بهینه سازی پرس و جو در پایگاه داده توزیع شده با الگوریتم کولونی مورچه

چکیده:

با پیشرفت فناوری شبکه های کامپیوتری و افزایش اندازه پایگاه داده ها، غیرمتمرکز سازی پایگاه داده ها منجر به توسعه پایگاه داده های توزیع شده بر روی چندین دستگاه شده است که در آن توزیع پایگاه داده ها برای کاربران ناپیدا و نامعلوم است. مسأله بهينه سازي پرس و جو در پايگاه داده هاي توزيع شده در مقياس بزرگ ماهيتاً NP-سخت است و حل آن مشكل مي باشد. تحقيقاتي در مورد يافتن يك الگوريتم مناسب به منظور دست يافتن به راه حلي بهينه خصوصاً در مواقعي كه اندازه پايگاه داده ها افزايش مي يابد انجام گرفته است.

یک الگوریتم کولونی مورچه ای به علت ویژگی هایی چون بازخورد مثبت، محاسبع توزیع شده و ترکیب با دیگر الگوریتم های ابتکاری می تواند ملزومات فوق الذکر را برآورده سازد. هرچند که وقتی ACO در پرس و جوی پایگاه داده های توزیع شده اجرا می شود، اطلاعات اولیه مورد نیاز ACO برای تولید یک مجموعه نتیجه بهینه سیستماتیک و سازمان یافته نبوده و منجر به سرعت همگرایی کند تر در ابتدای پردازش به منظور تولید یک حل بهینه می شود. در این مقاله، ترکیب هایی از استراتژی های الگوریتم بهینه سازی کولونی مورچه ای در پایگاه داده های توزیع شده مرور شده و مطالعات انجام شده نشان می دهند که عملکرد بهینه سازی پرس و جوی توزیع شده وقتی که ACO با دیگر الگوریتم های بهینه سازی ترکیب شود بهبود خواهد یافت.

بیان مساله:

سیستم مدیریت پایگاه داده های توزیع شده متشکل از یک پایگاه داده های منفرد منطقی است که به تکه هایی از داده های تقسیم می شود که بر روی یک سری کامپیوتر متصل به هم از طریق شبکه های ارتباطی تحت مرکزیت مدیر پایگاه داده های سراسری و محلی ذخیره شده اند. پايگاه داده هاي توزيع شده قابليت اطمينان بالاتري دارد، امكان دسترسي به آن بيشتر است و عملكرد آن بهتر مي باشد.

در طراحي الگوريتم هاي بهينه سازي به زمان و هزينه ورد نياز براي اجراي اين برنامه ها توجه بسياري مي شود. البته جستجو در تمام قسمت هاي اين فضاي بزرگ امكان پذير نيست. اين مشكل در پايگاه داده هاي توزيع شده يه مسأله بهينه سازي تركيبي است و با تكنيك هاي متعددي مانند تقويت شبيه سازي شده، بهبود چندباره، بهينه سازي دو مرحله اي، الگوريتم هاي قطعي، افزونه اي و اكتشافي براي يافتن راه حل بهينه با در نظر گرفتن زمان لازم براي اجرا و هزينه اجرا و پيچيدگي اجراي اين جستجو ها به آن پرداخته شده است.

کلمات کلیدی: پایگاه داده های توزیع شده، بهینه سازی پرس و جو، الگوریتم بهینه سازی کولونی مورچه ای، ترکیب ACO، استراتژی های بهینه سازی