Гибридные алгоритмы кэширования для систем обработки и хранения информации

• Автор: Аль-Згуль Мосаб Бассам Юсеф
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ КЭШИРОВАНИЯ В ИНФОРМАЦИОННЫХ

СИСТЕМАХ

1.1. Кэширование информации в базах данных

1.1.1. Основные архитектуры БД

1.1.2. Кэширование в СУБД с файлсерверной архитектурой

1.1.3. Кэширование в архитектуре клиентсервер.

1.1.4. Кэширование в объектноориентированных СУБД

1.2. Кэширование информации в Й2Ьсистемах

1.3. Выводы по первой главе.

Глава 2. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ КЭШИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

2.1. Основные определения и терминология систем кэширования
информации.
2.2. Математические модели потоков запросов.
2.2.1. Основные определения, термины и допущения в моделях потоков запросов.
2.2.2. Моделирование циклических трасс.
2.2.3. Моделирование трасс с равновероятным законом распределения объектов в потоке запросов.
2.2.4. Моделирование трасс на базе закона распределения Зипфа
2.2.5. Моделирование трасс со стационарными и
нестационарными потоками запросов
2.2.6. Реальные потоки запросов в исследованиях кэшсистем.
2.3. Математическая модель алгоритма кэширования
2.4. Основные алгоритмы кэширования.
2.4.1. Оптимальный алгоритм 1ТТ.
2.4.2. Оптимальный алгоритм АО.
2.4.3. Алгоритм
2.4.4. Алгоритм I.
2.4.5. Алгоритм вторая попытка.
2.4.6. Алгоритм
2.4.7. Алгоритм
2.4.8. Алгоритм рабочий набор
2.4.9. Алгоритм I
2.4 Алгоритм
2.5. Классификация методов гибридизации алгоритмов кэширования
в системах обработки информации
2.5.1. Гибридизация но методу основной дополнительный
2.5.2. Последовательное включение алгоритмов.
2.5.3. Гибридизация с помощью свертки рейтингов
2.5.4. Использование в гибридизации нечеткой логики
2.5.5. Гибридизация по способам хранения информации
2.6. Обзор прочих гибридных алгоритмов кэширования
2.7. Выводы по второй главе.
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕТОДА ГИБРИДИЗАЦИИ
ДВУХ АЛГОРИТМОВ КЭШИРОВАНИЯ
3.1. Математическая модель гибридного алгоритма.
3.2. Модель управляемого гибридного алгоритма.
3.3. Метод стохастической гибридизации
3.4. Модель управления гибридной стохастической кэшсистемой
3.4.1. Число участков к2.
3.4.2. Число участков
3.5. Метод обнаружения изменения закона распределения
3.6. Выводы по третьей главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИБРИДНЫХ
АЛГОРИТМОВ КЭШИРОВАНИЯ.
4.1. Функциональная структура программного комплекса
4.1.1. Объектноориентированное конструирование функциональных блоков
4.1.2. Структура баз данных программного комплекса СасЬеЕШс1епсу
4.1.3. Интерфейс Программного стенда и работа с ним
4.2. Результаты экспериментальных исследований.
4.2.1. Сравнения гибридных алгоритмов ЬКРи и 1.
4.2.2. Исследование гибридного алгоритма ИКЕи
4.2.3. Экспериментальное исследование модифицированного гибрида БЬШРи
4.2.4. Испытание эффективности гибрида на реальной
трассе.
4.3. Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Предусмотрена возможность экспорта результатов испытаний для последующей их обработки с помощью математических пакетов программ. Далее приведены сравнительные испытания разработанных гибридных алгоритмов. В заключении подводятся итоги диссертационного исследования. Глава 1. В настоящей работе рассматриваются возможности повышения эффективности алгоритмов применительно к системам баз данных и -Л^еЬ-системам. Именно для этих областей вполне реально разработать и внедрить новые идеи в алгоритмы кэширования. Это обусловлено открытостью для прикладных программистов механизмов кэширования в распространенных СУБД, таких, как СЖАСЬЕ и возможностью реализации новых идей в поисковых 'УеЬ-системах. Аппаратная реализация новых алгоритмов для использования в устройствах микроэлектроники требует сложного технологического оборудования и под силу лишь крупным компаниям. Это не значит, что новые идеи не могут быть реализованы, например, в процессорах. Речь идёт лишь о наших приоритетных интересах и технологических возможностях. На реализацию систем кэширования оказывает влияние, прежде всего, архитектура информационных систем. Рассмотрим вкратце названные компоненты и некоторые связанные с ними понятия. База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы. Данные, хранимые в БД, имеют определенную логическую структуру, которую называют моделью представления данных. В теории баз данных первые три модели являются основными. Пользовательские данные отображают состояние объектов и их взаимосвязи в рассматриваемой предметной области. Системные данные предназначены для описания структуры пользовательских данных и для организации нормального функционирования баз данных. Обычно данные, хранящиеся в БД, называются постоянными (хотя они не долго могут оставаться такими). Постоянными» они называются но отношению к другим данным: промежуточным, входным, выходным. Входные данные - это информация, передаваемая системе (обычно с терминала или рабочей станции). Такая информация может стать причиной изменения постоянных данных. Выходные данные - это сообщения и результаты, выдаваемые системой Ясно, что различие между видами данных нельзя назвать четкими, они определяются на интуитивном уровне. Система управления базами данных (СУБД) - это комплекс языковых, математических и программных средств, предназначенных для централизованного создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД. Количество современных систем управления базами данных исчисляется тысячами [. Приложение - программа или комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию обработки информации для прикладной задачи с использованием базы данных. Приложения для работы с базами данных могут создаваться в среде и вне среды СУБД. Приложения, созданные в среде СУБД, как правило, могут работать только под управлением этой СУБД (например, приложения Access). Вне среды СУБД приложения создаются с помощью системы программирования, имеющей средства доступа к базе данных. Примерами таких систем являются: Delphi или C++ Builder. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД,- внешними приложениями. Общим у всех приложений является то, что они используют предоставляемый СУБД интерфейс доступа к информации в БД. Утилиты - это программные средства работы с БД специального назначения. В некоторых случаях утилиты используют прямой доступ к информации в БД в обход предоставляемого СУБД интерфейса. Средства разработки приложений и баз данных представляют собой программные обеспечения, позволяющие автоматизировать процессы разработки. Аппаратное обеспечение (вычислительная система) представляет собой совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих ЭВМ или процессоров и других устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов приема, обработки и выдачи информации пользователям.