Bài 4 Phân mảnh dọc cơ sở dữ liệu phân tán-TS.Phạm Thế Quế

CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN
THIẾT KẾ
CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN
Phân mảnh dọc
Ts. Phạm Thế Quế
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Phân mảnh dọc
2
Định nghĩa
          
, 
 !"# $
Mục đích
"% &'"()
*+,+$)-./
0+)1+-+,+2+
3+45'6(7+1
Tối ưu ?
8/0'"'09
(7:+/(1+-
+,+;<.($
Ma trận giá trị sử dụng thuộc tính

=>>?>@",

ABCD+,+

8+E5,+(E+F0G
>B=H=>I@@J
3
H=>I@B

1 Nếu qi tham chiếu đến thuộc tính Aj
0 Ngược lại

B!"IB
B|Ω|!"B|A|
Ma trận giá trị sử dụng thuộc tính
4
A =
A1 A2 ….
.
An
q1 Use(q1,A
1)
Use(q1,A2
)
Use(q1,An
)
q2 Use(q2,A
1)
Use(q2,A2
)
Use(q2,An
)
…. ? ? ? ?
qm Use(qm,A
1)
Use(qm,A
2)
Use(qm,A

n)
Ví dụ ma trận giá trị sử dụng thuộc tính
AGKL=2K2>8MNOPQMRSKT@
Tập các ứng dụngG
GU -#VWX-
YMSMTRNOPQMRZK8KL[\MM2KB]'H
GR.!"# ^-
YMSMTR2>8MNOPQMRZK8KL
_GR`.-#VW"/
YMSMTR2>8MZK8KL[\MMSKTB]'H
aGRb+# -;"/
YMSMTRYO8=NOPQMR@ZK8KL[\MMSKTB]'H
5
Ví dụ ma trận giá trị sử dụng thuộc tính

G YMSMTR>_ZK8KL[\MM>B]'H
GYMSMTR>>_ZK8KL
_G YMSMTR>ZK8KL[\MM>aB]'H
aG YMSMTRYO8=>_@ZK8KL[\MM>aB]'H
6
U6G>B2K>B2>8M>_BNOPQMR>aBSKT
A =
Ma trận lực hút AA(Attribute Affinity Matrix)

=>>?>@",

ABCD+,+

N+c/+,+.HGYBCYY?YD


U($>>B=dd=>>I@@J 8'-e
7
Trong đóG

Hd'=#@'"c/<^ #.=>>I@;!EY'

'=#@'"c/<^ #;!EY'
∑ ∑
=∧ ∀
=
1]),((),(([:
)()(),(
jkik l
AquseAqusek S
klklji
qaccqrefAAaff
Ma trận lực hút AA(Attribute Affinity Matrix)
8
A1 A2 …
.
An
A1 aff(A1,A1) aff(A1,A2) aff(A1,An)
A2 aff(A2,A1) aff(A2,A2) aff(A2,An)
…. ? ? ? ?
An
aff(An,A1) aff(An,A2) aff(An,An)
AA =
Ví dụ ma trận lực hút AA

Q5Hd'=#@B^#!"Y'


Q5c/+,+.YH'"G
9
Site1 Site2 Site3
=@Bfg=@Bh_=@Bh

=@Bfg=@Bh_=@Bh
=_@Bf=_@Bf_=_@Bf

=a@B_=a@Bh_=a@Bh
Ví dụ ma trận lực hút AA
10
45)()()()(),(
1312
1
3
1
11131
=++==
∑∑
= =
qaccqaccqaccqaccAAaff
l
k l
k
Site1 Site2 Site3
=@Bfg=@Bh
_=@Bh
=@Bfg=@Bh
_=@Bh

=_@Bf=_@Bf
_=_@Bf
=a@B_=a@Bh
_=a@Bh
A = AA =
Ví dụ ma trận lực hút AA
11
AA =
Thuật toán tụ nhóm
12

Tc/=V@>x!">y(E+F0G
z x z y
1
( , ) aff(A ,A )aff(A ,A )
n
x y
z
bond A A
=
=
∑

Y/(($++$ >k#(i!">i!">j
)],(),(),([2),,(
j
A
i
Abond
j

A
k
Abond
k
A
i
Abond
j
A
k
A
i
Acont
−+=
>k>i>jj>i>k>jj>i>j>k

k(c/+l(09'"b+
 c5m+"+ ]`
>>(/4+$)-0&+-H"+
Thuật toán tụ nhóm
13
bond(A1, A4) = aff(A1,A1)*aff(A1,A4)+
aff(A2,A1)*aff(A2,A4)+
aff(A3,A1)*aff(A3,A4)+
aff(A4,A1)*aff(A4,A4)
bond(A1, A4) = 135
bond(A4, A2) = 11865
bond(A1, A2) = 225
=>>a>@ B nV=> >a@ o V=>a>@p
V=>>@q

cont(A1, A4, A2) =2* 135 + 2* 11865 – 2* 225 = 23550
Thuật toán tụ nhómBEA (Bond Energy Algorithm)
14
2$ ",Vr+!E
"+!" >>/(^s
cont() '"'t^UWu'",^sT>
=T'H>dd<@R+7_V0tG

Bước 1Gki!" >>!"v+T>

Bước 2GQ5$(X(09(i!"T>S^<'c'09
+=g@w'; >>(i!"=o@ 
T>/(>8;!E($'"'t^

Bước 3GYx-"+H-
Thuật toán tụ nhóm BEA (Bond Energy Algorithm)
15
Ví dụ
16
T:!">>!"T>
(1) CA(*,1)←AA(*,1)
(2) CA(*,2)←AA(*,2)
AA =CA =
Ví dụ
17
index=3
While index ≤ n do
index ≤4 {thỏa mãn}
For i from 1 to index – 1 by 1 do
Tính cont(Ai-1,Aindex,Ai)

i=1 thứ tự ( 0-3-1): cont(A0,A3,A1) = 8820
i=2 thứ tự (1-3-2): cont(A1,A3,A2) = 10150
End – for
Điều kiện biên, thứ tự (2-3-4): cont(A2,A3,A4)= 1780
loc =2 thứ tự (1-3-2) có cont =10150 lớn nhất
For j from index to Loc by – 1 do {xáo trộn hai ma trận}
CA(*, j) := AA(*,j-1)
Ví dụ
18
AA =
CA =
Đặt A3 giữa A1 và
A2
19
index=4
While index ≤ n do
index ≤4 {thỏa mãn}
For i from 1 to index – 1 by 1 do
Tính cont(Ai-1,Aindex,Ai)
i=1 thứ tự (0-4-1): cont(A0,A4,A1) = 270
i=2 thứ tự (1-4-2): cont(A1,A4,A3) = - 5208
i=3 thứ tự (2-4-3): cont(A3,A4,A2) = 23698
End – for
Điều kiện biên, thứ tự (3-4-5): cont(A2,A4,A0)= 23730
loc =4 thứ tự (1-3-2) có cont =10150 lớn nhất
20
AA =
CA =
Đặt A4 bên phải A2
21

CA = CA =
Thuật toán phân mảnh dọc
22

k(c/+l(09'"b+ 
c5m+"+ ]`>>(/
4+$)-0&+-H"+

R+V0t#y+!"(09(i!"!Ev
+T>!`>$)(iyV.i >

2W>j'"+T>#)
($++$#(i>k!"V. >j#($
V=>0, >k@BV=>0, >j@Bh

2W>j'"(X(09(i+
T>!"(+#)($++$#(i>k!"
V. >jU($V=>j, >k+1@BV=>k, >k+1@
Bh
Thuật toán phân mảnh dọc
23
z:,'-T>

R> B C>> ?>  D y +$   ^ + '"  ({
=R@

N>BC>o>o?>Dy+$^^+'"
(<=N@
Tập đáy
BA

Tập đỉnh
TA
Thuật toán phân mảnh dọc
24
Ký hiệu Ý nghĩa
ABC?D R+,+
>A=@BC>I|H=>I@B
D
R(09<4^
Vy+,+
RABC|>A=@⊆ TA}
R  + ,+ { < 4^
.R>
NABC|>A=@⊆ BA}
R  + ,+ { < 4^
.N>
KABApCRA∪ ΒΘ}
R  + ,+ < 4^ .
N>!"R>
Thuật toán phân mảnh dọc
25
Ký hiệu Ý nghĩa
Rb+<4^ ^+
,+.^!E
Rb+/<(W
Vy+,+{<R>
Rb+/<(W
Vy+,+{<N>
Rb+/<(W
Vy+,+<R>!"N>

( ). ( )
j i j i
qi TQ Sj
CTQ ref q acc q
∈ ∀
=
∑ ∑
( ). ( )
j i j i
qi BQ Sj
CBQ ref q acc q
∈ ∀
=
∑ ∑
( ). ( )
j i j i
qi OQ Sj
COQ ref q acc q
∈ ∀
=
∑ ∑
∑∑
Ω∈ ∀
=
i j
q S
ijij
qaccqrefCQ )()(