Bài giảng Cơ sở dữ liệu đa phương tiện - Chương 2: Truy nhập dữ liệu đa phương tiện - Nguyễn Thị Oanh
Chương 2: Truy nhập dữ liệu đa
phương tiện
Nguyễn Thị Oanh
Bộ môn HTTT – Viện CNTT & TT
1
Đặt vấn đề
Youtube:
– 2009: over 1 billion videos per day
– Bandwidth accounts for about 51% of expenses -- with a
run rate of $1 million per day -- with content licensing
accounting for 36%
2
Đặt vấn đề
YouTube Video Server (2010):
– May 2010, 2 Billion videos served per day
– More than 24 hours of video uploaded every minute (and
+) (2011: 48h /minute)
– Videos usually less than 10 minutes long
– Top videos ("Evolution of Dance", "Charlie Bit My Finger", and
Lady Gaga's "Bad Romance“) are approaching 200 million
views
3
Đặt vấn đề
Dailymotion:
– Dailymotion is the second largest video site in the world
after YouTube
– 29th most visited website in the world
– 114 millions unique visitors and more than 1,2 billions
video views every month (Comscore, 5/2011)
4
Đặt vấn đề
Dành cho dữ liệu động, DL có thông số thời gian
– Audio
– Video
DL đòi hỏi tính liên tục (continuous) được đảm bảo
DL tĩnh:
– Các phương pháp biểu diễn DL đa chiều: B-tree, R-tree,
…
5
1. Truy nhập dữ liệu đa phương
tiện từ đĩa từ
6
Nhắc lại: cấu trúc đĩa từ
Nhiều đĩa phẳng (platters), xếp đồng trục trên 1 trục
chính (spindle)
Các cần di chuyển đầu đọc/ghi được gắn chung trên
1 trục quay
Mỗi mặt đĩa có 1 đầu đọc/ghi
7
Cấu trúc đĩa từ
Track (A):
– Nơi chứa DL
– Vòng tròn đồng tâm trên các mặt đĩa
Region (B):
– Mỗi mặt đĩa được chia thành k vùng đều nhau
Sector (C):
– Là phần giao của mỗi track và region
Cluster (D): tập các sector
Cylinder:
– Tập các tracks có cùng bán kính trên tất cả các mặt đĩa
8
Truy nhập đĩa từ
2 bước:
– phép dịch (seek operations): tìm đến track có chứa địa chỉ cần
tìm kiếm
seek time
tăng tốc (acceleration phase)
chạy ổn định (coast phase)
giảm tốc độ (deceleration phase)
ổn định vị trí (settle phase)
– phép quay (rotational operations)
rotational latency (spin time)
Thời gian = tgian dịch + tgian quay + tgian đọc DL
9
Truy nhập đĩa từ
Transfer rate (bandwidth) (TR):
– MB/s
– Tốc độ ghi và đọc thường khác nhau
– Thường TR được ngầm hiểu là tốc độ đọc, còn tốc độ ghi
thì thường được chỉ rõ
Vận tốc góc:
– hầu hết các đĩa có vận tốc góc quay không đổi (constant
angular veolocity - CAV)
– Thời gian chuyển từ sector x -> sector y là giống nhau
trên tất cả các track
10
Truy nhập đĩa từ
Ký hiệu
Ý nghĩa
tj , j
Vị trí đầu đọc hiện tại: sector j,
track tj
ti, i
Vị trí DL sẽ được đọc: sector i,
track ti
rd
mật độ dữ liệu (MB/sector)
dtr
rv
tốc độ đọc DL (MB/giây)
vận tốc dịch trung bình của cần di
chuyển đầu đọc/ghi
rnum
ss
số vùng trên mỗi mặt đĩa
tốc độ quay (độ / phút)
11
Thời gian đọc DL
rd
readtime(i, j) Sk(ti ,tj ) spin_time(i, j)
dtr
abs(ti tj )
Sk(ti ,tj )
rv
360 1
rnum ss
spin_time(i, j) abs
(i j)mod rnum
12
Phương pháp lưu trữ phổ biến
RAID: Redundant Array of Inexpensive Disks
– RAID-0
– RAID-1
– RAID-5
– RAID-2, RAID-3, RAID-4, RAID0+1, RAID1+0, …
Nguyên tắc: ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành một
hệ thống ổ đĩa cứng
– gia tăng tốc độ đọc/ghi dữ liệu
– hoặc/và nhằm tăng thêm sự an toàn của dữ liệu
Khái niệm:
– block: khối DL nhỏ nhất được quan tâm khi đọc, ghi
13
RAID-0
– 1 đĩa điều khiển + n đĩa dữ liệu (0, 1,…, n-1), n >= 2
– Sử dụng kỹ thuật phân chia (striping): chia dữ liệu thành
các phần bằng nhau đặt trên nhiều đĩa và không có sự
lặp lại DL
– k-stripe: (k<n)
mỗi DL được phân chia trên nhóm gồm k đĩa (1 cluster)
mỗi nhóm có thể được bắt đầu từ bất kỳ đĩa nào
14
RAID-0
– Movie 1: blocks: b0, b1, b2, b3, b4 với k = 3 bắt đầu từ đĩa 0
– Movie 2: blocks: c0, c1, c2, c3, c4, c5 với k = 4 bắt đầu từ đĩa 1
– Tổng quát: các block liên tiếp b0, b1, b2, ..., br-1 lưu trữ trong
RAID 0 với nhóm k đĩa bắt đầu ở đĩa j
15
block bi sẽ được lưu vào đĩa (i+j) mod k
RAID-0
Ưu điểm:
– Tốc độ đọc dữ liệu ra tăng lên do có thể đọc đồng thời từ
k đĩa, tuy nhiên có giới hạn, phụ thuộc vào:
Kích thước bộ đệm
Độ rộng băng thông của đường bus cho thiết bị ra
Nhược điểm
– Không đảm bảo tính tin cậy: nếu 1 đĩa hỏng mất dữ
liệu và ảnh hưởng toàn bộ hệ thống
16
RAID-1
Sử dụng khái niệm đối xứng (mirroring):
– Mỗi đĩa có 1 đĩa đối xứng
– Nếu có N đĩa có thể sử dụng chỉ có n = N/2 đĩa được
sử dụng đồng thời.
– Striping có thể được sử dụng cho n đĩa này
Ghi: ghi đồng thời lên đĩa chính + đĩa đối xứng
Đọc: từ đĩa chính hoặc từ đĩa đối xứng nếu đĩa chính hỏng
Ưu: tăng độ an toàn, tin cậy về DL
Nhược: tốn không gian lưu trữ (hiệu suất sử dụng:50%)
17
RAID-1
RAID-1 + striping
18
RAID-5
RAID-5: striping + parity checking
– Cân đối được không gian lưu trữ và sự an toàn của DL
Mỗi nhóm k đĩa (cluster) sẽ có 1 đĩa parity giúp kiểm tra và
phục hồi DL nếu 1 đĩa trong nhóm bị hỏng
Ví dụ n=k = 4
19
RAID-5
Giả sử
– k = n đĩa (1 cluster), các đĩa được gán nhãn: 0, 1, 2, ..., n-1
– khối DL được lưu trong (n-1) đĩa, đĩa parity sẽ được xác
định từ DL trong (n-1) đĩa
giả sử đĩa parity là đĩa thứ n-1
Di.j: dữ liệu bít thứ j của đĩa i
: phép hoặc loại trừ (exclusive-or)
Dn1.j D0. j D .j ... Dn2.j
1
20
Tải về để xem bản đầy đủ
71 trang
24620
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở dữ liệu đa phương tiện - Chương 2: Truy nhập dữ liệu đa phương tiện - Nguyễn Thị Oanh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_co_so_du_lieu_da_phuong_tien_chuong_2_truy_nhap_du.pdf
