Возможен ли параллельный поиск информации по нескольким запросам на одном компьютере

Обновлено: 05.07.2024

Web-технологии предназначены для создания различных ресурсов Интернет: Web-страниц, Web-сайтов,Web-порталов и других.

Web-технологии можно разделит на два основных вида по признаку используемых инструментальных средств:

- неавтоматизированные технологии, в которых разработчик использует для описания построения Web-ресурсов специальные языки, например, HTML.

Достоинством первого вида технологий является их простота и доступность для широкого пользователя. Они позволяют строить ресурсы с несложной типовой структурой.

Достоинствами второго вида является возможность построения сложных и оригинальных сайтов, страниц и других ресурсов. Но данный вид технологий требует специальной подготовки.

Задание: создать персональную Web-страницу.

Порядок работы:

Создать рабочую папку с именем Web_урок.

В среде Word создать документ персональной страницы с именем index.htm (тип файла – Web-страница) и сохранить его в папке Web_урок. В качестве примера на странице можно использовать разделы: “О нас”, “Объявления”, “Гостевая”.

Создать на странице гиперссылки на разделы: “О нас”, “Объявления” следующим образом:

выделить левой кнопкой мыши запись “О нас”, а правой кнопкой вызвать динамическое меню;

выбрать режим гиперссылки;

в окне “имя файла” написать имя файла гиперссылки, например, “o_nas.htm”и зафиксировать это имя нажатием клавиши ok;

аналогично создается гиперссылка на файл объявлений с именем obyav.htm;

сохранить документ index.htm.

Создание файлов гиперссылок: o_nas.htm, obyav.htm:

в среде Word в новом документе с именем o_nas.htm (тип файла Web-страница) написать сведения об авторах сайта, его структуре и сохранить файл в папке Web_урок;

аналогично создать файл с именем obyav.htm , содержащий текст произвольного объявления, например: “Продается гараж”;

в конце каждого из созданных файлов аналогично пункту 3 создать запись “возврат на главную страницу” и оформить ее как гиперссылку на файл index.htm.

Протестировать работу Web-странички в среде Word.

выбрать режим “регистрация”;

Рисунок 55. Анкета для заполнения.

выбрать логин (имя страницы) и пароль для разрешения изменений материалов страницы;

выбрать режим “Создать”;

установить режим: “загрузка фалов на сайт”;

аналогично загружаются документы o_nas.htm, obyav.htm;

используя пункт меню “завершить загрузку”, выйти из режима (“выход”) загрузки;

используя кнопку горизонтального меню “обновить” подготовит режим просмотра содержимого своей страницы.

Графическое оформление персональной страницы:

выделить левой кнопкой мыши файл index.htm, с помощью динамического меню вызвать режим “изменить” (в некоторых версиях системы Windows используется режим “открыть в системе Word”);

вставить необходимые графические образы и сохранить файл index.htm;

аналогичные изменения при необходимости произвести в файлах o_nas.htm и obyav.htm (после выполнения п.8 в папке Web-урок появятся три новые вложенные папки: index.files, o_nas.files и obyav.files);

выставить свой логин и пароль;

выбрать режим “мастерская” и “управление файлами”;

режиме “создать папки” создать папки index.files, o_nas.files и obyav.files;

в режиме “выбрать папку” выбираем корневую папку и записываем (обновляем старые файлы) в нее в режиме “загрузить файлы” файлы index.htm, o_nas.htm и obyav.htm;

аналогично выбираем последовательно папки index.files, o_nas.files и obyav.files и соответственно загружаем в них содержимое этих папок, хранящихся в папке Web-урок;

запускаем режим обновить;

проверяем корректность введенных изменений выходом на свою страницу.

Создание гиперссылок на другие ресурсы Интернет:

внесем изменения в файл o_nas;

оформляем гиперссылки на два-три адреса индивидуальных Web-страниц студентов-сокурсников или одногруппников;

проверить режим переходов на другие страницы.

Контрольные вопросы:

Составить перечень файлов папки Web_урок после завершения работы.

Составить перечень операций графического оформления Web-страницы.

Составить перечень операций создания гостевой книги на Web-странице.

Составить перечень операций создания гиперссылок на другие Web-ресурсы.

Что понимается под термином “хостинг”?

Назвать два основных вида ресурсов Интернет для информационного поиска.

Какие поисковые системы Вам известны?

Как зависит количество найденных документов в Интернет от числа ключевых слов, используемых в запросе?

Возможен ли параллельный поиск информации по нескольким запросам на одном компьютере?

Как можно распорядиться с найденными документами?

Порядок создания почтового ящика в среде Интернет.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

В современных ЦП очень много ядер. Годами приложения посылали запросы в базы данных параллельно. Если это отчетный запрос ко множеству строк в таблице, он выполняется быстрее, когда задействует несколько ЦП, и в PostgreSQL это возможно, начиная с версии 9.6.

Понадобилось 3 года, чтобы реализовать функцию параллельных запросов — пришлось переписать код на разных этапах выполнения запросов. В PostgreSQL 9.6 появилась инфраструктура для дальнейшего улучшения кода. В последующих версиях и другие типы запросов выполняются параллельно.

Ограничения

Не включайте параллельное выполнение, если все ядра уже заняты, иначе другие запросы будут тормозить.
Самое главное, параллельная обработка с высокими значениями WORK_MEM задействует много памяти — каждое хэш-соединение или сортировка занимают память в объеме work_mem.
Запросы OLTP с низкой задержкой невозможно ускорить параллельным выполнением. А если запрос возвращает одну строку, параллельная обработка его только замедлит.
Разработчики любят использовать бенчмарк TPC-H. Может, у вас есть похожие запросы для идеального параллельного выполнения.
Только запросы SELECT без предикатной блокировки выполняются параллельно.
Иногда правильная индексация лучше последовательного сканирования таблицы в параллельном режиме.
Приостановка запросов и курсоры не поддерживаются.
Оконные функции и агрегатные функции упорядоченных наборов не параллельны.
Вы ничего не выигрываете в рабочей нагрузке ввода-вывода.
Параллельных алгоритмов сортировки не бывает. Но запросы с сортировками могут выполняться параллельно в некоторых аспектах.
Замените CTE (WITH …) на вложенный SELECT, чтобы включить параллельную обработку.
Обертки сторонних данных пока не поддерживают параллельную обработку (а могли бы!)
FULL OUTER JOIN не поддерживается.
max_rows отключает параллельную обработку.
Если в запросе есть функция, не помеченная как PARALLEL SAFE, он будет однопоточным.
Уровень изоляции транзакции SERIALIZABLE отключает параллельную обработку.

Тестовая среда

Разработчики PostgreSQL попытались урезать время отклика запросов бенчмарка TPC-H. Загрузите бенчмарк и адаптируйте его к PostgreSQL. Это неофициальное использование бенчмарка TPC-H — не для сравнения баз данных или оборудования.

Параллельное последовательное сканирование

Оно может быть быстрее не из-за параллельного чтения, а потому что данные разбросаны по многим ядрам ЦП. В современных ОС файлы данных PostgreSQL хорошо кэшируются. С упреждающим чтением можно получить из хранилища блок больше, чем запрашивает демон PG. Поэтому производительность запроса не ограничена вводом-выводом диска. Он потребляет циклы ЦП, чтобы:

читать строки по одной со страниц таблицы;
сравнивать значения строк и условия WHERE .

Выполним простой запрос select :

Последовательный скан дает слишком много строк без агрегации, так что запрос выполняется одним ядром ЦП.

Если добавить SUM() , видно, что два рабочих процесса помогут ускорить запрос:

Параллельная агрегация

Нода "Parallel Seq Scan" производит строки для частичной агрегации. Нода "Partial Aggregate" урезает эти строки с помощью SUM() . В конце счетчик SUM из каждого рабочего процесса собирается нодой "Gather".

Итоговый результат рассчитывается нодой "Finalize Aggregate". Если у вас свои функции агрегации, не забудьте пометить их как "parallel safe".

Количество рабочих процессов

Количество рабочих процессов можно увеличить без перезапуска сервера:

Теперь мы видим 4 воркера в выводе explain:

Что здесь происходит? Рабочих процессов стало в 2 раза больше, а запрос стал всего в 1,6599 раз быстрее. Расчеты интересные. У нас было 2 рабочих процесса и 1 лидер. После изменения стало 4+1.

Наше максимальное ускорение от параллельной обработки: 5/3 = 1,66(6) раз.

Как это работает?

Процессы

Выполнение запроса всегда начинается с лидирующего процесса. Лидер делает все непараллельное и часть параллельной обработки. Другие процессы, выполняющие те же запросы, называются рабочими процессами. Параллельная обработка использует инфраструктуру динамических фоновых рабочих процессов (с версии 9.4). Раз другие части PostgreSQL используют процессы, а не потоки, запрос с 3 рабочими процессами мог быть в 4 раза быстрее традиционной обработки.

Взаимодействие

Сколько нужно рабочих процессов?

Минимальное ограничение задает параметр max_parallel_workers_per_gather . Потом исполнитель запросов берет рабочие процессы из пула, ограниченного параметром max_parallel_workers size . Последнее ограничение — это max_worker_processes , то есть общее число фоновых процессов.

Если не удалось выделить рабочий процесс, обработка будет однопроцессной.

Планировщик запросов может сократить рабочие процессы в зависимости от размера таблицы или индекса. Для этого есть параметры min_parallel_table_scan_size и min_parallel_index_scan_size .

Каждый раз, когда таблица в 3 раза больше, чем min_parallel_(index|table)_scan_size , Postgres добавляет рабочий процесс. Количество рабочих процессов не основано на затратах. Круговая зависимость затрудняет сложные реализации. Вместо этого планировщик использует простые правила.

На практике эти правила не всегда годятся для продакшена, так что можно изменить количество рабочих процессов для конкретной таблицы: ALTER TABLE … SET ( parallel_workers = N ).

Почему параллельная обработка не используется?

Кроме длинного списка ограничений есть еще проверки затрат:

parallel_setup_cost — чтобы обойтись без параллельной обработки коротких запросов. Этот параметр прикидывает время на подготовку памяти, запуск процесса и начальный обмен данными.

parallel_tuple_cost : общение лидера с рабочими может затягиваться пропорционально количеству кортежей от рабочих процессов. Этот параметр считает затраты на обмен данными.

Соединения вложенных циклов — Nested Loop Join

Сбор происходит на последнем этапе, так что Nested Loop Left Join — это параллельная операция. Parallel Index Only Scan появился только в версии 10. Он работает аналогично параллельному последовательному сканированию. Условие c_custkey = o_custkey считывает один порядок для каждой клиентской строки. Так что оно не параллельно.

Хэш-соединение — Hash Join

Каждый рабочий процесс создает свою хэш-таблицу до PostgreSQL 11. И если этих процессов больше четырех, производительность не повысится. В новой версии хэш-таблица общая. Каждый рабочий процесс может использовать WORK_MEM, чтобы создать хэш-таблицу.

Запрос 12 из TPC-H наглядно показывает параллельное хэш-соединение. Каждый рабочий процесс участвует в создании общей хэш-таблицы.

Соединение слиянием — Merge Join

Соединение слиянием непараллельно по своей природе. Не переживайте, если это последний этап запроса, — он все равно может выполняться параллельно.

Нода "Merge Join" находится над "Gather Merge". Так что слияние не использует параллельную обработку. Но нода "Parallel Index Scan" все равно помогает с сегментом part_pkey .

Соединение по секциям

В PostgreSQL 11 соединение по секциям отключено по умолчанию: у него очень затратное планирование. Таблицы со схожим секционированием можно соединять секция за секцией. Так Postgres будет использовать хэш-таблицы поменьше. Каждое соединение секций может быть параллельным.

Главное, соединение по секциям бывает параллельным, только если эти секции достаточно большие.

Параллельное дополнение — Parallel Append

Parallel Append может использоваться вместо разных блоков в разных рабочих процессах. Обычно это бывает с запросами UNION ALL. Недостаток — меньше параллелизма, ведь каждый рабочий процесс обрабатывает только 1 запрос.

Здесь запущено 2 рабочих процесса, хотя включено 4.

Самые важные переменные

WORK_MEM ограничивает объем памяти для каждого процесса, не только для запросов: work_mem процессы соединения = очень много памяти. — сколько рабочих процессов исполняющая программа будет использовать для параллельной обработки из плана. — подстраивает общее число рабочих процессов под число ядер ЦП на сервере. — то же, но для параллельных рабочих процессов.

Итоги

Начиная с версии 9.6 параллельная обработка может серьезно улучшить производительность сложных запросов, которые сканируют много строк или индексов. В PostgreSQL 10 параллельная обработка включена по умолчанию. Не забывайте отключать ее на серверах с большой рабочей нагрузкой OLTP. Последовательные сканы или сканы индексов потребляют очень много ресурсов. Если вы не выполняете отчет по всему набору данных, запросы можно сделать производительнее, просто добавив недостающие индексы или используя правильное секционирование.

При соединении двух компьютерных сетей возникает межсетевое объединение, которое по-английски называется Internet. В настоящее время в мире насчитываются сотни тысяч больших и малых сетей. Большинство из них уже соединены между собой. Т.о. существует единое информационное поле, состоящее из миллионов взаимосвязанных компьютеров. Его называют единым информационным пространством. Internet – это одна из всемирных компьютерных сетей, которая была основана в 1969 году и называлась тогда ARPANET. (Существуют и другие всемирные сети – Decnet, FIDO и другие).

Что такое Интернет.

Интернет — это многочисленные компьютерные сети, соединяющие миллионы компьютеров по всему миру. А Microsoft Internet Explorer — средство подсоединения к Интернету для получения доступа к гигантскому хранилищу данных. Internet Explorer как и другие программы несущие подобные функции называют Интернет браузерами. Так что же такое Интернет браузеры?

Интернет браузеры – это специальные программы, позволяющие просматривать содержимое web сайтов.

А теперь посмотрим на оболочку программы Internet Explorer (вы можете записывать это название сокращенно IE это сокращение принято во всем мире), что же мы там увидим, а первое что вам сразу может бросится в глаза – это панель с кнопками, на которых вы заметите две уже знакомых вам кнопки, это кнопка вперед и назад. Эти кнопки несут такую же функцию как и в окнах Windows. Далее в основной группе кнопок находится кнопка “Остановить”, эта кнопка позволяет остановить действие которое производит IE, например загрузку web страницы. Кнопка “Обновить” позволяет обновить содержимое окна IE в случае необходимости, эта функция особенно полезна когда страница не полностью загрузилась и необходимо произвести ее перезагрузку. Следующая кнопка “Домой” – позволяет перейти нам на страницу, указанной как “домашняя”. Кстати, для функций “Остановить” и функции “Обновить” есть удобные быстрые клавиши, давайте мы их запишем. “Остановить” – Esc, “Обновить” – F5. Ниже панели кнопок вы видите адресную строку.

Информация – набор символов, графических образов или звуковых сигналов, несущих определенную смысловую нагрузку.

Поисковые службы

Поисковая машина представляет собой огромный программно-системный комплекс, в котором различными этапами обработки индексируемой информации занимаются разные системные службы. Некоторые поисковые серверы индексируют страницы, другие занимаются скачиванием интернет страниц, третьи – группировкой индексов в единую базу и т.д. При вводе пользователем

Независимо от того, какую поисковую службу мы используем, информация в них повторяется.

Давайте познакомимся с поисковой службой Google.

Адресация в Интернет.

Адресная строка служит для ввода и отображения адреса Web-страницы. Чтобы перейти к какой-либо странице, вам даже не нужно набирать полностью ее адрес. Просто начните печатать, а средства автозавершения дополнит предполагаемый адрес, основываясь на адресах посещенных вами ранее узлов.

С помощью адресной строки вы можете искать Web-страницы просто набрав команды find, go, или ? и слово, которое вы ищите. Как вы понимаете в адресную строку вводятся адреса Интернета.

Что такое адрес Интернета?

Адрес Интернета (иногда также говорят URL или Uniform Resource Locator) обычно начинается с названия протокола. Затем следует название организации, которая поддерживает данный узел. Суффикс обозначает тип организации. (Протокол – это набор правил и стандартов, который позволяет компьютерам обмениваться данными.)

Если адрес указывает на определенную страницу, то дописываются дополнительные данные, например, имя порта, папка, содержащая страницу и имя файла. Расширения Web-страниц, созданных с использованием языка HTML, обычно оканчиваются на .htm или .html.

Когда вы просматриваете какую-либо Web-страницу, то ее адрес появляется в адресной строке обозревателя.

Разделяй и властвуй
Поиск в глубину
Поиск в ширину
Best-First Search

Разделяй и властвуй

При подходе «разделяй и властвуй» проблема делится на несколько небольших подзадач. Затем подзадачи решаются рекурсивно и объединяются, чтобы получить решение исходной задачи.

Бинарный поиск является примером алгоритма разделяй и властвуй.

Binarysearch ( a , b , low , high ) if low < high then return NOT FOUND else mid ← ( low + high ) / 2 if b = key ( mid ) then return key ( mid ) else if b < key ( mid ) then return BinarySearch ( a , b , low , mid − 1 ) else return BinarySearch ( a , b , mid + 1 , high )

Поиск в глубину

Этапы поиска в глубину

Рассмотрим узел (root), который ранее не посещался, и отметьте его как посещенный.

Посетите первый соседний узел-преемник и отметьте его как посещенный.

Если все последующие узлы рассматриваемого узла уже посещены или у него больше нет преемного узла, вернитесь к его родительскому узлу.

Рассмотрим узел (root), который ранее не посещался, и отметьте его как посещенный.

Посетите первый соседний узел-преемник и отметьте его как посещенный.

ПСЕВДОКОД

Пусть v будет вершина, с которой начинается поиск в графе G.

Поиск в ширину

Шаги поиска в ширину

Начните с корневого узла, отметьте его как посещенный.
Поскольку корневой узел не имеет узла на том же уровне, перейдите на следующий уровень.
Посетите все соседние узлы и отметьте их как посещенные.
Перейти на следующий уровень и посетить все не посещенные смежные узлы.
Продолжайте этот процесс, пока все узлы не будут посещены.

ПСЕВДОКОД

Пусть v будет вершина, с которой начинается поиск в графе G.

Best-First Search

Читайте также: