فایل بررسی الگوریتم‌های كنترل همروندی در سیستم مدیریت پایگاه داده‌ها با مدل‌سازی با پتری رنگ
چكیده:
مسئله‌ی كنترل همروندی در پایگاه داده‌ها امری ضروری و با اهمیت است. اجرای همروند تراكنش‌ها در یك سیستم مدیریت پایگاه داده، ممكن است منجر به ناسازگاری شود. ناسازگاری بر اثر مقادیر نادرستی است كه برای داده‌های موجود، بر اثر تعارض و تداخل اجرای تراكنش‌ها به وجود میآید. الگوریتم‌های كنترل همروندی، جهت تضمین اجرای همروند چندین تراكنش كه به صورت همروند با داده‌های مشترك كار میكنند طراحی شده‌اند. در زمینه‌ی كنترل همروندی پایگاه داده‌ها، تحقیقات فراوانی صورت گرفته است كه نتیجه آن، الگوریتم‌های متنوع كنترل همروندی میباشد. با توجه به الگوریتم‌های متنوع در این زمینه و این واقعیت كه روز به روز بر اهمیت آن‌ها افزوده میشود، در حوزه ارزیابی الگوریتم‌های کنترل همروندی جای کارِ بسیاری وجود دارد.
در این پایان‌نامه ابتدا الگوریتم‌های کنترل همروندی قفل‌گذاری دو مرحله‌ای مبنایی و همچنین تکنیک‌های زخمی كردن-منتظر گذاشتن و منتظر گذاشتن-میراندن که جزء تکنیک‌های پیش‌گیری از بن‌بست هستند، مدل‌سازی شده‌اند. از آنجا که شبکه پتری رنگی قابلیت‌های مدل‌سازی بالایی دارد و یکی از بهترین روش‌ها برای تحلیل مکانیزم‌های کنترل همروندی است؛ مدل‌سازی‌ها با استفاده از پتری رنگی و نرم‌افزار CPN Tools ارائه شده‌اند. یک مطالعه موردی ساده به عنوان مثال برای درک بهتر ارائه گردیده که مثال ذکر شده شامل سه تراکنش و دو منبع است. سپس الگوریتم‌های ذکر شده ارزیابی گردیده‌اند. ارزیابی بر اساس پارامترها و معیارهایی مثل تعداد تراکنش‌های وارد شونده به سیستم، تعداد دستورات هر تراکنش، تعداد داده‌های مشترک و غیر مشترک بین تراکنش‌ها و تعداد داده‌های مشترک در تراکنش‌هایی بدون داده غیر مشترک، صورت گرفته است.
آزمایش‌ها چندین بار تکرار و نتایج میانگین‌گیری شدند. با مقایسه و انجام بررسی‌ها، این نتیجه به دست آمد که در حالت کلی الگوریتم زخمی كردن-منتظر گذاشتن نسبت به دو الگوریتم دیگر زمان اجرای بهتری دارد. الگوریتم منتظر گذاشتن-میراندن از نظر زمان اجرا با اختلاف زیادی در سطح بدتری نسبت به دو الگوریتم دیگر قرار دارد و الگوریتم قفل‌گذاری دو مرحله‌ای مبنایی به دلیل امکان رخ دادن بن‌بست، مشکلات فراوانی دارد.
واژه‌های كلیدی: کنترل همروندی، شبکه پتری رنگی، ارزیابی، قفل‌گذاری دو مرحله‌ای مبنایی، زخمی كردن-منتظر گذاشتن، منتظر گذاشتن-میراندن، بن‌بست، پیش‌گیری از بن‌بست
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-1- اهمیت الگوریتم‌های کنترل همروندی پایگاه داده‌ها 7
2-2- برخی از انواع پایگاه داده‌ها 8
2-3- انواع روش‌های پیاده‌سازی و مدل‌سازی الگوریتم‌های کنترل همروندی 9
2-3-1- پیاده‌سازی در مقیاس کوچک 9
2-3-2- مدل‌سازی و شبیه‌سازی توسط مدل مارکف 11
2-3-3- مدل‌سازی و شبیه‌سازی توسط شبکه‌های پتری 12
2-4-1- پارامترهای منابع سیستم 14
2-5- پارامترها و آزمایش‌های انجام شده 16
2-6- برخی از مزایا و معایب روش‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی 18
فصل سوم: تکنیک‌های کنترل همروندی
3-1- تکنیک‌های کنترل همروندی و انواع آن‌ها 22
3-2- تکنیک‌های قفل‌گذاری و انواع آن‌ها 23
3-2-2- اندازه‌های واحد قفل‌شدنی 24
3-2-4- مثالی برای لزوم قفل‌گذاری 26
3-2-5- مدیر قفل و مراحل انجام شده برای قفل‌گذاری 27
3-2-6- نحوه در اختیار قرار دادن قفل توسط مدیر قفل 28
3-2-7-1- ماتریس همایندی یا سازگاری قفل‌های چند اسلوبی 28
3-2-7-2- پروتکل قفل چند اسلوبی برای یک تراکنش 29
3-2-7-4- قفل چند اسلوبی و توالی‌پذیری 30
3-2-7-5- خصوصیات قفل چند اسلوبی 30
3-2-8- تکنیک قفل‌گذاری دو مرحله‌ای مبنایی 30
3-2-8-1- مشکلات تداخل کنترل نشده 31
3-2-8-2- خصوصیات و مشکلات 2PL مبنایی 32
3-2-8-3- تغییر قفل در پروتکل 2PL 33
3-2-8-4- تأثیرعملیات درج در کنترل همروندی 33
3-2-8-5- تأثیرعملیات حذف در کنترل همروندی 33
3-3-1- راه حل‌های مشكل بن‌بست 35
3-3-2-3- خصوصیات الگوریتم WD و WW 37
4-1- مختصری در مورد شبکه‌های پتری 39
4-4- ویژگی‌های شبکه‌های پتری 40
4-5-1- تعریف اجزای شبکه‌ی پتری 41
4-5-2- وظایف اجزای شبکه‌ی پتری 41
4-6- تعریف چهارگانه شبکه‌های پتری 42
4-8- چند مثال از گراف شبکه پتری 43
4-11- مثالی از اجرای یک شبکه پتری 44
4-12- قوانین مربوط به فایر شدن گذار، در شبکه پتری 45
4-13- شبکه‌های پتری به بن‌بست رسیده، زنده و غیر زنده 46
4-14- انواع شبکه‌های پتری و نحوه‌ی نشانه‌گذاری آن‌ها 47
4-15- فلوچارت‌ها و شبکه‌های پتری 47
4-16-3- شبکه پتری سلسله مراتبی 50
فصل پنجم: نحوه‌ی مدل‌سازی مکانیزم‌های 2PL، WW و WD با پتری رنگی
5-1- مختصری در مورد مدل‌سازی مکانیزم‌های 2PL، WW و WD 52
5-2-1- مجموعه‌های رنگ در مدل 2PL 53
5-2-2- مجموعه‌های رنگ در مدل‌های WW و WD 54
5-2-3- توضیحات مجموعه‌های رنگ 55
5-3-1- نشانه‌گذاری اولیه در مدل 2PL 58
5-3-2- نشانه‌گذاری اولیه در مدل‌های WW و WD 59
5-3-3- توضیحات نشانه‌گذاری اولیه 59
5-4-2- متغیرهای مدل‌های WW و WD 62
5-5- شرح توابع مدل و عملکردهای آن‌ها 62
5-5-1- شرح توابع مشترک بین مدل‌های 2PL، WW و WD 63
5-5-3- شرح توابع مدل‌های WW و WD 76
5-6- اولویت‌های معین شده برای تعیین فایر شدن گذار مورد نظر از بین گذارهای فعال 72
5-7-1- نحوه مدل‌سازی مدل 2PL 73
5-7-2- نحوه مدل‌سازی مدل‌های WW و WD 75
فصل ششم: ارزیابی مدل‌های 2PL، WW و WD
6-1- مختصری در مورد اهمیت ارزیابی پایگاه داده‌ها 79
6-2- پارامتر تعداد تراکنش‌های وارد شونده به سیستم 80
6-2-4- مقایسه‌ی مدل‌های 2PL، WW و WD براساس پارامتر تعداد تراکنش‌ها 82
6-3- پارامتر تعداد دستورات هر تراکنش 83
6-3-4- مقایسه مدل‌های 2PL، WW و WD براساس پارامتر تعداد دستورات تراکنش‌ها 86
6-4- پارامتر تعداد داده‌های مشترک و غیر مشترک تراکنش‌ها 88
6-4-4- مقایسه مدل‌های 2PL، WW و WD براساس پارامتر تعداد داده‌های مشترک و غیر مشترک تراکنش‌ها 91
6-5- پارامتر تعداد داده‌های مشترک در تراکنش‌هایی بدون داده غیر مشترک 92
فهرست جدول‌ها
عنوان جدول صفحه
جدول1-1- پارامترهای مورد نظر برای ارزیابی مدل‌ها در این پایان‌نامه 4
جدول2-1- آزمایش‌های مورد نظر برای ارزیابی مدل‌ها در این پایان‌نامه 18
جدول 3-1- مزایا و معایب اندازه‌ی واحد قفل‌شدنی 25
جدول 3-2- نمایش لزوم قفل‌گذاری 26
جدول 3-5- سازگاری قفل‌های چند اسلوبی 29
جدول 5-1- توضیحات مربوط به مجموعه‌های رنگی 55
جدول 5-2- توضیحات مربوط به نشانه‌گذاری‌های اولیه 60
جدول 5-3- پارامترهای ورودی تابع checklock برای مدل 2PL 64
جدول 5-4- پارامترهای خروجی تابع checklock برای مدل 2PL 65
جدول 5-5- پارامترهای ورودی تابع checklock برای مدل‌های WW و WD 68
جدول 5-6- پارامترهای خروجی تابع checklock برای مدل‌های WW و WD 69
جدول6-1- تعداد گام‌های اجرای دو، سه، پنج، ده و پنجاه تراکنش در مدل 2PL 80
جدول 6-2- تعداد گام‌های اجرای دو، سه، پنج، ده و پنجاه تراکنش در مدل WW 81
جدول 6-3- تعداد گام‌های اجرای دو، سه، پنج، ده و پنجاه تراکنش در مدل WD 82
جدول 6-4- تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌های کوچک و بزرگ در مدل 2PL 84
جدول 6-5- تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌های کوچک و بزرگ در مدل WW 85
جدول 6-6- تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌های کوچک و بزرگ در مدل WD 86
جدول 6-7- تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌ها با تعداد کم و زیاد داده‌های غیر مشترک در مدل 2PL 88
جدول 6-8- تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌ها با تعداد کم و زیاد داده‌های غیر مشترک در مدل WW 89
جدول 6-9- تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌ها با تعداد کم و زیاد داده‌های غیر مشترک در مدل WD 90
فهرست شکل‌ها
عنوان شکل صفحه
شکل 3-1- عملیات مدیر قفل و مدیر تراکنش 27
شکل 3-2- پروتکل 2PL و لحظه قفل 31
شکل 3-3- نمونه‌ای از نحوه رخ دادن بن‌بست 34
شکل 4-2- عملکرد اجزای شبکه پتری 41
شکل 4-4- مثال سیستم عابر بانک با گراف شبکه پتری 43
شکل 4-5- مثال تابع y=f(x) با گراف شبکه پتری 43
شکل 4-6- مثالی از نشانه‌گذاری یک مکان 43
شکل 4-7- مثالی برای یک گذار توانا و یک گذار غیر توانا 44
شکل 4-8- مثالی از اجرای یک شبکه پتری و نشانه‌گذاری اولیه آن 44
شکل 4-9- مثالی از اجرای یک شبکه پتری و M0 آن 45
شکل 4-10- مثالی از اجرای یک شبکه پتری و M1 آن 45
شکل 4-11- مثالی از اجرای یک شبکه پتری و M2 آن 45
شکل 4-12- مثالی از گراف شبکه پتری، قبل و بعد از فایر شدن 46
شکل 4-13- مثالی از گراف شبکه پتری، قبل و بعد از فایر شدن 46
شکل 4-14- یک شبکه پتری که دچار بن‌بست شده 46
شکل 4-15- انواع شبکه‌های پتری و نحوه‌ی نشانه‌گذاری آن‌ها 47
شکل 4-16- مدل‌سازی گره‌های تصمیم‌گیریِ فلوچارت با شبکه پتری 47
شکل 4-17- مدل‌سازی فلوچارت با شبکه پتری 48
شکل 4-18- شبکه پتری سلسله مراتبی 50
شکل 4-19- مدل‌سازی مسئله ممانعت دو جانبه با شبکه پتری 50
شکل 5-1- ماژول سطح بالا از مدل 2PL به صورت سلسله مراتبی، برای سه تراکنش 73
شکل 5-2- ماژول سطح بالا از مدل 2PL به صورت سلسله مراتبی، برای دو تراکنش 74
شکل 5-3- ماژول مربوط به تراکنش T1 از مدل 2PL به صورت سلسله مراتبی 74
شکل 5-4- ماژول سطح بالا از مدل‌های WW و WD به صورت سلسله مراتبی، برای سه تراکنش 75
شکل 5-5- ماژول مربوط به تراکنش T1 از مدل‌های WW و WD به صورت سلسله مراتبی، برای سه تراکنش 76
شکل 5-6- ماژول سطح بالا از مدل‌های WW و WD به صورت سلسله مراتبی، برای دو تراکنش 77
شکل 6-1- مقایسه تعداد گام‌های اجرای دو، سه، پنج، ده و پنجاه تراکنش در مدل‌های 2PL، WW و WD 82
شکل 6-2- مقایسه تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌های کوچک در مدل‌های 2PL، WW و WD 87
شکل 6-3- مقایسه تعداد گام‌های اجرای تراکنش‌های بزرگ در مدل‌های 2PL، WW و WD 87
تعداد مشاهده: 3472 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.docx
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 123
حجم فایل:2,524 کیلوبایت
گارانتی بازگشت وجه 
کد تخفیف خرید 
درگاه آنلاین پرداخت 
نماد اعتماد الکترونیکی 