự thứ tự dấu thời

gian, S là trật tự hoá gắn bó.

Chứng minh:

Giả sử rằng giao dịch Ti trước giao dịch Tj trong đồ

qj[e])

Giả sử rằng P(S) là đồ thị lặp, ta có:

Vậy P(S) là đồ thị phụ thuộc không lặp, do đó ta

có S là trật tự hoá gắn bó

Bài tập

Cho một tập hợp các giao dịch M = {T1,T2,…,Tn}.

Phần 1

– Giả sử rằng các giao dịch của M là hình thành tốt và thoả

mãn các điều kiện 1 của giao dịch hai pha Hãy chỉ ra rằng toàn bộ trật tự hoá hợp thức S của M là gắn bó.

Phần 2

– Ta giả sử rằng các giao dịch của M là hình thành tốt và

kiểm tra điều kiện 2 của giao dịch hai pha Hãy chỉ ra rằng toàn bộ trật tự hoá hợp thức S của M là gắn bó

Bài tập – Phần 1

Ta gọi tác động cuối cùng của giao dịch là l:

• Tác động cuối cùng của giao dịch Ti là l(Ti)

• Tác động cuối cùng của giao dịch Tj là l(Tj)

• Quan hệ “<” là trật tự hoá toàn phần trên M

giao dịch Ti trước giao dịch Tj) trong trật tự hoá S thì l(Ti) < l(Tj)

Gọi P(S) là đồ thị phụ thuộc của trật tự hoá

S, ta giả sử rằng P(S) là đồ thị lặp, lúc đó

ta có:

Bài tập – Phần 2

Ta gọi tác động mở then đầu tiên là fu:

• Tác động mở then đầu tiên của giao dịch Ti là fu(Ti)

• Tác động mở then đầu tiên của giao dịch Tj là fu(Tj)

• Quan hệ “<” là trật tự hoá toàn phần trên M

giao dịch Ti trước giao dịch Tj) trong trật tự hoá S thì fu(Ti) < fu(Tj)

Gọi P(S) là đồ thị phụ thuộc của trật tự hoá S,

ta giã sử rằng P(S) là đồ thị lặp, lúc đó ta

có:

• T1 < T2 < … < Tn < T1

• Theo bổ đề nêu trên ta có:

• fu(T1) < fu(T2) < … < fu(Tn) < fu(T1) Điều này là vô lý nên P(S) phải là đồ thi

XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN