주기억 장치 데이터베이스(MMDB; Main Memory DataBase)

• 주기억 장치 데이터베이스의 개요
  • 정의
    • 데이터베이스 전체를 주기억 장치에 상주시킨 데이터베이스
    • 주기억 장치 DBMS(MMDBMS) : 데이터베이스 전체를 주기억 장치에 상주시킨 후 데이터베이스 연산을 수행하는 시스템으로, 디스크 입.출력이 발생하지 않음
  • 출현 배경
    • 메모리 칩(Chip)의 기술 발전과 주기억 장치 가격의 하락
      • DRAM 반도체 등 메모리와 관련된 기술의 발전으로 대용량 메모리 칩의 개발
      • 64비트 프로세서의 등장으로 무한대의 메모리 공간 사용이 가능
      • 비휘발성 메모리인 플래시 메모리의 상품화로 자기 기록 매체의 역할 대체
    • 실시간 처리를 요하는 업무 영역의 증대와 고객의 요구 수준 향상
  • 장.단점
    • 장점
      • 기존 디스크 기반의 입.출력 횟수를 줄임으로써 빠른 처리 속도를 얻을 수 있음
        • 모든 연산을 주기억 장치에서 수행하므로 디스크의 I/O가 없으나 회복을 위해서는 디스크 I/O가 필요
      • 디스크의 I/O 횟수를 줄여 실시간 응용에 적합한 속도를 얻을 수 있음
    • 단점
      • 주기억 장치 특성에 맞게 설계되어야 함
      • 주기억 장치의 휘발성으로 인해 오류 회복이 주요 해결 과제
  • 주기억 장치 데이터베이스와 디스크 기반 데이터베이스의 비교

구분	디스크 기반 데이터베이스	주기억 장치 데이터베이스
데이터베이스 운영 위치	디스크	메인 메모리(주기억 장치)
운영 목표	데이터의 안정적 운영	트랜잭션의 빠른 수행
동시성 제어	데이터 접근 트랜잭션 중심	인덱스에 대한 동시성 제어
처리 속도	1배(데이터베이스 연산 + 데이터 전송 연산)	10~ 500배 빠름(데이터베이스 연산 시간)
백업 매체	디스크	디스크
인덱싱 알고리즘	B-Treem B+-Tree	해싱, T-Tree
크기 제한	하드 디스크 크기	물리적 메인 메모리 크기
회복 기법	Undo/Redo 로그 관리	하드웨어적인 회복 기법

   

• 주기억 장치 데이터베이스의 요소 기술
  • T-Tree를 이용한 인덱스 기술

    디스크에 저장된 데이터 접근하는 방법인 B-Tree 계열과는 달리, 모든 데이터가 메모리에 존재하도록 하는 인덱싱 기술

  • 동시성 제어 기술

    주 기억 장치의 빠른 데이터 접근과 함께 동시성 제어를 적용한 기술

  • 비휘발성 기억 장치를 이용한 데이터베이스 회복 기술

    회복을 위해 정기적으로 디스크에 백업하는 작업이 필요

     

• 주기억 장치 데이터베이스의 활용 분야
  • 실시간 응용과 빠른 트랜잭션 처리가 필요한 분야

    공정제어, 항공 시스템, 로봇, 사이버 증권,웹 인증 등

  • 전자상거래 사이트의 성능 향상

    인터넷 포털, 게임,채팅 등 하루 수 백만에서 수 천만 페이지 뷰가 발생하는 인터넷 전자상거래 환경

  • 실시간 사용자 특성 추적
    • 웹 로그 방식을 대신하는 웹 트래킹(Web tracking) 분야
    • 사용자 별 방문 페이지 및 행동 특성을 실시간으로 기록하여 비즈니스에 활용
  • 실시간 DBMS, Hot-spot DBMS, 인증용 서버분야에 효과적으로 활용가능

       

• T-Tree
  • 정의

    일반적인 트리가 하나의 노드에 데이터 1개만을 가지는 대신 T-Tree 는 하나의 노드가 n개의 데이터를 가질 수 있도록 개선한 인덱스 구조

  • 검색 방법

    B-Tree에서는 1개의 값만을 비교하나, T-Tree에서는 그 노드의 가장 작은 값 및 가장 큰 값을 비교

    • 검색하려는 값이 그 노드의 가장 작은 값보다 작으면 왼쪽 서브 트리로 이동하여 계속해서 검색
    • 검색하여는 값이 그 노드의 가장 큰 값보다 크면 오른쪽 서브 트리로 이동하여 계속해서 검색
    • 둘 다 아닐 경우 현재 노드에서 검색
  • T-Tree와 B-Tree 비교