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Réalisé par: - ALEM Soumia- BENTAIBA Miled Basma
Les Systèmes de Gestion de Bases de Données Temps Réel
Master de recherche
Option : Systèmes d’informatiques et logiciels
Encadré par: -M. MOSTEFAI Mohamed Amine-M. BOUHABEL Yacine
2015 - 2016
02
Sommaire
Introduction
Généralités
Axes de recherche
Etude comparative
Conclusion et perspectives
Introduction
03
Les applications Temps réel !
04
SGBDTRGénéralités
STR SGBD
Manipulation d’une quantité importante de
données et gestion des contraintes
temporelles
SGBDTR
Contraintes temporelles
(chaque transaction doit
se terminer avant son échéance)
Quantité importante de
données
Généralités
05
Atterrissage d’avion
• Système contrôleur:• Commande
d’atterrir• Système contrôlé:
• Disponibilité de piste
• Météo• …etc.
Multimédia
• Système de distribution vidéo
• Serveur vidéo
Applications gérées par les SGBDTRs
Technologies liées aux SGBDTRsGénéralités
SGBD en mémoire
Mécanismes de réaction
06
07
Objectif
• Contrôle de concurrence temps réel
• L’ordonnancement du disque• La gestion de surcharge et
qualité de services• La gestion des données dérivées• La reprise après panne• La gestion de la mémoire
centrale• Autres axes de recherche
Axes de recherche
• Gérer les conflits d’accès aux données par les transactions
• Améliorer le respect des contraintes temporelles • Des transactions• Des données
1/7
08
Contrôle de concurrenceAxes de recherche
• 2PL High priority• Priority inheritate• Conditional
priority inheritate• Priority Ceiling
Protocol• R/W Priority
Ceiling Protocol• Convex Priority
Ceiling
Protocoles pessimistes
• OCC-Broadcast Commit
• OPT-Sacrifice• OPT-Wait• Wait-50
Protocoles optimistes
• Speculative CC• Multi-version CC• Intervalles
d’estampilles
Autres
09
• Contrôle de concurrence temps réel
• L’ordonnancement du disque• La gestion de surcharge et
qualité de services• La gestion des données dérivées• La reprise après panne• Autres axes de recherche
• Les données doivent être accessibles sous contraintes temps réel.
• Maximiser le débit de données sous contraintes temps réel
2/7Axes de recherche
Ordonnancement disqueAxes de recherche
Basé sur des techniques
d’ordonnancement classiques
Basé sur EDFRegroupement des transactions selon leurs échéances
Janson et al. 2003 ✔
Li 2006 ✔ ✔ ✔
Lee 2009 ✔ ✔
Amdani et al. 2010 ✔ 10
CritèresTravaux
11
• Contrôle de concurrence temps réel
• L’ordonnancement du disque• La gestion de surcharge et
qualité de services• La gestion des données dérivées• La reprise après panne• Autres axes de recherche
• Lorsque la demande de ressources est supérieure aux ressources disponibles état de surcharge.
3/7Axes de recherche
Gestion surcharge et QdSAxes de recherche
Contrôle d’admission Ordonnancement Gestion surcharge
Hansson et al. 2001 ✔ ✔
Kang et al. 2002 ✔
Amirijoo et al. 2006 ✔
Baccouche 2006 ✔ ✔
Mishra et al. 2012 ✔ ✔
12
CritèresTravaux
13
• Contrôle de concurrence temps réel
• L’ordonnancement du disque• La gestion de surcharge et
qualité de services• La gestion des données dérivées• La reprise après panne• Autres axes de recherche
• Les données sensorielles • Mise à jour
périodique • Utilisées pour
calculer les données dérivées
• Les données dérivées • Exemple: La vitesse
• Plusieurs politiques de mise à jour des données dérivées sont proposés.
4/7Axes de recherche
Gestion données dérivéesAxes de recherche
14
Adelberg et al. 1996
• MAJ périodique
Bouazizi 2009• Mixed policy
Ramamrithan 1993
• On demand
Xiong et al. 1997
• Forced Wait Policy
Ramamrithan 1993
• Update Locality Implies
15
• Contrôle de concurrence temps réel
• L’ordonnancement du disque• La gestion de surcharge et
qualité de services• La gestion des données dérivées• La reprise après panne• Autres axes de recherche
• Remettre une base de données incohérente à un état cohérent, suite à un incident
• La base de données pourrait être perdue entièrement en cas d'incident
5/7Axes de recherche
Reprise après panneAxes de recherche
16
• (Huang et al. 1994)
• (Gruenwald et al. 1997)
• (Kiviniemi et al. 1997)
• (Shu et al. 2004) • (Xiao et al. 2006)
Sauvegarde/ Restauration
• (Xiao 2008)
Contrôle de l’échec
système
SGBDTRs Distribués
Contrôle de concurrence
La validation (commit)
L’assignement d’échéances
Systèmes d’exploitation
Problématique• Gestion des tampons• Ordonnancement du disque
Exemples de SE temps réel
• AIX de IBM, RTLinux
Autres
Le temps réel et les systèmes embarqués et mobiles
IoT
Autres axesAxes de recherche
17
ObjectifEtude comparative
18
Critères de comparaisonEtude comparative
Critères de
comparaison
Critères liées aux axes de recherche
• Contrôle concurrence• Protocole• Priorité
• Gestion surcharge et QdS• Reprise après panne• Gestion MC
• Méthode sauvegarde• Index
• Distribution des données• Fragmentation• SGBD distribué
• Mécanismes de réaction• Triggers
• Systèmes d’exploitation• SE• Langages
programmation
Autres critères liés
au temps réel
• SGBD Embarqué
• SGBD Temporel
Fonctionnement générale des
SGBDs• Volume• Nombre
utilisateurs• Vues matérialisées• Fonctions &
procédures stockés• Unicode• Modèle de
conception• Types données
Critères liés à l’historique
• Dernière version stable
• Date première version
• Open source• Domaines
d’utilisation• Clients• Propiètaire• Diagramme Gartner
octobre 2015
19
SGBDTRs sélectionnés - comparaison
Etude comparativeClustri
xEmpre
ssSAP
HANAPolyhed
raTimesT
enCouch
DB FuelDB MonogDB
RethinkDB
Date 2006 -2015
1995 - 2013
2010 - 2015
1993 - 2015 / - 2015 2005 -
20142013 - 2014
2009 - 2015
2009 - 2015
CC MCC RWL MCC OCC-BC/ 2PL-HP / MCC OCC-BC MGL MCC/
LFCPriorit
é 2 1 / Multiple 1 1 1 1 1
Modèle concepti
onRelation
nelRelation
nelRelation
nelRelation
nelRelation
nel NoSQL NoSQL NoSQL NoSQL
Méthode
sauvegarde
MC, Disque
MC, Disque
MC, Disque
MC, Disque
MC, Disque Disque MC,
DisqueMC,
DisqueMC,
Disque
Trigger ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ x x x ✔
QdS ✔ ✔ / / ✔ x / ✔ x
21
Domaines d’applicationEtude comparative
• E-commerce• Performance et
rapidité
• Domaines sensibles
• Sécurité
• Télécommunication
• Performance
• App embarqués• Optimisation des
ressources
• App web et mobile temps réel
• Jeux
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Conclusion et perspectivesGrands axes de
recherche• Gestion de surcharge et
QdS• SGBD Temps Réel
distribué
Chaque SGBD Temps Réel et le
besoin qu’il répond
SGBD
SGBD en mémoire
SGBD Temps Réel
RéférencesAdelberg et al.
1996ADELBERG, B., B. KAO et H. GARCIA-MOLINA. Database support for efficiently maintaining derived data. In Advances in Database Technology EDBT'96. Springer, 1996, p. 223-240.
Amdani et al. 2010
AMDANI, S., G. BAMNOTE, H. DESHMUKH et S. BHURA. A Novel Disk Scheduling Algorithm in Real-time Database Systems. International Journal of Computer Applications, Published By Foundation of Computer Science, 2010.
Amirijoo et al. 2006
AMIRIJOO, M., J. HANSSON et S. H. SON. Specification and management of QoS in real-time databases supporting imprecise computations. Computers, IEEE Transactions on 55.3, 2006, 304-319.
Baccouche 2006
BACCOUCHE, L. An Overview of MOA, a Multi-Class Overload Architecture for Real-time Database Systems: Framework and Algorithms. AICCSA, 2006.
Bouazizi 2009 BOUAZIZI, E. Gestion de la qualité de service dans les SGBD temps réels. Le Havre, 2009.
Hansson et al. 2001
HANSSON, JÖRGEN et S. H. SON. Overload management in RTDBs. In Real-Time Database Systems. 2001.
Janson et al. 2003
JANSEN, P. G., S. J. MULLENDER, P. J. HAVINGA et H. SCHOLTEN. Lightweight EDF scheduling with deadline inheritance. 2003.
23
RéférencesKang et al.
2002KANG, KYOUNG-DON, S. H. SON et J. STANKOVIC. Service differentiation in real-time main memory databases. Fifth IEEE International Symposium on. IEEE, 2002, (Object-Oriented Real-Time Distributed Computing).
Lee 2009 LEE, M.-S., K.-J. KIM et C.-H. PARK. Real-time disk scheduling algorithms based on the two-way SCAN technique. In Scalable Computing and Communications; Eighth International Conference on Embedded Computing, 2009. SCALCOM-EMBEDDEDCOM'09. International Conference on. IEEE, 2009, p. 137-142.
Li 2006 LI, W., K. KAVI AND R. AKL. A non-preemptive scheduling algorithm for soft real-time systems. Computers & Electrical Engineering. 2007, 33(1), 12-29.
Mishra et al. 2012
MISHRA, R. KUMAR et U. SHANKER. Admission Control Prototype for Real-Time Databases. International Journal of Advanced Networking and Applications 4.1, 2012.
Ramamrithan 1993
RAMAMRITHAM, K. Real-time databases. Distributed and Parallel Databases, 1993, 1(2), 199-226.
Xiong et al. 1997
XIONG, M. et K. RAMAMRITHAM. Specification and Analysis of Transactions in Real-Time Active Databases. Dans Real-Time Database and Information Systems: Research Advances. Springer, 1997, p. 327-351.
24
Questions?
Merci pour votre attention
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