sgbd relationnels resume table des matieres

SGBD RELATIONNELS
PIERRE MARCENAC
RESUME
Cet ouvrage a pour objectif de clarifier et situer les différents
paramètres internes des Systèmes de Gestion de Bases de Données
Relationnels (SGBDR) qu'il est aujourd'hui fondamental de maîtriser afin
d'améliorer leurs performancesIl se propose de vous aider à :
● optimiser un système existant et connaître les impacts de certains
paramètres en fonction du type d'applications fonctionnant sur le
système
● choisir un SGBDR en ayant comme contrainte les critères de
performances, et ainsi se rendre compte des différentes opérations qu'il
sera nécessaire d'effectuer pour régler le système (opération de
"Tuning")
Il débute par une étude des paramètres à prendre en compte et
des différents algorithmes internes pour l'exécution des requêtes de
lecture et de mises à jourPuis, ces paramètres et algorithmes sont
discutés ainsi que leur adéquation aux différents types d'applications
rencontrésIl présente enfin une étude comparative des différentes
approches proposées dans les principaux SGBDR du marché.
Ce livre s'adresse donc aux Administrateurs de Bases de
Données (ABD) et programmeurs d'applications sur SGBDRIl intéressera
aussi les décideurs, utilisateurs, étudiants et enseignants désirant
approfondir leurs connaissances de ces systèmes.
TABLE DES MATIERES
CHAPITRE 1 INTRODUCTION 1
1 LE RELATIONNEL AUJOURD'HUI 1
2 LES GAINS DU RELATIONNEL 2
2.1 L'évolution de la gestion des données 2
2.2 Une architecture de données à trois niveaux 3
2.3 Fonctionnement d'un SGBD implantant trois niveaux 5
2.4 Les défis du relationnel 6
2.5 Résumé des tendances d'aujourd'hui et des gains du relationnel 9
3 MAIS ALORS, OÙ SONT LES PROBLEMES ? 10
3.1 Influence de la flexibilité sur les performances 10
3.2 Influence de l'architecture à 3 niveaux 12
3.3 Influence du type d'applications et rôle de l'ABD 12
3.4 Résumé des considérations et objectifs de l'étude 13
3.5 Organisation de l'ouvrage 14
4 PRESENTATION D'UN EXEMPLE SIMPLE 15
CHAPITRE 2 OPTIMISATION LOGIQUE DE LA BASE 17
1 INTRODUCTION ET RAPPELS SUR LA CONCEPTION LOGIQUE 17
2 OPTIMISATION DU SCHEMA RELATIONNEL 23
2.1 La dénormalisation 24
2.2 Le stockage de valeurs redondantes et la codification 26
3 OPTIMISATION DES ORDRES SQL 27
3.1 Introduction 27
3.2 Performances des opérateurs SQL 28
3.3 Résumé des forces et des faiblesses du langage 32
CHAPITRE 3 LA GESTION PHYSIQUE DES DONNEES 35
1 COMMENT LE SGBD GERE LES DONNEES? 35
1.1 Une gestion propre au SGBDR 36
1.2 Interférences avec le système d'exploitation 37

1.2 Interférences avec le système d'exploitation 37
2 LA GESTION DE LA MEMOIRE CENTRALE 38
2.1 Gestion des données de l'utilisateur: mémoire cache 38
2.2 Algorithmes d'allocation de la mémoire cache 39
2.3 Zone de mémoire partageable 41
2.4 Gestion de l'activité des applications de l'utilisateur 42
2.5 Gestion des processus SGBD 42
2.6 Gestion de la mémoire centrale dans les SGBDR commercialisés 43
3 LA GESTION DES FICHIERS DE LA MEMOIRE SECONDAIRE 49
3.1 La taille des fichiers de la base 50
3.2 Les paramètres affectant l'emplacement des fichiers 50
3.3 Gestion de la mémoire secondaire dans les SGBDR commercialisés 54
CHAPITRE 4 LA GESTION DES METHODES D'ACCES AUX DONNEES 61
1 QU'EST-CE-QU'UNE METHODE D'ACCES ? 61
2 PANORAMA DES METHODES D'ACCES AUX DONNEES EXISTANTES 63
2.1 La méthode séquentielle 63
2.2 La méthode relative ou accès direct 63
2.3 Les méthodes basées sur les index 63
2.4 La méthode du "Hashing" 64
2.5 La mise en Clusters 64
3 LES METHODES D'ACCES BASEES SUR LES INDEX 64
3.1 Fonctionnement d'un index 64
3.2 Index hiérarchiques 67
3.3 Types d'index 68
3.4 Avantages et inconvénients des index 69
3.5 Quand doit-on créer des index ? 71
3.6 Mise en œuvre des index hiérarchiques: ISAM et B- Trees 72
3.7 Les index dans les principaux SGBDR du marché 77
4 LE HACHAGE 83
4.1 Fonctionnement du hachage 83
4.2 Avantages et inconvénients du hachage 84
4.3 Quand peut-on utiliser le hachage ? 86
4.4 Le hachage dans les SGBDR du marché 87
4.5 Quand utiliser le hachage plutôt que les index ? 88
5 LA MISE EN CLUSTERS 89
5.1 Qu'est ce qu 'une mise en Clusters ? 89
5.2 Le Clustering dans les principaux SGBDR du marché 90
5.3 Les index sur Cluster 91
5.4 Les index sur Cluster et les SGBDR du marché 93
CHAPITRE 5 OPTIMISATION DES REQUETES EN LECTURE 95
1 LE FONCTIONNEMENT DU SGBDR EN RECHERCHE DE DONNEES 95
1.1 Les différentes unités fonctionnelles d'un SGBDR 96
1.2 Le rôle de l'analyseur de requêtes 98
1.3 Le rôle du gestionnaire de données 98
2 LES OPTIMISEURS DE REQUETES 98
2.1 Le rôle de l'optimiseur de requêtes 98
2.2 Les différentes caractéristiques des optimiseurs de requêtes 100
2.3 Classification des optimiseurs de requêtes 106
2.4 Les optimiseurs de requêtes dans les principaux SGBDR du marché 107
CHAPITRE 6 OPTIMISATION DES REQUETES EN MISE A JOUR 113
1 LE CONCEPT DE TRANSACTION 113
1.1 Introduction 113
1.2 Pourquoi une transaction ? 115
1.3 Propriétés des transactions 117
2 LES PROBLEMES LIES AU MECANISME DU COMMIT-ROLLBACK 119
2.1 L'avortement en cascade 120
2.2 Avortement en cascade et performances 122
2.3 L'exécution rigoureuse des transactions 122
2.4 Problèmes posés par le mécanisme du Commit/Rollback et performances dans les SGBDR 124
3 CONCURRENCE ET SERIALISIBILITE DES TRANSACTIONS 125
3.1 Exemple de concurrence et verrouillage 125
3.2 Type de verrous 128
3.3 Verrouillage implicite dans les SGBDR 128
3.4 Libération automatique des verrous 129
3.5 Granularité du verrouillage 129
3.6 Impact de la granularité du verrouillage sur les performances 130
3.7 Mécanismes de verrouillage dans les SGBDR commercialisés 131
4 ARCHITECTURE ET FONCTIONNEMENT INTERNE DU SGBDR 143
4.1 Architecture interne du SGBDR 144
4.2 Fonctionnement des modules transactionnels et impacts sur les performances 146
4.3 Technique pour assurer l'atomicité des transactions 147

4.3 Technique pour assurer l'atomicité des transactions 147
4.4 Technique pour assurer la sérialisibilité, la récupérabilité et l'exécution rigoureuse des transactions 147
5 LE GESTIONNAIRE ET LA TABLE DE VERROUS 150
5 .1 Fonctionnement 150
5.2 Performances des tables de verrous 151
6 LE PROTOCOLE DE VERROUILLAGE A DEUX PHASES 152
7 LES PROBLEMES DE L'INTERBLOCAGE ET DES TUPLES FANTOMES 153
7.1 Interblocages (ou "Deadlocks") 153
7.2 Mécanismes de détection de l'interblocage et impacts sur les performances 154
7.3 Mécanismes de résolution de l'interblocage 157
7.4 Conseils pour éviter les interblocages 158
7.5 Mécanismes de détection et de résolution dans les SGBDR commercialisés et impacts sur les
performances 158
7 .6 Le problème des tuples fantômes 160
8 VERROUILLAGE ET OPTIMISATION DES PERFORMANCES DANS LES SGBDR 161
8.1 Systèmes avec contention de ressources mais pas de données 163
8.2 Systèmes avec contention de données mais pas de ressources 165
8.3 Estimation de la charge du travail d'un SGBDR 168
9 LES BENCHMARKS 169
CHAPITRE 7 TECHNIQUES DE REPRISE SUR PANNE 173
1 OBJECTIFS ET TYPES DE PANNES 173
2 LE FONCTIONNEMENT DU GESTIONNAIRE DE DONNEES 175
2.1 Résumé du fonctionnement interne du SGBDR 176
2.2 Fonctionnement du gestionnaire de mémoire cache 177
3 LE JOURNAL DES TRANSACTIONS ET LE GESTIONNAIRE DES RECUPERATIONS 184
3.1 Nécessité d'un journal de transactions 184
3.2 Fonctionnement d'un journal de transactions 185
3.3 Performances des journaux de transactions logiques contre physiques 186
3.4 Minimisation de la taille d'un journal physique 187
3.5 Fin du journal 188
3.6 Le journal de transactions dans les SGBDR commercialisés 188
4 PERFORMANCES DANS LES MECANISMES DE REPRISE: LES POINTS DE COHERENCE 191
4.1 Qu 'est ce qu 'un point de cohérence? 191
4.2 Performances des SGBDR et points de cohérence 192
4.3 Les CheckPoints dans les SGBDR commercialisés 193
5 FONCTIONNEMENT DES MECANISMES DE REPRISE A CHAUD 196
5.1 Quatre fonctionnements de base pour la reprise à chaud 196
5.2 Les reprises à chaud qui nécessitent les actions Défaire et Refaire 197
5.3 Les reprises à chaud qui nécessitent les actions défaire mais pas refaire 199
5.4 Les reprises à chaud qui nécessitent les actions refaire mais pas défaire 199
5.5 Les reprises à chaud qui ne nécessitent ni actions défaire ni actions refaire 202
5.6 Fonctionnement des reprises à chaud dans les SGBDR commercialisés 202
6 LES MECANISMES DE REPRISE A FROID 205
6.1 Les différentes approches 205
6.2 Mécanismes de reprise à froid dans les SGBDR commercialisés 207
CHAPITRE 8 UNE APPROCHE MATERIELLE POUR LES PERFORMANCES 213
1 INTRODUCTION 213
2 ARCHITECTURE GENERALE D'UNE MACHINE BASE DE DONNEES 216
3 LA MACHINE TERADA TA DBC/1012 216
3.1 Introduction 216
3.2 Architecture physique de la machine DBC/1012 221
3.3 Répartition et accès aux données sur le disque 224
3.4 Les transactions dans le DBC/1012 227
3.5 La reprise sur panne 229
3.6 Le verrouillage dans le DBC/1012 231
4 LE SERVEUR S32 DE COPERNIQUE 234
4.1 Présentation de la machine 234
4.2 Caractéristiques de la machine fonctionnelle base de données 235
CONCLUSION 239
ANNEXES 241
ANNEXE 1 RAPPELS SUR LE MODELE RELATIONNEL 241
ANNEXE 2 RAPPELS SUR LE LANGAGE SQL 251
ANNEXE 3 LES PRINCIPAUX SGBDR DE L'ETUDE 261
GLOSSAIRE 269
BIBLIOGRAPIDE ET REFERENCES 295
INDEX 299

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