Logo Zephyrnet

Trí thông minh dữ liệu tạo

Dữ Liệu Lớn.

Cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ: Tổng quan – DỮ LIỆU

Được xuất bản lại bởi Plato
Được xuất bản lại bởi Plato

Ngày:

Lượt xem: 45
Shutterstock

Cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ hoạt động nhanh hơn cơ sở dữ liệu có bộ lưu trữ trên đĩa. Điều này là do họ sử dụng "nội bộ" thuật toán tối ưu hóa, đơn giản hơn và nhanh hơn, đồng thời loại hệ thống này yêu cầu ít lệnh CPU hơn hệ thống lưu trữ đĩa. Ngoài ra, việc truy cập dữ liệu đã được lưu trữ “trong bộ nhớ” sẽ loại bỏ nhu cầu tìm kiếm thời gian trong khi tìm kiếm dữ liệu. Kết quả là, một số nhà cung cấp kho dữ liệu đang chuyển sang công nghệ trong bộ nhớ để tăng tốc độ xử lý dữ liệu. Đám mây cũng mang đến cơ hội sử dụng cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ.

Theo truyền thống, dữ liệu được lưu trữ trên ổ đĩa, với RAM được sử dụng làm bộ nhớ ngắn hạn khi máy tính đang được sử dụng. Kiến trúc cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ sử dụng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu chủ yếu dựa vào bộ nhớ chính (RAM) của máy tính và được tổ chức bởi hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ (IMDBMS). Kiến trúc cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ (IMDB) yêu cầu hệ thống quản lý được thiết kế để sử dụng bộ nhớ chính của máy tính làm vị trí chính để lưu trữ và truy cập dữ liệu, thay vì ổ đĩa.

Mặc dù trong bộ nhớ hệ thống cơ sở dữ liệu có ứng dụng rộng rãi, chúng được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng thời gian thực đòi hỏi công nghệ hiệu suất cao. Các trường hợp sử dụng của các hệ thống này bao gồm các ứng dụng phản hồi theo thời gian thực, chẳng hạn như trong các ngành tài chính, quốc phòng, viễn thông và tình báo. Các ứng dụng yêu cầu truy cập dữ liệu theo thời gian thực như ứng dụng phát trực tuyến, ứng dụng trung tâm cuộc gọi, ứng dụng đặt chỗ và ứng dụng du lịch cũng hoạt động tốt với IMDBMS. 

Hai lý do chính khiến cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ chưa phổ biến trước đây liên quan đến chi phí và thiếu ACID (tính nguyên tử, tính nhất quán, sự cô lập và độ bền). Việc thiếu “độ bền” ám chỉ việc IMBD mất bộ nhớ nếu bị cắt điện. Ngoài ra, RAM về mặt lịch sử khá đắt tiền và điều này đã cản trở sự phát triển và phát triển của cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ. Gần đây, giá RAM đã bắt đầu giảm, khiến IMBD có giá cả phải chăng hơn.

Bộ nhớ so với bộ nhớ

Kho dành cho dữ liệu hiện không được sử dụng nhưng đã được ghi trên đĩa cứng, có thể được lưu vô thời hạn và được gọi lại khi cần. Dữ liệu được lưu trữ trên đĩa là vĩnh viễn trừ khi bị xóa. Ổ cứng lưu trữ thường được sử dụng cho mục đích lưu trữ lâu dài. Theo truyền thống, ổ cứng được thiết kế để lưu lượng dữ liệu lớn hơn nhiều so với RAM. Tình hình đó đang thay đổi.

RAM là một thành phần vật lý, không phải là một chương trình phần mềm. Nó sử dụng chip máy tính (mạch tích hợp) được hàn vào bảng logic chính hoặc, như trường hợp của nhiều máy tính cá nhân, sử dụng hệ thống plug-in để dễ dàng nâng cấp các mô-đun bộ nhớ (còn được gọi là mô-đun DRAM). Sử dụng IMDB thay vì hệ thống ổ đĩa mang lại những lợi ích sau:

  • RAM có thể được tăng lên để cải thiện hiệu suất một cách tương đối dễ dàng.
  • RAM bổ sung cho phép máy tính làm được nhiều việc hơn cùng một lúc (nhưng thực tế không làm cho máy tính nhanh hơn).
  • RAM bổ sung cải thiện khả năng chuyển đổi giữa các ứng dụng khác nhau và cho phép mở nhiều ứng dụng mà không khiến hệ thống trở nên chậm chạp.
  • Nó sử dụng ít năng lượng hơn ổ đĩa.

Có hai loại RAM cơ bản: DRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động) và SRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh). RAM đã được sử dụng như một dạng bộ nhớ ngắn hạn cho máy tính sử dụng. Từ dùng để mô tả việc RAM bị mất bộ nhớ khi bị cắt điện là “không ổn định”.

  • DRAM: Thuật ngữ “động” hàm ý rằng ký ức phải liên tục được làm mới. DRAM thường được sử dụng làm bộ nhớ chính trong máy tính. RAM phải được làm mới hàng ngàn lần mỗi giây.
  • SRAM: Thường được sử dụng làm bộ đệm hệ thống. (Bộ nhớ nhỏ hơn, nhanh hơn, gần với lõi bộ xử lý hơn.) Nó lưu trữ các bản sao của dữ liệu được sử dụng thường xuyên từ bộ nhớ chính và được mô tả là “tĩnh” vì không cần phải làm mới. Tuy nhiên, SRAM cũng dễ bay hơi và mất ký ức khi mất điện.

Mở rộng quy mô

Hiện tại, IMDG cung cấp một cách đơn giản, tiết kiệm chi phí để cung cấp khả năng mở rộng. MỘT IMDG cho phép mở rộng quy mô chỉ đơn giản bằng cách thêm một RAM mới. Việc thêm bộ nhớ được mô tả là “mở rộng quy mô theo chiều dọc” và liên quan đến việc tăng công suất của hệ thống, cho phép hệ thống xử lý nhiều giao dịch hơn. Đây là cách đơn giản nhất, nhanh nhất để tăng công suất mà không làm thay đổi đáng kể kiến ​​trúc hệ thống. Ngoài ra, cơ sở dữ liệu có thể mở rộng quy mô, đồng thời cung cấp chế độ xem dữ liệu, có thể giúp làm việc với các vùng chứa dễ dàng hơn đáng kể.

NVRAM

RAM đi kèm với một vấn đề nghiêm trọng và rõ ràng. Nó thua
dữ liệu trong thời gian mất điện (hoặc nếu nó bị rút phích cắm), gây ra thiệt hại lớn
sự thất vọng cho người dùng con người của nó. Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên không ổn định (NVRAM)
mô tả bộ nhớ máy tính có khả năng lưu giữ dữ liệu ngay cả sau khi cấp nguồn cho máy tính.
bộ nhớ đã bị cắt.

Hiện nay, dạng NVRAM phổ biến nhất được gọi là flash
ký ức. Bộ nhớ flash là bộ lưu trữ máy tính không thay đổi, có thể được cố ý
bị xóa và lập trình lại. Nó là một chip bộ nhớ để lưu trữ và truyền dữ liệu
từ thiết bị kỹ thuật số này sang thiết bị kỹ thuật số khác. Bộ nhớ flash có thể được lập trình lại bằng điện tử
hoặc bị xóa. Nó có thể được tìm thấy trong máy ảnh kỹ thuật số, máy nghe nhạc MP3, ổ flash USB,
và ổ đĩa thể rắn.

Một tiến bộ đáng kể trong công nghệ NVRAM là
bóng bán dẫn cổng nổi, cung cấp bộ nhớ chỉ đọc, có thể lập trình và xóa được
(EPROM). Transistor cổng nổi bao gồm một cực cổng, được bảo vệ bởi
chất cách điện chất lượng cao (đóng vai trò như một công tắc) cho lưới bóng bán dẫn. Các
EPROM có thể bị xóa và thiết lập lại bằng cách chiếu tia cực tím. Công nghệ này
gần đây đã được thay thế bằng EEPROM, sử dụng điện để thiết lập lại
ký ức. Các khái niệm mới cho NVRAM bao gồm:

  • RAM sắt điện (F-RAM): Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, rất giống với DRAM, nhưng sử dụng một màng sắt điện mỏng có các nguyên tử thay đổi cực tính, dẫn đến sự chuyển đổi. Bộ nhớ được giữ lại khi mất điện.
  • RAM thay đổi pha (PRAM): Sử dụng chiến thuật tương tự như đĩa CD có thể ghi, nhưng số đọc dựa trên sự thay đổi điện trở, thay vì tính chất quang học.
  • Nano RAM: Dựa trên công nghệ ống nano cacbon.

Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ (IMDBMS)

Sự hiểu biết thấu đáo về nhu cầu và ưu tiên của tổ chức là rất quan trọng trong việc xác định lựa chọn kiến ​​trúc cơ sở dữ liệu tốt nhất. IMDBMS (đôi khi được viết tắt là “hệ thống cơ sở dữ liệu bộ nhớ chính) sử dụng nhiều phương pháp và kỹ thuật khác nhau để cung cấp khả năng xử lý cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ.

IMDBMS hiện đại không chỉ lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ mà còn
thực hiện các thao tác trong bộ nhớ. Tất cả dữ liệu có thể được lưu trữ trong bộ nhớ,
nhưng có thể ở định dạng nén, tối ưu hóa khả năng truy cập và lưu trữ dữ liệu. Cơ sở dữ liệu
có thể được thiết kế để cung cấp các khả năng kết hợp, chẳng hạn như kết hợp các chức năng
của ổ đĩa và công nghệ trong bộ nhớ để tối đa hóa hiệu suất và giảm thiểu
chi phí.

Để đảm bảo tính bền vững của dữ liệu trong IMDBMS, nó phải
định kỳ được chuyển từ bộ nhớ dễ thay đổi sang bộ nhớ bền bỉ hơn,
hình thức lưu trữ lâu dài. Một phương pháp cho việc này được gọi là “ghi nhật ký giao dịch”,
với các ảnh chụp nhanh theo thời gian của dữ liệu trong bộ nhớ được gửi đến một số dạng không ổn định
kho. Nếu hệ thống bị lỗi (và được khởi động lại), cơ sở dữ liệu có thể được đặt lại,
với hầu hết dữ liệu hiện tại vẫn có sẵn.

Đám mây và IMBD

Đám mây cung cấp một môi trường tuyệt vời để có được
hầu hết các tính toán trong bộ nhớ. Môi trường đám mây cung cấp cho các tổ chức
khả năng truy cập số lượng lớn RAM theo ý muốn. Cách tiếp cận này có thể giúp
các tổ chức tránh được chi phí cho một máy tính trong bộ nhớ tại chỗ.

Sản phẩm điện toán đám mây cũng có thể cung cấp một môi trường giúp việc lưu trữ trong bộ nhớ trở nên đáng tin cậy hơn thông qua việc sử dụng các máy chủ dự phòng và máy ảo sử dụng tính năng chuyển đổi dự phòng tự động. Với những biện pháp này, việc RAM bị gián đoạn sẽ không dẫn đến mất dữ liệu. Những biện pháp bảo vệ này khó phát triển hơn trong hệ thống máy tính tại chỗ. Việc kết hợp điện toán đám mây và trong bộ nhớ mang lại một cách tuyệt vời để tối đa hóa lợi ích của hệ thống trong bộ nhớ.

tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img

Bản quyền @ 2024 Plato Technologies Inc.