Проект: ЧелГУ/Омега

Омега: параллельная СУБД для мультипроцессорной вычислительной системы МВС-100/1000.

Основные разработчики
Челябинский Государственный Университет (ЧелГУ), Кафедра математического обеспечения ЭВМ,
зав. кафедрой, доктор физ.-мат. наук Соколинский Леонид Борисович
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (гранты 97-07-90148, 00-07-90077, 03-07-90031).
Тип (теория, программная система, приложение, аппаратные средства) проекта
Программная система: система управления базами данных
Краткое описание
Целью проекта является разработка параллельной системы управления базами данных для аппаратных платформ на базе мультипроцессорных систем МВС-100/1000.

На первом этапе проекта предполагается разработать прототип параллельного сервера баз данных для МВС-100. Данный прототип будет играть роль некоторого параллельного "сопроцессора" баз данных, взаимодействующего с (непараллельным) процессором баз данных, установленным на host-машине, работающей под управлением UNIX/Linux. В качестве процессора баз данных на host-машине предполагается взять GNU SQL-сервер или (и) свободно распространяемую СУБД Postgres.

Разграничение функций между параллельным сопроцессором, будем называть его системой Омега, и непараллельным процессором, будем называть его SQL-сервером, следующее.

SQL-сервер обеспечивает:

  • интерфейс с пользователем;
  • лексический анализ SQL-запросов (далее, - просто запросов);
  • декомпозицию запросов и преобразование их к каноническому внутреннему представлению;
  • передачу запроса во внутреннем представлении системе Омега на МВС-100.

Система Омега обеспечивает:

  • генерацию параллельных планов выполнения запросов;
  • выбор оптимального плана;
  • трансляцию оптимального плана в псевдокод;
  • выполнение псевдокода на МВС-100;
  • передачу результатов выполнения запроса SQL-серверу на host-машине.

На втором этапе проекта предполагается разработать и реализовать оригинальный язык манипулирования данными и передать все функции SQL-сервера системе Омега, превратив ее в полноценную параллельную СУБД.

Аппаратная архитектура системы Омега. Многопроцессорные вычислительные системы типа МВС-100, МВС-1000 предоставляют большую свободу в выборе топологии межпроцессорных соединений и соединений между процессорами и дисковыми накопителями. До недавнего времени в области параллельных баз данных оптимальной считалась архитектура без совместного использования ресурсов, то есть архитектура, в которой каждый процессор имеет свой приватный диск и приватную память. Однако, в настоящее время пришло осознание, что истина лежит где-то по середине, - между системами с общей памятью (SMP) и системами без совместного использования ресурсов. В соответствие с этим за основу построения архитектуры системы Омега был взят иерархический принцип.
Первый уровень иерархии представляется так называемыми омега-кластерами. Омега-кластер имеет фиксированную сильносвязанную топологию и включает в себя четыре процессора, разделяющие общую дисковую подсистему с четырьмя дисками. Число четыре здесь не является единственно возможным. Количество процессорных узлов в омега-кластере должно быть таким, чтобы длина пути между любыми двумя узлами была не больше двух.
Второй уровень иерархии соответствует системе в целом, которая строится как набор слабосвязанных омега-кластеров. Для каждых двух омега-кластеров должен существовать соединяющий их путь. Длина пути между двумя омега кластерами может быть сколь угодно большой. Топология межкластерных соединений не фиксируется. Одна система может содержать сотни кластеров.

Область применения
СУБД Омега ориентирована, прежде всего, на задачи, связанные с обработкой сверхбольших объемов данных. Предполагается использование СУБД Омега для разработки геоинформационных систем и систем, хранящих и обрабатывающих большое количество сложных объектов.
Связь с другими проектами/платформами
СУБД Омега разрабатывается для многопроцессорных вычислительных систем линии МВС. Прототип системы реализуется на МВС-100. В дальнейшем планируется перенос системы на МВС-1000. Перенос на другие платформы пока не планируется.
Завершенность проекта
Завершается выполнение первого этапа проекта. В результате должен появится прототип СУБД Омега, работающий в паре с SQL-сервером.
Контакты, ссылки на доп. информацию
Соколинский Леонид Борисович, e-mail: sokolinsky@acm.org, тел.: (3512)365673, 420409

См. также: Дополнительная информация по проекту Омега, включая публикации: http://www.csu.ru/~sok/OmegaProject

© Лаборатория Параллельных Информационных Технологий, НИВЦ МГУ