I. Tổng quan về cơ sở dữ liệu phân tán và giao tác
Chương này trình bày khái niệm và đặc điểm của cơ sở dữ liệu phân tán (CSDLPT), cùng với các vấn đề liên quan đến giao tác. CSDLPT là sự kết hợp giữa cơ sở dữ liệu và mạng máy tính, cho phép dữ liệu được phân bố trên nhiều nút mạng. Các đặc điểm chính bao gồm điều khiển tập trung, độc lập dữ liệu, và trong suốt phân tán. Giao tác được định nghĩa là một chuỗi các thao tác trên CSDL, đảm bảo tính nguyên tố và nhất quán. Các ràng buộc toàn vẹn trong CSDLPT cũng được đề cập, đặc biệt là việc đảm bảo tính nhất quán dữ liệu khi có nhiều bản sao.
1.1. Khái niệm và đặc điểm của CSDLPT
CSDLPT là tập hợp nhiều CSDL có quan hệ logic, phân bố trên mạng máy tính. Mỗi nút trong hệ thống đại diện cho một máy tính hoặc thiết bị lưu trữ. Điều khiển tập trung và độc lập dữ liệu là hai đặc điểm nổi bật. Điều khiển tập trung giúp quản lý dữ liệu hiệu quả, trong khi độc lập dữ liệu đảm bảo tính trong suốt cho người dùng. Trong suốt phân tán cho phép các ứng dụng hoạt động như trong CSDL tập trung, dù dữ liệu được phân bố trên nhiều vị trí.
1.2. Giao tác và tính chất
Giao tác là chuỗi các thao tác trên CSDL, đảm bảo tính nguyên tố và nhất quán. Tính nguyên tố yêu cầu tất cả thao tác trong giao tác phải thành công hoặc không thực hiện gì. Tính nhất quán đảm bảo dữ liệu luôn ở trạng thái hợp lệ trước và sau giao tác. Ví dụ, trong hệ thống ngân hàng, giao tác chuyển tiền phải đảm bảo số dư tài khoản được cập nhật chính xác.
II. Các thuật toán quản lý khóa trong CSDLPT
Chương này tập trung vào các thuật toán quản lý khóa trong CSDLPT, đặc biệt là quản lý khóa chốt. Các thuật toán này nhằm đảm bảo tính khả tuần tự của các giao tác, tránh xung đột dữ liệu. Kiểm tra tính hợp lệ của giao tác và kiểm tra nghi thức 2 pha là các phương pháp chính được sử dụng. Lịch tuần tự và lịch khả tuần tự cũng được phân tích để đảm bảo các giao tác được thực hiện một cách hiệu quả và an toàn.
2.1. Kiểm tra tính hợp lệ của giao tác
Kiểm tra tính hợp lệ của giao tác là bước quan trọng để đảm bảo các giao tác không vi phạm các ràng buộc toàn vẹn dữ liệu. Phương pháp này sử dụng các thuật toán phân tán để xác định xem giao tác có thể được thực hiện mà không gây ra xung đột dữ liệu hay không. Nghi thức 2 pha là một trong những phương pháp phổ biến, đảm bảo tính nhất quán dữ liệu trong môi trường phân tán.
2.2. Lịch tuần tự và lịch khả tuần tự
Lịch tuần tự là lịch mà các giao tác được thực hiện một cách tuần tự, không có sự chồng chéo. Lịch khả tuần tự cho phép các giao tác được thực hiện đồng thời nhưng vẫn đảm bảo kết quả cuối cùng giống như lịch tuần tự. Các thuật toán quản lý khóa được sử dụng để đảm bảo tính khả tuần tự, tránh xung đột dữ liệu trong CSDLPT.
III. Cài đặt và thử nghiệm các thuật toán quản lý khóa
Chương này trình bày quá trình cài đặt và thử nghiệm các thuật toán quản lý khóa trong CSDLPT. Các kịch bản thử nghiệm được thiết kế để kiểm tra tính hiệu quả của các thuật toán trong việc quản lý khóa chốt và đảm bảo tính khả tuần tự của các giao tác. Môi trường cài đặt bao gồm các hệ thống phân tán với nhiều nút mạng, mô phỏng các tình huống thực tế trong quản lý dữ liệu phân tán.
3.1. Tổ chức dữ liệu và kịch bản thử nghiệm
Tổ chức dữ liệu trong thử nghiệm bao gồm việc phân bố dữ liệu trên nhiều nút mạng, mô phỏng các tình huống thực tế như giao dịch ngân hàng. Các kịch bản thử nghiệm được thiết kế để kiểm tra tính hiệu quả của các thuật toán quản lý khóa trong việc đảm bảo tính nhất quán dữ liệu và tránh xung đột.
3.2. Kết quả thử nghiệm và đánh giá
Kết quả thử nghiệm cho thấy các thuật toán quản lý khóa đạt hiệu quả cao trong việc đảm bảo tính khả tuần tự của các giao tác. Các thuật toán này giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi và tăng hiệu suất hệ thống. Tuy nhiên, việc cài đặt và triển khai các thuật toán này đòi hỏi chi phí cao và sự phối hợp chặt chẽ giữa các nút mạng.
