Реферат: Объектно-ориентированная СУБД (прототип)

Различные пользовательские транзакции могут вызвать один и тот же метод, и одновременно будут выполняться несколько копий одной и той же операции.

В работе [19] утверждается, что расписание Sch для T на специальном объекте является корректным объектно-ориентированным расписанием, если:

1.   Расписание состоит только из шагов операций, порожденных воздействием T, и каждый из этих шагов выполняется точно раз в Sch.

2.   В расписании сохраняется отношение порядка выполнения шагов операций для всех транзакций.

3.   Если порожденная от T транзакция имеет две операции над одним объектом, находящиеся в методе на одном уровне вложенности, то времена выполнения этих операций не пересекаются; все вызванные подоперации одной операции завершаются до начала выполнения другой операции. Очередность выполнения задается системой управления транзакциями.

Таким образом, корректное объектно-ориентированное расписание гарантирует, что спецификации точек разрыва для операций будут соблюдаться должным образом, т.е. другие кооперативные (взаимодействующие) операции не могут видеть никаких промежуточных результатов, кроме описанных спецификацией точки разрыва.

Этот критерий корректности заменяет собой критерий сериализуемости в ООБД.

Эквивалентность расписаний

Для определения эквивалентности расписаний: вводится следующее правило: если результат одной операции получается на основе результата другой операции, то в любом корректном расписании порядок следования конфликтующих операций одинаков. Если конфликта нет, то допустимым является любой порядок следования операций. Если при этом получаются разные результаты, то каждый из них, тем не менее, является пра­виль­ным. Этот парадокс можно проиллюстрировать на следующем примере:

Положим, имеются две операции: увеличить сумму на счете вдвое и увеличить сумму на счете на 10%. Очевидно, что результат будет разным в зависимости от порядка следования операций. Но, поскольку операции независимы, в любом случае он считается правильным.

Влияние наличия позднего связывания на  составление расписания операций в ООБД

Если объекты, которые доступны различным транзакциям, заранее известны, задача механизма согласованного управления относительно проста. Априорная инфор­мация облегчает статичное определение конфликтующих операций; следовательно, стра­тегия управления чередованием операций может быть сформулирована. Однако, позд­нее связывание (late binding), характерная черта объектно-ориентированных систем, приводит к трудности предварительного определения объектов доступа. При отсутствии такого знания, одним из выходов является блокировка некоторых транзакций до тех пор, пока вид объектов доступа не станет известен. Однако, для продолжительных (long-duration) транзакций (например, запись звука в мультимедийной БД) , такая блокировка может привести к слишком большому времени ожидания.

Протокол использует оптимистический подход, при котором априорные знания недоступны. Когда протокол использует оптимистичный подход, некорректное выпол­нение обнаруживается только когда все объекты доступа известны. При обнаружении некорректного чередования, для одной или более транзакций (операций) должен быть произведен обрыв (aborted) или откат (rolled back) к моменту перед некорректным выполнением. Это хорошо зарекомендовавший себя подход, но для продолжительных транзакций откат или обрыв приведет к значительной потери системных ресурсов, которые были использованы и времени, потраченного на бесполезные вычисления.

Одним из методов решения этой проблемы состоит в том, чтобы ограничить сумму откатов. Для этого используется идея точек проверки, ограничивающих глубину отката. Если происходит событие приводящее к обрыву или откату, эффект, произведенный действиями за точкой проверки должен быть отменен. Это минимизирует потери ресур­сов и в то же время сокращает продолжительные ожидания.

Спецификация точки проверки

Идея точки проверки используется для минимизации глубины отката в случае обрыва транзакций. Эти точки могут быть описаны пользователем. Точки проверки свя­заны с операциями на объектах и могут быть описаны как шаг операции. Нет необ­хо­димости иметь спецификацию точки проверки для каждого объекта в системе. Одна­ко пользователь может описать точки проверки в некоторых операциях на некоторых объ­ектах, так, что каждая точка представляет логическую единицу работы. Идея уста­новки точек проверки предоставляет базе данных возможность определять, находится ли она в согласованном состоянии. Точка проверки служит как механизмом синхро­низации, так и заботой о связности базы данных. Любая пользовательская транзакция может иметь зависимость от результатов других транзакций. Таким образом, точка проверки в транзакции имеет значение только если все другие активные операции также согласны с тем, что состояние базы данных в этой точке является непротиворечивым состоянием (consistent state). При этом точка проверки действует как точка встречи, в которой все активные транзакции системы фиксируют (commit) свою, возможно, частично сделан­ную, до этой точки работу.

Приложение базы данных предполагает значительную известность относительно семантики операций в базе данных. Семантика знаний может быть использована для установки точек проверки в транзакциях в точках, которые соответствуют логическому завершению некоторой части работы. В традиционных базах данных с быстро выпол­няющимися транзакциями сама транзакция является логической единицей работы. Однако в крупных приложениях нельзя трактовать транзакцию целиком как логическую единицу работы. В этом и состоит полезность идеи точек проверки.

Состояние пользовательских транзакций на объектах

Каждый объект O в системе хранит состояние каждой пользовательской транзакции в системе. Состояние пользовательской транзакции (т.е. операции на DBIO) может принимать одно из следующих значений:

Никогда не активировалась (Never Activated)
Любая пользовательская транзакция, которая не воздействовала на O прямо или косвенно, находится в этом состоянии на O. Это эквивалентно тому, что не имеется никакой информации о пользовательской транзакции в O.

Завершена (Completed)
Пользовательская транзакция находится в состоянии Завершена на O, если операция вызванная ей на O закончила выполнение всех своих шагов.

Находится в точке проверки (Chekpoint)
Пользовательская транзакция не произвела никаких действий с тех пор, как оказалась в точке проверки.

Задержана для проверки (BlockedForCheckPoint)
Пользовательская транзакция ожидает выполнения условий, которые будут удовлетворять переводу ее в Точку проверки.

Выполняется (Executing)
Пользовательская транзакция выполняется на O, если операция op(O), вызванная этой транзакцией выполняется.

Рис 4: Диаграмма переходов транзакции из состояния в состояние

Таблица 4: Пример изменения состояния транзакции при ее выполнении

Действия	Новое состояние транзакции
	Никогда не активировалась
Объект O получил запрос на выполнение op(O) впервые для транзакции Tr(op(O)) и op(O) начинает выполняться	Выполняется
Операция транзакции достигла описанной для нее точки проверки,  все остальные активные операции на O "никогда не активировались" в точке проверки	Находится в точке проверки
Операция транзакции достигла описанной для нее точки проверки, но активные операции не находятся в своих точках проверки	Блокирована для точки провер­ки
Tr(op(O)) закончила все свои шаги	Завершена

Таким образом, если объект имеет точки проверки, описанные для своих операций, то операции встречаются (рандеву) в точке проверки. Если операции в точке проверки произведены успешно, то в будущем нет необходимости любой операции откатываться (rollback) за точку проверки.

Шаги протокола согласованного управления

1.   Операция запрошена (requested)

2.   Операция вызывает другую операцию

3.   Вызванная операция возвращается

4.   Операция завершена

5.   Точка разрыва (breakpoint) достигнута

6.   Точка проверки (checkpoint) достигнута

7.   В точке проверки получено сообщение

Детально алгоритм выполнения шагов описан в [19].

4. Представление данных в ООБД

4.1 Базовые объекты системы

Системе известны следующие базовые объекты: ROOT, FAIL, NULL, SAME, ATOMIC, INT, STR, DATIME, BIO, AGG, SET, SEQ.

1.   ROOT – корень – предок всех объектов. Данных не имеет.

2.   FAIL, копия ROOT – возвращается, если при воздействии произошла ошибка.

3.   NULL, копия ROOT – объект-заменитель при отсутствующем значении. Эта проблема возникла недавно, но в теории реляционных баз данных пока не нашла приемлемого решения. Суть проблемы заключается в том, что при вводе данных, некоторые из них могут отсутствовать (например, не известен год рождения), поэтому нельзя сказать, чему они в точности равны. В некоторых случаях нуль может являться значением, для этого и вводится специальное обозначение (NULL).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14