Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Tese de Doutorado Nº 568
Aluno: Carlos Gomes Araújo
Orientador: Prof. Eduardo Antonio Guimarães Tavares
Coorientador: Prof. Meuse Nogueira de Oliveira Junior (IFPE)
Título: Uma abordagem para análise do impacto da consistência no desempenho
e disponibilidade em SGBDs NoSQL
Data: 31/08/2022
Hora/Local: 9 h – Virtual – Interessados em assistir entrar em contato com o aluno
Banca Examinadora:
Prof. Paulo Romero Martins Maciel (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Robson do Nascimento Fidalgo (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Aida Araújo Ferreira (IFPE / Campus Recife)
Prof. Edmundo Roberto Mauro Madeira (UNICAMP / Instituto de Computação)
Prof. Paulo Hugo Espírito Santo Lima ( UPE / Escola Politécnica de PE)
RESUMO:
Na última década, o volume de dados gerado e armazenado por computador
aumentou notavelmente. Estes dados vêm de várias fontes, como educação,
governo, saúde, segurança e manufatura. Os dados, que podem ou não ser
estruturados, podem ser gerados, por exemplo, por sistemas operados por
usuários ou máquinas autônomas. Para atender à demanda do gerenciamento
destes dados, as tecnologias de banco de dados convencionais apresentam
limitações devido à rigidez de suas arquiteturas. Adjacente a essa
necessidade de crescimento dos dados, populariza-se o desenvolvimento dos
sistemas gerenciadores de banco de dados (SGBD) NoSQL, (Not Only SQL).
NoSQL é uma tecnologia de banco de dados concebida principalmente para
ultrapassar a escala, desempenho, disponibilidade e as limitações dos SGBDs
relacionais. Para melhorar seu desempenho e disponibilidade, o NoSQL
oferece a consistência eventual, a qual permite, temporariamente uma
inconsistência entre os servidores redundantes. Importantes SGBDs NoSQL
dispõem da possibilidade da configuração da consistência baseada em quórum,
que representa o número de servidores que devem confirmar uma operação para
que a mesma seja concluída. Neste contexto, um grande desafio é quantificar
e avaliar o impacto no desempenho, na disponibilidade, na probabilidade de
acessar os dados mais recentes e no consumo de energia das operações no
NoSQL baseado em quórum. Diversos trabalhos avaliam SGBDs NoSQL, mas a
estimativa do impacto da escolha da consistência nessas métricas ainda é
pouco representada na literatura. As possibilidades da escolha de diversas
arquiteturas e configurações em SGBDs NoSQL baseado em quórum requerem
ferramentas e técnicas de avaliação para que um projetista possa selecionar
a melhor abordagem na implementação de sistemas. Esta tese de doutorado
apresenta e avalia um conjunto de modelos formais que permitem quantificar
o impacto da configuração da consistência. A proposta utiliza rede de Petri
estocástica e Diagrama de blocos de confiabilidade para modelar sistemas de
armazenamento de dados NoSQL baseados em quórum. Os modelos permitem
estimar o desempenho, a disponibilidade, a probabilidade de acesso ao dado
mais recente e o consumo de energia. Um estudo de caso, verificou que
elevar o nível de consistência melhorou a probabilidade de acesso ao dado
mais recente em 21%. No entanto, aumentou o tempo das operações, a
disponibilidade do sistema foi elevada de 3 segundos para 3 horas.
Palavras-chave: rede de Petri estocástica. SPN. RBD. Consistência. Desempenho. Disponibilidade.Probabilidade. Consumo de energia.
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