1 / 62

دانشكده مهندسي كامپيوتر و فناوری اطلاعات

به نام خدا. دانشكده مهندسي كامپيوتر و فناوری اطلاعات. دانشگاه صنعتي اميركبير. ارائه روش جديد زمانبندي قواعد در پايگاه داده پويا برمبناي تخمين احتمال اجراي قواعد. A New Rule Scheduling Approach based on Estimation of Rule Execution Probability in Active Database System. دانشجو:

primo
Download Presentation

دانشكده مهندسي كامپيوتر و فناوری اطلاعات

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. به نام خدا دانشكده مهندسي كامپيوتر و فناوری اطلاعات دانشگاه صنعتي اميركبير ارائه روش جديد زمانبندي قواعد در پايگاه داده پويا برمبناي تخمين احتمال اجراي قواعد A New Rule Scheduling Approach based on Estimation of Rule Execution Probability in Active Database System دانشجو: عباس رسول زادگان استاد راهنما: دكتر احمد عبداله زاده

  2. فهرست مطالب • لزوم و هدف از انجام اين پژوهش • تعريف سيستم پايگاه داده پويا • فرآيند پردازش قواعد • روشهاي موجود براي زمانبندي قواعد • روش پيشنهادي اين پايان نامه • محيط شبيه سازي پايگاه داده پويا (ADSS) • بستر آزمايشات • پارامترهاي ارزيابي • مقايسه تطبيقي • نتيجه گيري • دستاوردهاي پايان نامه • کارهاي آينده • مراجع

  3. لزوم و هدف از انجام اين پژوهش • لزوم انجام اين پژوهش • كاربرد بسيار گسترده پايگاه داده پويا در سيستم هايي كه نياز به نظارت خودكار دارند • تأثير مستقيم فرايند زمانبندي اجراي قواعد در كارايي سيستم پايگاه داده پويا • عدم وجود يك روش با کارايي لازم برای زمانبندي قواعد • هدف • طراحی و پياده سازی الگوريتمی برای بهبود فرايند زمانبندي قواعد در سيستم پايگاه داده پويا

  4. سيستم پايگاه داده پويا • سيستم مديريت پايگاه داده ايستا • نداشتن ابتكار عمل در هنگام رخ دادن شرايط خاص در سيستم • انجام دادن اعمالي نظير پرس و جو، بهنگام سازي، درج، حذف، گزارش گيري و غيره فقط هر زمان که صريحا توسط کاربر درخواست شوند • سيستم مديريت پايگاه داده پويا • داشتن امکان تعريف مجموعه اي از رويدادها و واکنش هاي متناظر آنها به منظور انجام واکنش مقتضي در صورت وقوع رويدادي خاص به صورت خودكار (رفتار واكنشي)

  5. قواعد پويا در پايگاه داده پويا • رفتار واکنشي اين سيستم بوسيله مجموعه اي از قواعد پويا سازماندهي مي شود. • قالب رويداد (Event)، شرط (Condition) و عمل (Action) • سيستم پايگاه داده پويا برای خريد و فروش سهام: DEFINE LowRisk ON Stock.UpdatePrice IF(Stock.policy = Low_risk) and (Stock.price < Stock.initprice * e) DO Stock.Buy با فرض 1 <e< 0 رويداد شرط عمل

  6. چرخه پردازش قاعده برنامه كاربردي ………………. ………………. raise-event(e1) ……………….. رويدادهاي خارجي اجراي قواعد تشخيص رويدادها رويدادهاي داخلي 1 رويدادهاي زماني 5 5 پشته قواعد معلق 2 فعال سازي قواعد مرتبط 4 4 جريان داده جريان كنترل 3 انتخاب يك قاعده ارزشيابيشرط پشته مستقل پشته تعويقي پشته فوري پشته مستقل پشته تعويقي پشته فوري مجموعه قواعد فعال مجموعه قواعد آماده اجرا

  7. زمان اجراي واقعي يك قاعده با توجه به مفهوم توليد پوياي قواعد در حين اجراي آن زمان واقعي اجراي تراكنش T زمان ظاهري اجراي تراكنش T تراکنش فرزند تراکنش پدر T t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t1 t10 t0 S(T) اتمام ظاهري اتمام واقعي

  8. مقايسه روشهاي زمانبندي اجراي قواعد موجود

  9. گام های مورد نياز برای بکارگيری SJF در زمانبندی قواعد • پيش بينی مجموعه قواعد فعال • استخراج گراف وابستگي هاي موجود بين قواعد از تعريف قواعد • ساخت درخت هاي اجراي قواعد از گراف وابستگی ها • استخراج قواعد/تراکنشهای مجازي از درخت های اجرای قواعد • تخمين احتمال اجرای قواعد • Ex-SJFEXA • Ex-SJFPRO • Ex-SJFPRO-V.1.8 • Ex-SJFPRO-V.2.8 از 55

  10. imm imm imm ind def R1 R1 R2 R2 R5 R5 R4 R4 R3 R3 استخراج گراف وابستگي هاي موجود بين قواعد پويا تعريف قواعد پويا برچسب گذاري قواعد

  11. R5 R4 R1 R2 R5 R4 R3 R2 R5 R4 R3 R3 R5 R1 imm R2 imm imm R5 R4 R3 def تبديل گراف وابستگي ها به درختهاي اجراي قواعد استخراج قواعد مجازي از درخت هاي اجراي قواعد • حذف يالهاي داراي برچسب ind • حذف چرخه هاي اجراي احتمالي موجود • اصلاح تعريف قواعد مولد چرخه • شناسايي قواعدي كه بيش از يك مولد دارند • تبديل آنها به حالت يك پدر و يك فرزند قاعده مجازی R1 قاعده مجازی R2

  12. محاسبه زمان اجراي قواعد به كمك قواعد مجازي در روش Ex-SJFEXA R1,24 R1,1 R2,13 R2,2 def imm imm imm R4,3 R3,3 R4,1 R5,2 R6,2 R7,5 R5,16 R6,5 R7,11 def def imm imm def R12,6 R8,2 R9,7 R9,4 R10,7 R11,3 R12,1 def imm imm def R13,2 R14,1 R15,3 R16,2

  13. نحوه محاسبه احتمال وقوع شرط قواعد در Ex-SJFPRO در حالت کلي براي محاسبه احتمال شرط فرض شده است: 1) A، B، C…Z مستقل از هم هستند 2) P(A)=P(B)=P(C)=…P(Z)=1/2

  14. : روش اول ارائه شده برای تخمين احتمال اجرای قواعد Ex-SJFPRO-V.1.8 • اضافه کردن پيمانه تخمين احتمال وقوع قواعد بهروشEX-SJFPRO • افزايش دقت در محاسبه زمان اجرای قواعد • روش كار: • درهربار ارزيابی بخش شرط قاعدهR : • محاسبه و ذخيره احتمال درستی هر يک از عبارات شرطي (CS) موجود در بخش شرط قاعده R يعنی P(R,LSi) طبق رابطه:

  15. مثالی از نحوه تخمين اجرای قواعد توسطEx-SJFPRO-V.1.8 0.65

  16. 0.39 0.70 0.49

  17. مثالی از نحوه تخمين اجرای قواعد توسطEx-SJFPRO-V.1.8 • بهنگام سازي احتمال درستي يك شرط، زمانيكه احتمال درستي تمام عبارات شرطي موجود در آن شرط بهنگام شده باشند • به كمك فرمول هاي احتمال و با توجه به عملگرهاي منطقي موجود بين عبارات شرطي اوليه نهايي

  18. روش Ex-SJFPRO-V.1.8-ادامه • بهنگام سازي زمان اجراي يك قاعده، زمانيكه احتمال درستي شرط كليه قواعد تعويقي و فوري خود آن قاعده ، فرزندان و نوه هايش بهنگام شده باشند • با پيمايش عمقي درخت قاعده مجازي متناظر آن قاعده و به كمك فرمول: از 55

  19. Ex-SJFPRO-V.2.8: روش دوم ارئه شده برای تخمين احتمال اجرای قواعد • بهبود فرايند محاسبه زمان اجراي قواعد در روش Ex-SJFPRO-V.1.8با اعمال دو تغيير: • استفاده از اطلاعات بالقوه موجود در شرط قواعد: • دامنه متغيرهاي عبارات شرطي • نحوه تركيب متغيرهاي عبارات شرطي سازنده بخش شرط قواعد به منظور محاسبه دقيقتر احتمال اوليه درستي شرط قواعد به جاي محاسبه احتمال اجراي قواعد برمبناي تخصيص مقدار 5/0 به عنوان احتمال اوليه درستي هريك از عبارات شرطي موجود در بخش شرط قواعد • توجه به عدم يكنواختي احتمال وقوع مقادير دامنه متغيرهاي عبارات شرطي

  20. بخش شرط چند قاعده دامنه متغيرهاي موجود در عبارات شرطي احتمال اجراي قاعده R1؟

  21. DIA>DIB توزيع احتمال متغيرها به صورت يکنواخت فرض شده است

  22. روش Ex-SJFPRO-V.2.8-ادامه • پس از محاسبه احتمال اجراي قواعد به روش مذكور، زمان اجراي هر قاعده را با پيمايش عمقي درخت قاعده مجازي متناظر آن قاعده و به كمك فرمول زير محاسبه مي نماييم:

  23. روش Ex-SJFPRO-V.2.8-ادامه • حذف تدريجي فرض يكنواختي توزيع احتمال متغيرهاي عبارات شرطي • پس از شروع کار سيستم، در بازه های زمانی مشخص ( ) برای هر يک از متغيرهای بخش شرط قواعد، تمامی مقاديری که اخذ شده، به همراه مدت زمان اخذ آنها ثبت می گردد. در پايان هر براساس اطلاعات بدست آمده توزيع احتمال متغيرها اصلاح و درنتيجه احتمال درستي بخش شرط قواعد و زمان اجرای آنها مجدداً محاسبه و بهنگام می شوند

  24. بستر آزمايشات • محيط شبيه ساز پايگاه داده پويا Active Database System Simulator (ADSS) • واحد مديريت اشياء داده • واحد مديريت قواعد • واحد مديريت تراکنش

  25. واحد مديريت اشياء داده  DO1 DO2 DO3 DO4 بخش ميانگيري قواعد DO6 DOn DO5 … قواعد فوري غير حساس به زمان حساس به زمان فعال سازي قواعد Deferred Rules قواعد تعويقي IndependentRules کنترل همزماني قواعد مستقل پايگاه قاعده ارزشيابي شرط درست توليد تراکنش بخش زمانبندي بخش اجراي تراکنش رويدادنگار تراکنشها تراکنش هاي بلاک شده تراکنش فوري بخش توليد تراکنش تراکنش تعويقي واحد مديريت قواعد تراکنش مستقل بخش ميانگيري تراکنش ها اطلاع دادن به واحد مديريت قواعد از وقوع رويدادهاي داده اي اطلاع دادن به واحد مديريت قواعد از وقوع رويدادهاي تراکنشي ارتباط و ارسال داده ارتباط و ارسال داده بين بخش توليد تراکنش و واحد مديريت اشياء تراكنش هاي بلاك شده ارسال تراکنش تراکنشهاي کاربر واحد مديريت تراکنش

  26. پارامترهاي ارزيابي تعريف پارامترهاي ارزيابي به صورت فرمال • ميانگين زمان پاسخگويي • زمان پاسخگويی هر تراکنش عبارتست از فاصله زمانی بين زمان توليد تراکنش و زمان اتمام آن. • انحراف معيار زمان پاسخگويي • اين معيار ميزان تجمع زمانهای پاسخگويی تراکنش ها حول نقطه ميانگين را نشان می دهد. • توان عملياتي • تعداد تراکنش هايی که در واحد زمان در يک روش زمانبندی اجرا می شوند را نشان می دهد. • ميزان زمان سربار محاسباتي به ازاي هر تراکنش • بهره پردازشگر • درصد استفاده بهينه از پردازشگر را نشان می دهد.

  27. حالات در نظر گرفته شده برای مقايسه تطبيقي روش های زمانبندی • حالت تعويقي • حالت فوري • حالت ترکيبي

  28. ميانگين زمان پاسخگويي در حالت تعويقي نمودار ميانگين زمان پاسخگويي از 55

  29. انحراف معيار زمان پاسخگويي در حالت تعويقي نمودار انحراف معيار زمان پاسخگويي

  30. توان عملياتی حالت تعويقي نمودار توان عملياتي

  31. ميانگين سربار محاسباتی به ازای هر تراکنش در حالت تعويقي نمودار ميانگين سربار محاسباتي به ازاي هر تراکنش

  32. بهره پردازشگر حالت تعويقي نمودار بهره پردازشگر

  33. مقايسه دو روش ارائه شده با ساير روش ها در حالت تعويقي 1 2 3

  34. ميانگين زمان پاسخگويي در حالت فوري نمودار ميانگين زمان پاسخگويي

  35. انحراف معيار زمان پاسخگويي در حالت فوري نمودار انحراف معيار زمان پاسخگويي

  36. توان عملياتی در حالت فوري نمودار توان عملياتي

  37. ميانگين سربار محاسباتی به ازای هر تراکنش در حالت فوري نمودار ميانگين سربار محاسباتي به ازاي هر تراکنش

  38. بهره پردازشگر در حالت فوري نمودار بهره پردازشگر از 55

  39. مقايسه دو روش ارائه شده با ساير روش ها در حالت فوري 1 2 3

  40. ميانگين زمان پاسخگويي در حالت ترکيبي نمودار ميانگين زمان پاسخگويي

  41. انحراف معيار زمان پاسخگويي در حالت ترکيبي نمودار انحراف معيار زمان پاسخگويي

  42. توان عملياتی در حالت ترکيبي نمودار توان عملياتي

  43. ميانگين سربار محاسباتی به ازای هر تراکنش در حالت ترکيبي نمودار ميانگين سربار محاسباتي به ازاي هر تراکنش

  44. بهره پردازشگر در حالت ترکيبي نمودار بهره پردازشگر

  45. مقايسه دو روش ارائه شده با ساير روش ها در حالت ترکيبي 1 2 3

  46. رتبهبندي روشهاي زمانبندي اجراي قواعد درصد كاراتر بودن روش Ex-SJFPRO-V.2.8نسبت به Ex-SJFPRO-V.1.8 در حالت هاي مختلف درصد كاراتر بودن روش Ex-SJFPRO-V.1.8نسبت به Ex-SJFPRO در حالت هاي مختلف

  47. دستاوردهاي پايان نامه • طراحی و پياده سازی دو روش جديد برای تخمين احتمال اجراي قواعد به منظور بهبود فرايند زمان بندی اجرای قواعد • ارايه چارچوبي جديد براي شبيه سازی رفتار پايگاه داده پويا و ارزيابی عملکرد روشهاي زمانبندي قواعد

  48. کارهاي آينده • توسعه روش مبتني بر EDF با استفاده از تکنيک مورد استفاده در Ex-SJF • مقايسه تطبيقي روشهاي زمانبندي به جز EDF براساس پايگاه قاعده با تعداد سطوح بيشتر از دو • طراحي و پياده سازي سيستم مديريت پايگاه داده پويا برمبناي عامل ها

  49. مهم ترين مراجع مورد استفاده • R. Alesheykh, An Effective Rule Selection approach in Active Database Systems, MSc Thesis, Amirkabir University of Technology (Tehran PolyTechnic), 2005. • U. Schreier, H. Pirahesh, R. Agrawal and C. Mohan, “Alert: an Architecture for Transforming a Passive DBMS into an Active DBMS”, in proc. of the 17th VLDB Conference , Barcelona, September, 1991. • E.N. Hanson, “Rule Condition Testing and Action Execution in Ariel”, in proc. of the ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, San Diego (Calif), 1992. • A. Vadua, “Rule Development for active database”, PhD Thesis, CS Department, University of Zurich, 2001. • A. Geppert, S. Gatziu, K. R. Dittrich, H. Fritschi, and A. Vaduva, “Architecture and implementation of the active object-oriented database management system SAMOS”, Technical Report 95.29, CS Department, University of Zurich, 2001. • Rohollah Alesheykh, A. Abdollahzadeh, “Evaluation and Comparison of Rule Scheduling Approaches in Active Database Systems”, in Proceedings of the 2nd IASTED international Multi-Conference on Automation, Control, and Information Technology (ACIT’05), June 20-24, 2005, Novosibrisk, Russia.

  50. مهم ترين مراجع مورد استفاده- ادامه • A. P. Buchmann. “Architecture of Active Database Systems”, in the Active Rules in Database Systems. Springer, 1999. • S. Chakravarthy. “Architectures and monitoring techniques for active databases: An evaluation”,Technical Report TR-92-041, University of Florida, Gainesville, FL, 1992. • P. Rönn, “Two Approaches to Event Detection in Active Database Systems”, MSc Thesis, CS Department, University of Skövde,Sweden, 2001. • S. Ceri, C. Gennaro, S. Paraboschi, G. Serazzi, “Effective Scheduling of Detached Rules in Active Databases”, IEEE Transaction Knowledge and Data Engineering, 15(1), 2003.

More Related