ارزیابی الگوریتم‌های کنترل همروندی در مدیریت پایگاه داده‌ها

عنوان : ارزیابی برخی الگوریتم‌های کنترل همروندی در سیستم مدیریت پایگاه داده‌ها، از طریق مدل‌سازی با پتری رنگی

تعداد صفحه : 123

ساختار پایان‌نامه

این پایان‌نامه به فرم زیر سازماندهی شده است.

در فصل دوم پیشینه‌ی تحقیق و مطالب مرتبط آورده شده است. در این فصل یک مرور کلی بر کلیات مطلب، اهداف، پیشینه‌ی تحقیق و سایر کارهای انجام شده در این زمینه خواهیم داشت. در پیشینه تحقیق، می‌پردازیم به این که تا کنون چه الگوریتم‌هایی ارائه شده، ارزیابی از طریق چه روش‌هایی صورت گرفته است و مانند آن‌ها. همچنین تعدادی از پارامترها و معیارهای ارزیابی الگوریتم‌های کنترل همروندی را بررسی خواهیم نمود. علاوه بر آن بعضی روش‌های پیاده‌سازی و شبیه‌سازی‌ موجود مانند پیاده‌سازی در مقیاس کوچک، شبیه‌سازی از طریق مدل مارکف، شبیه‌سازی از طریق شبکه‌های پتری و مانند آن‌ها را بررسی می‌کنیم و به مزایا و معایب آن‌ها اشاره‌ای خواهیم داشت. همچنین روش تجزیه و تحلیل از طریق صف نیز بطور مختصر مورد بررسی قرار می‌گیرد.

در فصل سوم انواع الگوریتم‌های کنترل همروندی پایه‌ای موجود را بررسی خواهیم کرد. در این میان تعدادی از الگوریتم‌های کنترل همروندی مانند پروتکل قفل 2PL که احتمال بن‌بست در آن وجود دارد و تکنیک‌های WW و WD که تکنیک‌های پیش‌گیری از بن‌بست هستند را مورد مطالعه قرار می‌دهیم. مزایا و معایب هر یک از این الگوریتم‌های کنترل همروندی پایه‌ای را نیز تا حدودی بررسی خواهیم نمود.

در فصل چهارم نیز به بررسی شبکه‌های پتری، مخصوصاً شبکه‌های پتری رنگی که یکی از ابزارهای بسیار مفید برای شبیه‌سازی الگوریتم‌های کنترل همروندی هستند، پرداخته می‌شود.

در فصل پنجم نحوه‌ی مدل‌سازی الگوریتم‌های مورد نظر با استفاده از شبکه‎های پتری بیان شده است؛ که شامل تعریف مجموعه‌های رنگ، نشانه‌گذاری‌های اولیه، متغیرهای موجود در مدل، شرح عملکرد توابع مدل و تعیین اولویت برای فایر شدن گذار مورد نظر از بین گذارهای فعال می‌باشد.

در فصل ششم که همان بخش پایانی است مدل‌ها بر اساس پارامترهای متفاوت بررسی و با هم مقایسه شده‌اند. آزمایش‌های مورد نیاز صورت گرفته و هرکدام چندین بار تکرار گردیده‌اند. نتایج میانگین‌گیری شده و نمودارهای لازم جهت مقایسه ترسیم شده‌اند. در نهایت نیز نتیجه‌گیری کلی از مباحث بیان شده مشاهده می‌شود و پیشنهاداتی برای کارهای آینده ارائه خواهد شد.

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه

1-2- ساختار پایان‌نامه

فصل دوم: پیشینه‌ی تحقیق

مقدمه.

2-1- اهمیت الگوریتم‌های کنترل همروندی پایگاه داده‌ها

2-2- برخی از انواع پایگاه داده‌ها

2-3- انواع روش‌های پیاده‌سازی و مدل‌سازی الگوریتم‌های کنترل همروندی

2-3-1- پیاده‌سازی در مقیاس کوچک

2-3-2- مدل‌سازی و شبیه‌سازی توسط مدل مارکف

2-3-3- مدل‌سازی و شبیه‌سازی توسط شبکه‌های پتری

2-4- پارامترهای ارزیابی

2-4-1- پارامترهای منابع سیستم

2-4-2- پارامترهای حجم کاری

2-5- پارامترها و آزمایش‌های انجام شده

2-6- برخی از مزایا و معایب روش‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی

2-7- لزوم انجام تحقیق

فصل سوم: تکنیک‌های کنترل همروندی

مقدمه

3-1- تکنیک‌های کنترل همروندی و انواع آن‌ها

3-2- تکنیک‌های قفل‌گذاری و انواع آن‌ها

3-2-1- تعریف قفل

3-2-2- اندازه‌های واحد قفل‌شدنی

3-2-3- ساختار قفل

3-2-4- مثالی برای لزوم قفل‌گذاری

3-2-5- مدیر قفل و مراحل انجام شده برای قفل‌گذاری

3-2-6- نحوه در اختیار قرار دادن قفل توسط مدیر قفل

3-2-7- قفل چند اسلوبی

3-2-7-1- ماتریس همایندی یا سازگاری قفل‌های چند اسلوبی

3-2-7-2- پروتکل قفل چند اسلوبی برای یک تراکنش

3-2-7-3- تغییر قفل

3-2-7-4- قفل چند اسلوبی و توالی‌پذیری

3-2-7-5- خصوصیات قفل چند اسلوبی

3-2-8- تکنیک قفل‌گذاری دو مرحله‌ای مبنایی

3-2-8-1- مشکلات تداخل کنترل نشده

3-2-8-2- خصوصیات و مشکلات 2PL مبنایی

3-2-8-3- تغییر قفل در پروتکل 2PL

3-2-8-4- تأثیرعملیات درج در کنترل همروندی

3-2-8-5- تأثیرعملیات حذف در کنترل همروندی

3-3- بن‌بست

3-3-1- راه حل‌های مشکل بن‌بست

3-3-2- تکنیک‌های زمان‌مهر

3-3-2-1- الگوریتم WD

3-3-2-2- الگوریتم WW

3-3-2-3- خصوصیات الگوریتم WD و WW

فصل چهارم: شبکه‌های پتری

مقدمه.

4-1- مختصری در مورد شبکه‌های پتری

4-2- تفاوت UML و پتری

4-3- تاریخچه شبکه‌های پتری

4-4- ویژگی‌های شبکه‌های پتری

4-5- اجزای شبکه‌ی پتری

4-5-1- تعریف اجزای شبکه‌ی پتری

4-5-2- وظایف اجزای شبکه‌ی پتری

4-6- تعریف چهارگانه شبکه‌های پتری

4-7- گراف شبکه پتری

4-8- چند مثال از گراف شبکه پتری

4-9- رفتار شبکه‌های پتری

4-10- گذار توانا 44

4-11- مثالی از اجرای یک شبکه پتری

4-12- قوانین مربوط به فایر شدن گذار، در شبکه پتری

4-13- شبکه‌های پتری به بن‌بست رسیده، زنده و غیر زنده

4-14- انواع شبکه‌های پتری و نحوه‌ی نشانه‌گذاری آن‌ها

4-15- فلوچارت‌ها و شبکه‌های پتری

4-16- انواع پتری

4-16-1- شبکه پتری رنگی

4-16-2- شبکه پتری زمانی

4-16-3- شبکه پتری سلسله مراتبی

فصل پنجم: نحوه‌ی مدل‌سازی مکانیزم‌های 2PL، WW و WD با پتری رنگی

مقدمه

5-1- مختصری در مورد مدل‌سازی مکانیزم‌های 2PL، WW و WD

5-1-1- مدل 2PL

5-1-2- مدل‌های WW و WD

5-2- مجموعه‌های رنگی

5-2-1- مجموعه‌های رنگ در مدل 2PL

5-2-2- مجموعه‌های رنگ در مدل‌های WW و WD

5-2-3- توضیحات مجموعه‌های رنگ

5-3- نشانه‌گذاری اولیه

5-3-1- نشانه‌گذاری اولیه در مدل 2PL

5-3-2- نشانه‌گذاری اولیه در مدل‌های WW و WD

5-3-3- توضیحات نشانه‌گذاری اولیه

5-4- متغیرها

5-4-1- متغیرهای مدل 2PL

5-4-2- متغیرهای مدل‌های WW و WD

5-5- شرح توابع مدل و عملکردهای آن‌ها

5-5-1- شرح توابع مشترک بین مدل‌های 2PL، WW و WD

5-5-2- شرح توابع مدل 2PL

5-5-3- شرح توابع مدل‌های WW و WD

5-6- اولویت‌های معین شده برای تعیین فایر شدن گذار مورد نظر از بین گذارهای فعال

5-7- نحوه‌ی مدل‌سازی‌ها

5-7-1- نحوه مدل‌سازی مدل 2PL

5-7-2- نحوه مدل‌سازی مدل‌های WW و WD

فصل ششم: ارزیابی مدل‌های 2PL، WW و WD

مقدمه

6-1- مختصری در مورد اهمیت ارزیابی پایگاه داده‎ها

6-2- پارامتر تعداد تراکنش‌های وارد شونده به سیستم

6-2-1- بررسی مدل 2PL

6-2-2- بررسی مدل WW

6-2-3- بررسی مدل WD

6-2-4- مقایسه‌ی مدل‌های 2PL، WW و WD براساس پارامتر تعداد تراکنش‌ها

6-3- پارامتر تعداد دستورات هر تراکنش

6-3-1- بررسی مدل 2PL

6-3-2- بررسی مدل WW

6-3-3- بررسی مدل WD

6-3-4- مقایسه مدل‌های 2PL، WW و WD براساس پارامتر تعداد دستورات تراکنش‌ها

6-4- پارامتر تعداد داده‌های مشترک و غیر مشترک تراکنش‌ها

6-4-1- بررسی مدل 2PL

6-4-2- بررسی مدل WW

6-4-3- بررسی مدل WD

6-4-4- مقایسه مدل‌های 2PL، WW و WD براساس پارامتر تعداد داده‌های مشترک و غیر مشترک تراکنش‌ها

6-5- پارامتر تعداد داده‌های مشترک در تراکنش‌هایی بدون داده غیر مشترک

6-5-1- بررسی مدل 2PL

6-5-2- بررسی مدل WW

6-5-3- بررسی مدل WD

6-5-4- مقایسه مدل‌های 2PL، WW و WD براساس پارامتر تعداد داده‌های مشترک در تراکنش‌هایی بدون داده غیر مشترک

6-6- نتیجه‌گیری

6-7- پیشنهادات

مراجع

پایان نامه دارای فهرست جداول و اشکال می باشد

نمونه جدول

جدول1-1- پارامترهای مورد نظر برای ارزیابی مدل‌ها در این پایان‌نامه
پارامتر الگوریتم(ها) پیاده‌سازی یا مدل‌سازی مرجع
تعداد تراکنش‌های وارد شونده به سیستم مقایسه یک الگوریتم امن و یک الگوریتم غیر امن برای پایگاه داده‌های بلادرنگ پیاده‌سازی در مقیاس کوچک (Hedayati, Kamali, Shakerian and Rahmani, 2010)
اندازه هر تراکنش (تعداد دستورات هر تراکنش) الگوریتم مرتب‌سازی زمان‌مهر پایه‌ای مدل‌سازی توسط مدل مارکف (Singhal, 1991) و

(روحانی رانکوهی، 1386)
تعداد داده‌های مشترک و غیر مشترک تراکنش‌ها یک مکانیزم بر اساس قفل دو مرحله‌ای پیاده‌سازی در مقیاس کوچک (Al-Jumah, Hossam, and El-Sharkawi, 2000)
تعداد داده‌های مشترک در تراکنش‌هایی بدون داده غیر مشترک یک مکانیزم بر اساس قفل دو مرحله‌ای پیاده‌سازی در مقیاس کوچک (Al-Jumah, et al., 2000)

در هنگام مدل‌سازی یک مطالعه موردی ساده به عنوان مثال برای درک بهتر ارائه گردیده است. مثال ذکر شده شامل سه تراکنش و دو منبع است.

مدل‌سازی‌ها با استفاده از پتری رنگی و نرم‌افزار CPN Tools ارائه شده‌اند. در نهایت به ارزیابی هر سه الگوریتم پرداخته شده است و الگوریتم‌ها با معیارهای بیان شده در فوق مورد بررسی قرار داده شده‌اند. آزمایش‌ها چندین بار تکرار گردیده و از مقادیر میانگین‌گیری به عمل آمده است. نمودارهای لازم نیز جهت مقایسه‌ی آسان‌تر ترسیم و بررسی گردیده‌اند.

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته کامپیوتر

عنوان : ارزیابی برخی الگوریتم‌های کنترل همروندی در سیستم مدیریت پایگاه داده‌ها، از طریق مدل‌سازی با پتری رنگی

تعداد صفحه : 123