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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