tiểu luận cơ sở dữ liệu phân tán đề tàiphân mảnh dọc và hỗn hợp

Cơ sở dữ liệu phân tán
Đề tài:Phân mảnh dọc và hỗn
hợp

Trường Đại học Công nghiệp Thực
phẩm TP.HCM
Môn: CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO
GVHD: Nguyễn Văn Thịnh
Nhóm: 2

3/28/22

1


Thành viên

MSSV

Tên sinh viên

2001191021

Trần Phương Bình

2001190595

Nguyễn Duy Khang

2001190646

Nguyễn Trọng Liêm

2001190680

Lê Hoàng Nam

2001190317

Nguyễn Thành Tuấn

3/28/22

2


Khái quát về phân mảnh dữ liệu

Phân mảnh dọc

•
•

Định nghĩa,yêu cầu của phân mảnh dọc
Thông tin cần thiết của phân mảnh dọc

Nội Dung:
Phân mảnh hỗn hợp

Kết luận

3/28/22

3


 Phân mảnh (fragmentation) dữ liệu là việc chia các

quan hệ trong một cơ sở dữ liệu (CSDL) thành các
quan hệ nhỏ hơn hay còn gọi là các mảnh
(fragment).

Khái quát về phân mảnh dữ liệu

3/28/22

4


Khái quát về phân mảnh dữ liệu

 Vị trí của phân mảnh trong thiết kế
các hệ cơ sở dữ liệu phân tán

5

3/28/22


Khái quát về phân mảnh dữ liệu

3/28/22

 Các kiểu phân mảnh dữ liệu:
• Phân mảnh ngang
• Phân mảnh dọc
• Phân mảnh kiểu kết hợp
 Các thông tin yêu cầu cho phân mảnh:
• Thơng tin về cơ sở dữ liệu gồm tập các quan hệ, tập các phụ thuộc.
• Thơng tin về các ứng dụng gồm các câu truy vấn trên các quan hệ.

6


 Lý do phân mảnh dữ liệu:
• Xuất phát từ đặc điểm của CSDL tập trung, cách thức truy cập vào các
CSDL tập trung. Đặc điểm và yêu cầu của ứng dụng truy vấn.

•
Khái quát về phân
mảnh dữ liệu

Tăng mức độ hoạt động đồng thời và tăng lưu lượng hoạt động của hệ thống.

 Một số hạn chế:
• Tăng chi phí truy xuất dữ liệu đến các mảnh và tăng chi phí kết nối các
mảnh.

•

Việc kiểm sốt ngữ nghĩa, bảo đảm tính độc lập dữ liệu, tồn vẹn dữ liệu sẽ

gặp khó khăn hơn.

3/28/22

7


3/28/22

 Định nghĩa phân mảnh dọc:

Phân mảnh dọc
8

Phân mảnh dọc là sự phân chia tập thuộc tính của một
quan hệ tồn cục thành tập thuộc tính con, các mảnh
dọc có được bằng cách chiếu quan hệ toàn cục trên
mỗi tập thuộc tính con.



Có hai kiểu phân mảnh dọc :
Phân mảnh dọc dư thừa và
phân mảnh dọc không dư thừa.


Ví dụ 2 : Xét quan hệ tồn cục nhân viên (EMP) mô tả mã nhân viên (MANV), tên nhân viên (TENNV), lương (LUONG), thuế thu nhập (THUE), nhà quản lý
(NQL) và phòng ban họ làm việc (PHONGBAN) như sau :

EMP(MANV, TENNV, LUONG, THUE, NQL, PHONGBAN)

Quan hệ toàn cục này được phân mảnh dọc dư thừa (thuộc tính TENNV ) như sau :
EMP1 = Π MANV, TENNV, NQL, PHONGBAN (EMP)
EMP2 = Π MANV, TENNV ,LUONG, THUE (EMP)


Phân mảnh dọc không dư thừa (non-redundant fragmentation):
Phân mảnh dọc không dư thừa là các phân mảnh dọc không chứa
thuộc tính chung khơng khóa nào cả.


Ví dụ 3 : Quan hệ tồn cục :
EMP(MANV, TENNV, LUONG, THUE, NQL, PHONGBAN)
Quan hệ toàn cục này được phân mảnh dọc khơng dư thừa (thuộc tính ) như sau :
EMP1 = Π MANV, TENNV, NQL, PHONGBAN (EMP)
EMP2 = Π MANV, LUONG, THUE (EMP)
Phân mảnh này phản ánh lương và thuế của các nhân viên được quan lý riêng. Việc tái
thiết lại quan hệ EMP có thể nhận được từ :
EMP = EMP1 JNN EMP2 (với JNN là phép kết nối tự nhiên hai quan hệ).
Vì MANV là khóa của quan hệ EMP. Nói chung, việc chứa khóa của quan hệ toàn
cục vào mỗi mảnh là cách tốt nhất để bảo đảm cho tính tái thiết.
Từ đó chúng ta thấy sự phân mảnh cũng thỏa tính đầy đủ và tính tách biệt.


Phân mảnh dọc
;



Yêu cầu của phân mảnh dọc:

Giả sử ta có quan hệ R

Ω = { a1, a 2,..., a m}

Tập các thuộc tính của quan hệ R:

F

Tập các mảnh của mảnh của R:

R

= { R1, R 2,..., R n}

K là khóa của quan hệ R

•

Tính đầy đủ:bất kì thuộc tính nào trong quan hệ R đều có thể tìm thấy trong mỗi mảnh con.

∀ a ∈ Ω ,∃ k | a ∈ R , k
k

•

= 1.n; R k∈ F k

Tính khơi phục lại:

∀ | R ∈F

i

i

R

⇒ R = R 1 >< R 2 ><... >< R n

Với ►< là phép toán nửa kết (Semi Join)

3/28/22

14


Phân mảnh dọc
•
Với

Tính tách biệt:

là tập thuộc tính khóa của

D∈Ω

3/28/22

∀ ∀ ,k ≠ j |( R
k

j

k

∪Rj

R và R
k

)

( D) = ∅

j

15


Thơng tin cần thiết của phân mảnh dọc
•

Ma trận giá trị sử dụng thuộc tính:

Xét:

Q={q1,q2,..,qq} :tập các câu truy vấn
R(A1,A2,…,An):quan hệ tồn cục

(

:Ma trận thuộc tính sử dụng.Với i=1,…,q và j= 1,…,n

A= use( q i, A j )

3/28/22

)

qxn

Nhóm 2

16


Thơng tin cần thiết của phân mảnh dọc
Ví dụ 4: Xét 4 câu truy vấn sau đối với quan hệ BRANCH



q1: Tìm vốn của chi nhánh theo mã chi nhánh

SELECT

VON

FROM

BRANCH

WHERE

MACN=Value



q2: Tìm tên chi nhánh và vốn của tất cả các chi nhánh

SELECT

TENCN, VON

FROM

BRANCH



q3: Tìm tên chi nhánh theo tên địa điểm

SELECT

TENCN

FROM

BRANCH

WHERE
DDIEM=Value


q4: Tìm tổng vốn của các chi nhánh tại mỗi thành phố
SELECT

SUM(VON)

FROM

BRANCH

WHERE

DDIEM=Value

3/28/22

 

17


Thông tin cần thiết của phân mảnh dọc

Ma trận giá trị sử dụng thuộc tính:
 

A=
3/28/22

A1

A2

A3

A4

q1 1

q2 0

q3  0

q4  0

0

1

1

1

1

0

0

1

0

0
1

1
18


Thông tin cần thiết của phân mảnh dọc
 Ma trận lực hút :
Với:

aff ( Ai , A j ) =
Trong đó:

(

AA = aff ( Ai, A j )

∑

)

nxn

∑ ref (q )acc (q )

:[(các

usethuộc
( qktính
, Ai(A) ∧
( qmỗi
A j dụng
) ]của
=1q∀k Stạil vị trí Sl.
ref(qk) :số truy xuấtkđến
i,Ause
j) cho
k ,ứng

l

k

l

k

acc(qk) :số đo tần số truy xuất ứng dụng.

3/28/22

19


Thơng tin cần thiết của phân mảnh dọc
 Ví dụ 5:
Giả sử ref(qk)=1 cho tất cả qk và Sl. Số đo tần số truy xuất ứng dụng giả thiết

như sau:
acc1(q1)=12

acc2(q1)=15

acc3(q1)=8

acc1(q2)=5

acc2(q2)=0

acc3(q2)=0

acc1(q3)=25

acc2(q3)=20

acc3(q3)=25

acc1(q4)=2

acc2(q4)=0

acc3(q4)=0

Tính số đo ái lực giữa các thuộc tính A1 và A3 ứng dụng duy nhất truy xuất đến
cả hai thuộc tính này là q1 nên ta có:

l

3

aff ( A1 , A3 ) = ∑∑ acc1 (qk ) = acc1 (q1 ) +acc2 (q1 ) + acc3 (q1 ) = 35
k =1 l =1

3/28/22

20


Thơng tin cần thiết của phân mảnh dọc
Ta có được ma trận lực hút thuộc tính như sau:

A1

A2

A3

A4

AA = A1 35 0 35 0 


A2 0 75 5 70


A3 35 5 42 2 



A4  0 70 2 72 
3/28/22

21


Phân mảnh hỗn hợp
Trong thực tế, hầu hết các trường hợp phân mảnh ngang hay phân mảnh dọc đơn giản của CSDL không thoả mãn yêu cầu người sử dụng. Thường CSDL được phân mảnh dọc sau
đó phân mảnh ngang, tạo ra sự phân chia theo cấu trúc cây (hình dưới). Chiến lược phân mảnh này gọi là phân đoạn lai, hay phân mảnh trộn, hay phân mảnh lồng.

R
H

H

R1

R11

R

R12

R21

Phân đoạn hỗn hợp

R22

R23

Trong ví dụ (hình trên), nó được phân hoạch thành 2 mảnh dọc. Như vậy, kết quả
phân hoạch quan hệ PROJ là một tập mảnh ngang, trong đó mỗi một mảnh lại
được tiếp tục phân chia thành 2 mảnh dọc.

R11

R12

R21

R22

R23

Tái xây dựng phân đoạn hỗn hợp