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Seminar Aktive Datenbanken

REACH

A Real-Time Active and Heterogeneous Mediator System

Yvonne UtterodtLehrstuhl für Datenbanken und Informationssysteme

Prof. Dr. Küspert

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REACHGliederung

• Einführung• Architektur • Regeldefinition• REACH-Komponenten• Administrationswerkzeuge• Fazit• Quellen

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Einführung

• Was ist REACH?– 1992, TU Darmstadt– Forschungsprototyp eines aktiven objektorientierten DBMS– Plattform für die Entwicklung von Anwendungen

• Ziele – Robustes System mit vollständiger aktiver Funktionalität– kommerzielles OODBMS nutzen– alle Ereignisse, Kopplungsmodi und Werkzeugset

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Übersicht

• Einführung• Architektur • Regeldefinition• REACH Komponenten• Administrationswerkzeuge• Fazit• Quellen

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ArchitekturGrad der Integration

Welches Architekturprinzip?

• Schichtenarchitektur– Basiert auf passivem DBMS – Darauf aufbauend gesamte Regelverwaltung als zusätzliche Schicht – Zügige Implementierung

• Integrierte Architektur– Komponenten des DBMS sind auf aktive Funktionalität abgestimmt– Varianten:

• Vollständige Neuentwicklung• Kooperation mit DBMS Hersteller• Verwendung DBMS Forschungsprototyp

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Architektur Lösung bei REACH

REACH mit OpenOODB und Exodus

Solaris

EXODUSStorage Manager

SunProC++

daVinci Tcl/TkOpenOODB

REACH

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Architektur 2-Schichten Architektur von OpenOODB

Basismodule

Meta-Architektur

Persistenz-PM Transaktions-PM Anfragen-PM ...

Adress-management

Übersetzung Kommunikation DataDictionary

REACH

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Architektur Bibliotheken und Datenbanken für REACH

REACHAnwendung

RegelnEreignisse

Anwendungsdaten

DBx

libO3DB

libsm_client

libREACHlibRules

REACH

OpenOODB

Exodus

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Architektur Probleme für REACH

• Method-Wrapping

• Debugger

• Gekaufte Fremdbibliotheken

• Clusterfähigkeit

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Architektur Was ist bei ObjectStore anders?

OpenOODB ObjectStore

Kommerziell nein ja

Code veränderbar ja nein

Datenbanken eine mehrere

Clustering nein ja

Präcompiler ja nein

Persistenzkonzept einfacher fehleranfälliger

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Übersicht

• Einführung• Architektur • Regeldefinition• REACH Komponenten• Administrationswerkzeuge• Fazit• Quellen

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RegeldefinitionEntwurfsmethode OMT+

R3

R1R4

R5R2

PumpTurbine

TurbineX

Power Plant

updateWaterflowcheck

chec

kupdateOilTemp

Reduce RPM updatePressure

upda

tePres

sure

updateWaterflow

Every 4 weeks

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RegeldefinitionRegelsprache REAL

# include „Reactor.hh“rule /powerplant/reactor/r1 {

prio 5;decl River* river;

int x;Reactor* rtor named „BlockA“;

event after river->updateWaterLevel(x)

cond imm x < 3 && river->getTemp() > 24.5 && rtor->getHeatOutput() > 1000000;

action imm rtor->reducePlannedPower(0.05);};

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RegeldefinitionRegelsprache REAL

Kopplungsmodi:

REAL [BBKZ93]imm immediate immediatedef deferred deferred

ind independent -dep dependent sequential causally dependentexc exclusive -

pind parallel independent detachedpdep parallel dependent parallel causally dependentpexc parallel exclusive exclusive causally dependent

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Übersicht

• Einführung• Architektur• Regeldefinition• REACH Komponenten• Administrationswerkzeuge• Fazit• Quellen

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REACH Komponenten

Trace Fehlerbehandlung

Transaktion

Regel

Triggern

Verwaltung

VisualisierungSchnittstellen

API Regelsprache Werkzeuge

Ereignis

Ereignis-parameter

Ereignis-historie

Ereignis-komposition

PrimitiveEreignisse

Zeit-ereignisse

Ereignis-basis

OpenOODB

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REACH KomponentenRegelkomponente

• Speicherorganisation von Regeln• Speicherung mit der Semantik der Regeln verbinden• Lösung: hierarchische Namensräume

Regel i Regel j... ... ... ...

/

Turbinentriebwerk

ÖlkreislaufUmgebung

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REACH KomponentenRegelkomponente

• Teilkomponente Regelauslösung:– Abarbeitung von ausgelösten Regeln

• Teilkomponente Regeladministration:– Regeln erzeugen, verändern und löschen – Organisation der Regelverzeichnisse – Ein- und Ausschalten von Regeln

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REACH Komponenten – Ereigniskomponente- spezialisierte Detektoren und direktes Triggern

Klassenhierarchie der Ereignisse

EreignisPrimitives Ereignis komposites Ereignis

• Methodenereignis

• Transaktionsereignis

• Regelereignis

• Absolutes Zeitereignis

BOT EreignisEOT EreignisCommit EreignisAbort Ereignis

• Relatives Zeitereignis

• Periodisches Zeitereignis

RegelerzeugungRegelentfernungRegeländerungRegeladministration

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Periodischer Zeit-Relativer Zeit-

REACH Komponenten – Ereigniskomponente- spezialisierte Detektoren und direktes Triggern

Prinzip des direkten Triggerns

BOT EOTPrimitives EreignisSignal

Primitiver Ereignis- detektor

Regel

triggern

triggernkompositer Ereignis- detektor

komponieren

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• Primitive Ereignisse:

– gemeinsame Funktionalität aller primitiven Ereignisse– Methodenereignisse

after river->updateWaterLevel(x)– Transaktionsereignisse

BOT(TA-Name), EOT(TA-Name)COMMIT(TA-Name), ABORT(TA-Name)

– Persistenzereignisse– Abstrakte Ereignisse– Regeladministrationsereignisse

REACH Komponenten – Ereigniskomponente- Teilkomponenten

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REACH Komponenten – Ereigniskomponente- Teilkomponenten

• Zeitereignisse

– Absolute Zeitereignisseat 2000/03/13/12/00/00

– Relative Zeitereignisse30 minutes after <<event>>

– Periodische Zeitereignissestart{stop} 2000/03/13/12/00/00, every 30 minutes

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REACH Komponenten – Ereigniskomponente- Teilkomponente Ereigniskomposition

PE PE

PEPE

Ereigniskomposition

Programm 1 Transaktion

Programm 2 Transaktion

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REACH Komponenten – Ereigniskomponente- Teilkomponente Ereigniskomposition

Operationen der Ereignisalgebra

Sequenz E1 then E2Konjunktion E1 and E2Disjunktion E1 or E2 Negation not E2 in E1, E3Hülle all E2 in E1, E3Vielfachereignis n times E2 in E1,E3

Beispielafter river->updateWaterLevel(x) then reactor->updateTemp(t)

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REACH Komponenten – Ereigniskomponente- Teilkomponente Ereigniskomposition

• Kopplungsmodus– immediate nicht möglich– deferred nur wenn die auslösenden Ereignisse aus der gleichen

Transaktion kommen

• Garbage Collection– Löschen von angefangenen Kompositionen – Sequenz, Konjunktion und Disjunktion spätestens beim

Commit/Abort (bei same trans)

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Übersicht

• Einführung• Architektur• Regeldefinition• REACH Komponenten• Administrationswerkzeuge• Fazit• Quellen

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AdministrationswerkzeugeKommandozeile

• Zur Regelmanipulation– Anlegen, Löschen von Regelverzeichnissen– Löschen, umbenennen, verschieben von Regeln– Zugriffsrechte setzen ...

• Regelinspektion– Auflisten von Regeln und Verzeichnissen– Inhalt einer Regel ausgeben

• Organisation der Ereignisse– History anschauen– Löschen von Ereignissen

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AdministrationswerkzeugeRegelbrowser

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AdministrationswerkzeugeRegelbrowser

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AdministrationswerkzeugeEreignisbrowser

History

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AdministrationswerkzeugeBrowser für Triggergraphen

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AdministrationswerkzeugeTracemodus

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Übersicht

• Einführung• Architektur• Regeldefinition• REACH Komponenten• Administrationswerkzeuge• Fazit• Quellen

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Fazit

• Prototyp mit Demonstrationsanwendung Kraftwerk– REACH als Prototyp nicht vollständig

• Bei Schichtenarchitektur Probleme mit Recovery• Handhabung von Ereignissen bei verteilten

Datenbankclients nicht vollständig untersucht• REAL stark an C++ angelehnt, daher prozedural, besser

wäre deklarative Regelsprache• Noch keine kommerziellen Systeme mit kommerziellen

Anwendungen

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Quellen

Jürgen Zimmermann: Konzeption und Realisierung eines aktiven Datenbanksystems: Architektur, Schnittstellen und Werkzeuge, 2001

Jürgen Zimmermann, Alejandro P. Buchmann, Active Rules in DatabaseSystems, REACH, 1999

Alejandro P. Buchmann, Architecture of Active Database Systems, 1998