DBVS realizavimas Pagrindiniai DBVS komponentai Duomenų saugojimas diske Paruošė J.Skučas

Transkriptas

1 DBVS realizavimas Pagrindiniai DBVS komponentai Duomenų saugojimas diske Paruošė J.Skučas

2 Seminaro tikslai Trumpai apžvelgti pagrindinius DBVS komponentus Detaliai nagrinėjami optimalaus duomenų dėstymo diske principai ir algoritmai. Seminaras skirtas besidomintiems vidine DBVS architektūra ir funkcionavimo principais. Klausytojai turi žinoti DBVS pagrindines sąvokas, SQL ir DDL Paruošė J.Skučas 2

3 UDBVS komponentai Pranešimo eiga Pagrindiniai DBVS komponentai Komponentų sąveika Duomenų dėstymas diske: Atminties rūšys, diskinė atmintis Efektyvus diskinės atminties naudojimas Duomenų apsaugos metodai Paruošė J.Skučas 3

4 Pagrindiniai DBVS komponentai Užklausų vykdytojas: SQL kompiliatorius Vykdymo variklis Indeksų, failų, įrašų tvarkytoja Duomenų saugyklos tvarkytojas: Buferių tvarkytojas Disko tvarkytojas Transakcijų tvarkytojas: sesijos ir transakcijos žurnalai ir atstatymas konkurencijos valdymas Užklausų vykdytojas Duomenų saugyklos tvarkytojas Duomenys Transakcijų tvarkytojas Paruošė J.Skučas 4

5 Užklausa DBVS komponentų sąveika SQL kompiliatorius Užklausos planas Transakcijų tvarkytojas Vykdymo variklis Reikalavimai indeksams, failams ir įrašams Indeksų/failų/įrašų tvarkytojas Puslapių komandos Buferių tvarkytojas Puslapių (į/iš)vedimas Disko tvarkytojas Buferiai Duomenys Užraktų lentelė Paruošė J.Skučas 5

6 Atminties tipų hierarchija didėjimo kryptys Tertiary Storage Virtual Memory, File System Disk RAM CPU Registry Main Memory Cache Greitis Talpa Vieneto kaina Paruošė J.Skučas 6

7 Disko architektūra ra Pagrindiniai terminai: Platter, track, gap, block Head assembly, cylinder Disk controller Pagrindinės charakteristikos: Rotation speed of Assembly Number of Platters per Unit Number of tracks per Surface Number of Bytes per Track Paruošė J.Skučas 7

8 Įvedimo / išvedimo operacijų trukmė Kontrolerio instrukcijų vykdymo laikas: Paprastai labai mažas, milisekundžių dalys. Paprastai ignoruojamas. Cilindro paieška(seek time): Pakankamai didelis. Pajudėti per vieną takelį reikia 1-2 milisekundžių. Pajudėti per visą diską milisekundžių. Sektoriaus cilindre paieška (rotational latency): Dabartiniai diskai apsisuka maždaug kartą per 10 milisekundžių. Sektoriaus skaitymo greitis (transfer time): Dabartiniai diskai apsisuka maždaug kartą per 10 milisekundžių baitų takelyje. Taigi 10 MB/s. Paruošė J.Skučas 8

9 Rūšiavimas diskinėje atmintyje Paprastas Merge-Sort Atskirų segmentų rūšiavimas O(nlogn) Segmentų suliejimas O(n) Two-Phase Phase, Multiway Merge-Sort Sort: Pirma fazė: Nuskaitomas maksimalus įrašų skaičius į pagrindinę atmintį. Rūšiavimas pagrindinėje atmintyje. Surūšiuotas posekis talpinamas į naują vietą diskinėje atmintyje. Antra fazė: Visų posekių pirmas blokas nuskaitomas į atmintį. Blokai suliejami. Naujas blokas įrašomas į diską. Sekantis blokas nuskaitomas pirmam paibaigus. Paruošė J.Skučas 9

10 Disko įvedimo/išvedimo operacijų optimizavimas Duomenų apjungimas į cilindrus ir takelius Keleto diskų panaudojimas Diskų veidrodinis atspindys Išankstinis skaitymas/rašymas (read-ahead, prefetching) Lifto (elevator) algoritmas Paruošė J.Skučas 10

11 Diskų gedimai Nenuolatinės (intermittent) sektoriaus klaidos. Nuolatinėe (permanent) sektoriaus klaidos. Viso disko lūžis (disk crash) Paruošė J.Skučas 11

12 Apsauga nuo duomenų praradimo: kontrolinės s sumos Parity check Stable storage RAID Paruošė J.Skučas 12

13 RAID lygiai 1 lygio RAID (mirroring): Duomenys Papildoma kontrolė 4 lygio RAID: 5 lygio RAID: Paruošė J.Skučas 13

14 Kito seminaro tema Fiksuoto ir kintamo ilgio duomenų tipų realizavimas BLOB realizavimas Duomenų struktūros įrašams ir blokams Paruošė J.Skučas 14