7. Анализ структуры бд точки зрения эффективности на основе имитационного моделирования

Каноническая структура БД не всегда является эффективной с точки зрения времени выполнения функций над данными и, следовательно, времени выполнения клиентских запросов. При прагматическом подходе может быть предложено несколько вариантов прагматической «оптимизации» конкретной ИС. При этом огромный объем информации, содержащейся в БД и множество функций, выполняемых над данными, делают невозможным «ручной» выбор из нескольких вариантов БД такой структуры, которая отвечала бы тому или иному критерию эффективности.

Одним из наиболее эффективных методов оценки является имитационное моделирование работы ИС и анализ временных показателей с точки зрения критерия эффективности, определенного выше.

При имитационном моделировании ИС может быть описана моделью массового обслуживания. ИС характеризуется тем, что имеются случайный поток событий (клиентских запросов), поступающих на обслуживание, и операции обслуживания (обработки запроса), на выполнение которых требуется некоторое (разное) время.

При построении имитационных моделей исследуемых процессов ИС как системы массового обслуживания описываются следующие компоненты:

• входной поток однородных событий;

• дисциплина очереди заявок;

• механизм обслуживания.

Для моделирования ИС должен использоваться транзактный способ имитации. Входным потоком событий в нашем случае является последовательность функций над данными, декомпозированных до уровня SQL-запросов. Функциональные действия при выполнении транзакта представляются задержками на время выполнения обработки. Собственно процессы, происходящие при обработке транзактов, не рассматриваются. Такой уровень детализации вполне обоснован, поскольку детали выполнения транзакта зависят от конкретной СУБД и являются «ноу-хау» фирмы-производителя.

Параметрами имитационного моделирования являются величины, которые произвольно выбираются проектировщиком с целью изучения их влияния на исследуемую систему. Остальные характеристики – переменные модели – принимают вполне определенные значения. В качестве переменных имитационной модели ИС выступают времена задержек на передачу запросов T_t и время считывания таблиц или их частей в кэш T_cash.

Д ругая группа характеристик – это статистические характеристики моделирования, то есть задание способов выбора стохастических величин. Обычно для этого используются различные функции плотности распределения случайной величины, которые могут в принципе изменяться в ходе имитационного моделирования. Статистическими характеристиками имитационной модели ИС являются распределение вероятностей типов поступающих запросов, распределение вероятностей объемов запросов, распределение поступающих запросов во времени.

Результатом моделирования являются статистические данные: средний и максимальный объем передаваемой информации, среднее и максимальное время обработки конкретного запроса, среднее и максимальное время ожидания обработки (длина очереди), сумма времен обработок всего множества запросов.

Из рисунка видно, что выбор оптимальной структуры зависит от объема информации.