Automatikus fizikai tervezési javaslatok XML adatbázisokhoz Balogh Bernadett Kresz Marcell Cseh Tamás.

Az előadások a következő témára: "Automatikus fizikai tervezési javaslatok XML adatbázisokhoz Balogh Bernadett Kresz Marcell Cseh Tamás."— Előadás másolata:

1 Automatikus fizikai tervezési javaslatok XML adatbázisokhoz Balogh Bernadett Kresz Marcell Cseh Tamás

2 Előadás témája XML adatbázisok tervezésének automatizálása Legmegfelelőbb teljesítményjavító struktúrák kiválasztása Három tanácsadó bemutatása XML indexekhez XMLTable materializált nézetekhez Az előző kettőt egybe integrálóhoz

3 XML adatbázisok Háromféle megközelítés Natív XML adatbázis XML adat relációs adatbázisban (XMLType típusú tábla) XML oszloptípus Nálunk Relációs adatbázis egy táblájában, natívan, XML típusú oszlopban tárolt XML adat A legtöbb kereskedelmi adatbázis-kezelő rendszer támogatja

4 Lekérdezések végrehajtásának optimalizálása Közvetlen elérés biztosítása (indexek) Adatok egy részének csoportosítása (nézetek, partícionálás) Lekérdezés átírása kisebb adathalmazra

5 Fizikai tervezés általánosan Hogyan állapítsuk meg a lehetséges struktúrákat, melyek hasznosak a lekérdezés halmazon? Hogyan terjesszük ki a jelölteket általánosabb javaslatokra? Hogyan számítsuk ki a becsült költségét a fizikai tervnek? Hogyan válasszuk ki a lehetséges konfigurációk közül a legjobbat?

6 Alapfogalmak XPath XML csomópontok kiválasztása XQuery Lekérdezés XML dokumentumokban SQL/XML SQL kiterjesztése XML lekérdezésére

7 Alapfogalmak XML index Elemek kinyerésének gyorsítása Materializált nézet Hasonlít a táblákhoz: saját adatszegmenssel rendelkezik Valamint a nézetekhez: lekérdezés eredményét tárolja

8 Alapfogalmak XMLTable nézet XMLTable az SQL/XML egyik legfontosabb függvénye Kiértékeli az XQuery kifejezést, majd visszatér egy táblával A táblából nézetet készítünk Parciális index Az adathalmaz egy részén értelmezett index

9 Alapfogalmak Virtuális index Nincs külön szegmense Végrehajtási tervek készítésénél hasznos Hátizsák probléma Ismerjük a kapacitását, illetve az elemek méretét és értékét Melyikből mennyit kell belerakni, hogy maximális legyen az érték, de elférjenek Speciális esete: 0/1 hátizsák probléma (minden elem maximum egyszer szerepel)

10 XML indexek ajánlása A cél egy olyan tervezési tanácsadó létrehozása, amely a legjobb parciális indexeket ajánlja, figyelembe véve a költségeket Két új lekérdezés optimalizáló mód Index felsoroló Index kiértékelő

11 XML indexek ajánlásának lépései 1. Index jelöltek felsorolása Implementáció függő 2. Ezek általánosítása Lekérdezés specifikus indexek általánosítása

12 XML indexek ajánlásának lépései 3. Költségek becslése Előnyök és többlet költségek 4. Optimális konfiguráció megkeresése 0/1 hátizsák problémával ekvivalens Tudjuk minden index-jelöltre a költséget (mérete) és a hasznot Heurisztikus mohó algoritmussal oldjuk meg A lekérdezések, XML minták és általánosított jelöltek kapcsolatát irányított, körmentes gráffal (DAG) reprezentáljuk

13 XMLTable nézetek ajánlása Célunk egy olyan tanácsadó készítése, amely XQuery lekérdezésekhez XMLTable materializált nézeteket ajánl

14 XMLTable nézetek ajánlásának lépései 1. XQuery részekre bontása FOR, LET, WHERE, RETURN részekre 2. Lehetséges XMLTable nézetek felsorolása 3. SQL/XML lekérdezés generálása A már létrehozott nézeteket használja fel

15 XMLTable nézetek ajánlásának lépései 4. A lekérdezésre legjobban illeszkedő nézetek kiválasztása Költség alapján 5. Az eredeti lekérdezés átírása A javasolt nézetek használatával

16 Optimalizálási tanácsok A materializált nézetek mérete túl nagyra nőhet Elveszíti előnyét Parciális indexek mérete kisebb Nem minden esetben segít

17 Optimalizálási tanácsok 1. Előre navigálás Előre megnézzük az XML adat lekérdezésben használt elemeit Könnyen elérhető formában tároljuk 2. Táblák összekapcsolása XQuery lekérdezés gyorsítása Előre navigálunk a szükséges adatokhoz Relációs táblában eltároljuk Ezeket összekapcsoljuk

18 Optimalizálási tanácsok 3. Összesítés Előre csoportosítjuk és/vagy összesítjük a nézet adatait Mindhárom megközelítés jelentősen csökkenti a végrehajtási időt

19 Indexek és nézetek ajánlása egyszerre Célunk olyan tanácsadó létrehozása, amely figyelembe véve az indexeket és nézeteket, a legjobb konfigurációt ajánlja Háromféle jelöltet kapunk XML index XMLTable materializált nézet XMLTable materializált nézet indexekkel

20 Indexek és nézetek ajánlásának lépései 1. Jelöltek haszon/méret arány szerinti rendezése 2. Minden iterációban megnézzük, új lefedést ad-e a jelölt Ha igen és van elég tárhely, hozzáadjuk az ajánlottakhoz Különben, ha átfedés van a már lefedett lekérdezések és a jelölt lefedése között, heurisztikus szabályok alapján eldöntjük hozzáadjuk vagy ne

21 Hatékonyság Indexek keresése Heurisztikus mohó algoritmussal a leggyorsabb Indexek általánosítása Fentről lefelé keresés hatékonyabb a heurisztikus mohó algoritmusnál

22 Hatékonyság Összefésült (általános) XMLTable nézet ajánlása Összefésüléssel 16%-os méret csökkenés, de jelentősen csökkent a sebesség is Előny/méret arányban jobban megéri XMLTable nézet ajánlása relációs indexekkel 1,5 – 32,5 százalékos gyorsulás az index nélküli nézetekhez képest

23 Hatékonyság Index és nézet ajánlása Változó eredményeket kaphatunk Néha a csak Index Tanácsadót és néha a csak Nézet Tanácsadót használók teljesítménye jobb Az Integrált Tanácsadó teljesítménye kiegyensúlyozott, ezért javasolt

24 Implementált algoritmus Legelőnyösebb indexjelöltek részhalmazának keresése Heurisztikus A lekérdezésekre megadott indexjelöltek halmazából indul ki

25 Algoritmus lépései 1. Jelöltek haszon/méret arány szerinti rendezése 2. Minden iterációban vesszük a legnagyobb értékűt és eldöntjük, hozzáadjuk-e az ajánlott konfigurációhoz Ha van még rendelkezésre álló tárhely

26 Algoritmus megjegyzései

27 Köszönjük a figyelmet!