Một thử nghiệm sử dụng chuẩn TPC-C để đánh giá hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng đối tượng versant v8

Nguyễn Trần Quốc Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 115 - 119 
 115
MỘT THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG CHUẨN TPC-C ĐỂ ĐÁNH GIÁ HỆ QUẢN TRỊ 
CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VERSANT V8 
Nguyễn Trần Quốc Vinh1*, Trương Quang Sinh1, Kungurtsev A.B.2 
1Trường Đại học Kinh Tế - Đại học Đà Nẵng 
2Odessa National Polytechnic University 
TÓM TẮT 
TPC-C được công nhận rộng rãi là chuẩn để đánh giá các hệ thống phần cứng và phần mềm hệ 
quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ về khả năng xử lý giao dịch trực tuyến. TPC-C để ngỏ khả năng sử 
dụng để đánh giá các hệ quản trị cơ sở dữ liệu (HQT CSDL) loại khác. Phần lớn các hệ thống 
thông tin quản lý tại các doanh nghiệp nhỏ và vừa thuộc loại xử lý giao dịch trực tuyến. Ngày nay, 
HQT CSDL hướng đối tượng không còn xa lạ và cũng được xem là một lựa chọn để trở thành một 
phần của hệ thống thông tin quản lý. Tuy nhiên, tác giả chưa gặp tài liệu nào công bố đánh giá, so 
sánh giữa HQT CSDL quan hệ và hướng đối tượng trên phương diện xử lý giao dịch. Tác giả tiến 
hành nghiên cứu TPC-C, xây dựng CSDL và công cụ đánh giá HQT CSDL quan hệ và hướng đối 
tượng thuộc loại phổ biến nhất hiện nay là MS SQL Server 2008 R2 và Versant Object Database 8 
và từ đó thực hiện đánh giá và so sánh kết quả đánh giá để cố gắng đưa ra khuyến cáo trong việc lựa 
chọn HQT CSDL cho các hệ thống thông tin quản lý trên phương diện xử lý giao dịch trực tuyến. 
Từ khóa: đánh giá hiệu năng, TPC-C, mô phỏng, CSDL hướng đối tượng Versant v8, MS SQL Server 
2008 R2. 
MỞ ĐẦU* 
Được phê duyệt từ tháng 6 năm 1992, TPC-C 
[1, 2] được công nhận rộng rãi là chuẩn để 
đánh giá các hệ thống phần cứng và phần 
mềm về khả năng xử lý giao dịch trực tuyến. 
Mục đích thiết kế ban đầu của TPC-C là xác 
định tập hợp các yêu cầu chức năng có thể 
được thực hiện trên nhiều hệ thống xử lý giao 
dịch trực tuyến không phụ thuộc vào phần 
cứng (cho phép đánh giá trên mọi cấp độ 
năng lực của phần cứng) và hệ điều hành. Nó 
khác biệt so với các chuẩn đánh giá khác ở 
chỗ nó được mô hình hoá dựa trên các ứng 
dụng và môi trường cuối cùng, nơi có nhiều 
thao-tác-viên đầu cuối thực hiện các giao dịch 
trên cớ sở dữ liệu (CSDL). Việc đánh giá tập 
trung quanh các thao tác căn bản trong môi 
trường thương mại. TPC-C đề cập hỗn hợp 
các giao dịch tương tranh thuộc 5 loại với 
mức độ phức tạp khác nhau được thực thi trực 
tuyến hoặc trong chế độ trì hoãn (deferred 
execution), bao gồm đặt hàng (new-order) và 
thực hiện đơn hàng (delivery), ghi lại việc 
thanh toán (payment), kiểm tra tình trạng đơn 
hàng (order-status) và thể hiện mức độ hàng 
tồn trong kho (stock-level). Các giao dịch này 
*
 Tel: 0914 780898, Email: ntquocvinh@due.edu.vn 
thực hiện lựa chọn (select), thêm mới (insert), 
cập nhật (update), xoá (delete) cũng như huỷ 
bỏ (abort) các thao tác đó. TPC-C không giới 
hạn việc đánh giá đối với một phân đoạn 
thương mại cụ thể, ngược lại, nó thể hiện mọi 
lĩnh vực công nghiệp có quản lý, bán hàng, 
phân phối sản phẩm hoặc dịch vụ. CSDL bao 
gồm 9 bảng với số lượng bản ghi cũng như 
kích cỡ khác nhau. TPC-C đo lường số lượng 
giao dịch được thực hiện trong vòng một 
phút (tpmC) cũng như chi phí trung bình 
cho mỗi tpmC. 
Tuy mục đích chính của TPC-C là để đánh 
giá các hệ quản trị (HQT) CSDL quan hệ, 
nhưng TPC-C để ngỏ khả năng sử dụng để 
đánh giá các HQT CSDL loại khác [1]. Phần 
lớn các hệ thống thông tin quản lý thuộc loại 
dựa trên xử lý giao dịch trực tuyến. Ngày nay, 
HQT CSDL hướng đối tượng [3, 5] không 
còn xa lạ và cũng được xem là một lựa chọn 
để trở thành một phần của hệ thống thông tin 
quản lý. Tuy nhiên, tác giả chưa gặp tài liệu 
nào công bố đánh giá so sánh giữa HQT 
CSDL quan hệ và hướng đối tượng trên 
phương diện xử lý giao dịch [2-6]. Điều đó 
cho thấy việc lựa chọn một HQT CSDL làm 
nền tảng quản lý dữ liệu cho một hệ thống 
thông tin quản lý trong các tổ chức kinh tế xã 
Nguyễn Trần Quốc Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 115 - 119 
 116
hội với quy mô nhỏ và vừa không hề đơn 
giản. Tác giả tiến hành nghiên cứu TPC-C, 
xây dựng CSDL và công cụ đánh giá HQT 
CSDL quan hệ và hướng đối tượng thuộc loại 
phổ biến nhất hiện nay là Microsoft SQL 
Server 2008 R2 (SQLS) và Versant Object 
Database 8 (VOD). Từ đó thực hiện đánh giá 
và so sánh kết quả đánh giá để cố gắng đưa ra 
khuyến cáo trong việc lựa chọn HQT CSDL 
cho các hệ thống thông tin quản lý trên phương 
diện khả năng xử lý giao dịch trực tuyến. 
Giải pháp đề xuất 
Để đạt được mục tiêu đó, tác giả sẽ tiến hành 
thực hiện đánh giá HQT CSDL SQLS: 
Xây dựng CSDL quan hệ theo các đặc tả 
TPC-C trên Microsoft SQL Server 2008. 
- Xây dựng mô-đun sinh dữ liệu theo TPC-C 
cho CSDL QH bằng ngôn ngữ lập trình C#. 
- Xây dựng mô-đun mô phỏng các giao dịch 
theo các đặc tả TPC-C bằng C# và ngôn ngữ 
truy vấn SQL. 
- Xây dựng mô-đun cho phép tiến hành mô 
phỏng các máy khách (terminal operator) thực 
hiện các giao dịch và đo thời gian thực thi của 
các giao dịch theo TPC-C bằng C#. 
Sau khi đã xây dựng được môi trường nghiệp 
vụ để đo hiệu năng của CSDL QH, ta tiến 
hành xây dựng môi trường nghiệp vụ để đo hiệu 
năng của CSDL HĐT VOD theo các bước: 
- Sử dụng các nguyên tắc chuyển đổi một 
CSDL QH sang CSDL HĐT để chuyển 
CSDL QH trên Microsoft SQL Server 2008 
mà đã xây dựng theo các đặc tả trong TPC-C 
sang CSDL HĐT trên VOD. 
- Chuyển mô-đun sinh dữ liệu theo TPC-C 
cho CSDL QH sang mô-đun cho phép sinh dữ 
liệu cho CSDL HĐT trên VOD bằng C#. 
- Chuyển các mô-đun mô phỏng giao dịch bên 
CSDL QH đã xây dựng theo TPC-C sang các 
mô-đun mô phỏng giao dịch cho phép tương 
tác với CSDL HĐT trên VOD bằng C# và 
ngôn ngữ truy vấn đối tượng OQL. 
- Chuyển mô-đun đo hiệu năng của CSDL 
QH theo TPC-C thành mô-đun cho phép thực 
hiện mô phỏng các operator đầu cuối thực 
hiện các giao dịch và tiến hành đo thời gian 
thực thi của các giao dịch trên CSDL HĐT 
của VOD bằng C#. 
Cuối cùng, tiến hành chạy các mô-đun 
chương trình ứng với CSDL quan hệ và 
CSDL hướng đối tượng, thực hiện phép đo 
theo TPC-C, lấy kết quả, so sánh và đánh giá. 
THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 
Xây dựng CSDL 
Môi trường nghiệp vụ - công ty mô phỏng 
theo chuẩn là một nhà cung cấp với một 
lượng các địa hạt (district) phân phối và các 
kho hàng (warehouse) liên quan. Với việc mở 
rộng kinh doanh của công ty, các kho hàng 
mới và các địa hạt bán hàng liên quan được 
tạo. Mỗi kho hàng của một vùng miền bao 
gồm 10 địa hạt. Mỗi địa hạt phục vụ 3,000 
khách hàng (customer) tất cả các kho hàng 
duy trì 100,000 sản phẩm (product) mà được 
bán bởi công ty. Các khách hàng gọi đến công 
ty để đặt một hóa đơn mới hoặc yêu cầu trạng 
thái của hóa đơn đang tồn tại. Các hóa đơn 
chứa trung bình 10 dòng sản phẩm (một dòng 
là một sản phẩm). 1% các dòng sản phẩm là 
không có mặt trong kho hàng trong vùng mà 
phải được cung cấp từ các kho hàng khác. Hệ 
thống cũng được dùng để nhập các thanh toán 
từ khách hàng, xử lý hóa đơn để giao hàng, và 
xem mức dự trữ để phát hiện ra nguy cơ thiếu 
hàng tiềm tàng. Theo đó, CSDL được tổ chức 
như trên hình 1 bên dưới. 
Hình 1. Sơ đồ quan hệ thực thể (Nguồn: TPC 
BENCHMARK™ C) 
Theo các đặc tả trên, ta xây dựng được CSDL 
QH trong HQT CSDL QH Micorosoft SQL 
Server 2008 R2 bao gồm 9 bảng. Sau đó thực 
hiện sinh dữ liệu với số lượng bản ghi như 
trên sơ đồ  (1k = 1.000) và áp dụng các quy 
tắc chuyển CSDL quan hệ sang CSDL HĐT 
để chuyển CSDL vừa tạo cùng với dữ liệu 
vừa sinh sang HQT CSDL HĐT VOD. Trong 
Warehouse District
History
Customer
New-Order
OrderOrder-LineItem
Stock
W W*10
3k
1+
W*30k
W*30k+5-15
0-1
1+
W*30k+
W*9k+
W*300k+
3+
100k
W
W*100k
100k
10
Nguyễn Trần Quốc Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 115 - 119 
 117
trường hợp này, các thuộc tính đều chấp nhận 
giá trị đơn nên việc chuyển từ CSDL quan hệ 
sang CSDL HĐT tương đối đơn giản. Tương 
ứng, trong HQT CSDL HĐT VOD ta thu 
được CSDL bao gồm 9 lớp Customer, 
District, History, Item, NewOrder, Order, 
OrderLine, Stock và Warehouse với số lượng 
đối tượng tương ứng. 
Cấu hình môi trường chạy thử nghiệm 
Sau khi xây dựng CSDL cũng như các mô-
đun cho phép mô phỏng máy khách thực hiện 
các giao dịch cũng như đo thời gian, tác giả 
tiến hành cài đặt mô phỏng theo mô hình tuân 
thủ theo yêu cầu của TPC-C như trên hình 2. 
Hình 2. Mô hình hệ thống chạy thử nghiệm 
Với mỗi HQT CSDL, việc cài đặt môi trường 
được tiến hành theo quy trình: định dạng ổ 
cứng, cài hệ điều điều hành, cài các hệ 
thống/mô-đun cần thiết, khôi phục CSDL bao 
gồm dữ liệu đã được sinh ra, thực hiện các 
cấu hình cần thiết. Như vậy, ta đã loại bỏ tối 
đa các tác nhân khác có thể ảnh hưởng đến 
kết quả đo lường. 
Kết quả đo lường 
TPC-C yêu cầu phải mô phỏng và đo lường 
theo môi trường thực, nghĩa là phải đo thời 
gian đáp ứng của menu (Measure menu 
Response Time), thời gian nhập liệu (Keying 
time), thời gian thực thi giao dịch (Measure 
transaction Response Time) và thời gian hiển 
thị kết quả (Think time). Ngoài thời gian thực 
thi giao dịch, các thời gian còn lại đều được 
quy định mức tối thiểu và tối đa. Để đơn giản 
hoá, các mức thời gian này được chọn ngẫu 
nhiên trong khoảng cho phép. Thời gian thực 
thi giao dịch được tính từ thời điểm gửi lệnh 
thực hiện giao dịch đến máy chủ CSDL cho 
đến thời điểm nhận toàn bộ kết quả ở máy 
khách. Mỗi hỗn hợp giao dịch bao gồm các 
giao dịch thuộc 5 loại đã nêu được lấy ngẫu 
nhiên theo thứ tự nhưng phải đảm bảo theo tỉ 
lệ New-Order - 43.5%, Payment - 43.5%, 
Order-Status - 4.4%, Delivery - 4.4%, Stock-
Level - 4.4%. 
Ở mỗi máy khách, các hỗn hợp giao dịch 
được thực thi liên tiếp nhau. Sau thời gian 
thực hiện đo lường 120 phút với 05 máy 
khách, tác giả đã thu được kết quả đo lường 
hiệu năng cho HQT CSDL SQLS và VOD. 
Kết quả chính được trình bày trong bảng 1 và 
bảng 2. 
Khi sử dụng thư viện API trên ngôn ngữ C# 
do Versant cung cấp để lập trình ứng dụng 
máy khách, các tác giả nhận thấy, trình máy 
khách yêu cầu rất cao về tài nguyên. Đặc biệt, 
yêu cầu bộ nhớ thường trên 800MB. Với cấu 
hình các máy khách được sử dụng, trình máy 
khách chỉ có thể hoạt động bình thường nếu 
số lượng chạy đồng thời không vượt quá 2 cả 
trong hai trường hợp mỗi trình máy khách là 
một tiến trình mô phỏng (thread) và mỗi trình 
máy khách là một chương trình riêng lẻ. 
Ngược lại, với thư viện ADO.NET – thư viện 
do Microsoft cung cấp để làm việc với SQL 
Server, tài nguyên hệ thống được yêu cầu 
không cao và số lượng máy khách có thể mô 
phỏng trong một chương trình máy khách có 
thể lên đến hàng trăm. Với thời gian thực thi 
giao dịch trên máy chủ HQT CSDL, trong 
trường hợp SQLS thì rất nhỏ so với tổng thời 
gian nhập liệu và hiển thị. Trong khi đó, trong 
trường hợp VOD thì tương đương. Vì hai lý 
do số lượng máy khách mô phỏng nhỏ (5 
máy) và tỉ lệ thời gian thực thi giao dịch trên 
tổng thời gian nhập liệu và hiển thị là quá 
chênh lệch, ta thấy kết quả trên chưa thể hiện 
được sự so sánh về khả năng xử lý giao dịch 
của các HQT CSDL. Vì thế, các tác giả đề 
xuất loại bỏ thời gian nhập liệu và hiển thị khi 
so sánh SQLS và VOD. Kết quả thu được sau 
thời gian đo là 120 phút được hiển thị trong 
bảng sau đây cho ta thấy khả năng xử lý giao 
dịch của SQLS cao hơn VOD rất nhiều lần. 
 SQLS VOD 
Số lượng giao dịch 100.004 1.917 
tpmC 363 7 
Nguyễn Trần Quốc Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 115 - 119 
 118
Bảng 1. Kết quả đo lường hiệu năng cho HQT CSDL SQLS 
 MQTh, computed Maximum Qualified Throughput 4.8 tpmC 
 Response Times (90th percentile/Average/maximum) in seconds 
 - New-Order 0.7 / 0.3 / 10.0 
 - Payment 0.1 / 0.4 / 15.0 
 - Order-Status 0.04 / 0.4 / 15.0 
 - Delivery 1.1 / 0.7 / 15.0 
 - Stock-Level 0.003 / 0.4 / 15.0 
 - Menu 0.2 / 0.1 / 0.9 
 - Response time delay added for emulated components 0.35 seconds 
 Transaction Mix, in percent of total transactions 
 - New-Order 43.5 % 
 - Payment 43.5 % 
 - Order-Status 4.4 % 
 - Delivery 4.4 % 
 - Stock-Level 4.4 % 
 Keying/Think Times (in seconds), Min. Average Max. 
 - New-Order 9.4 /6.0 23.1/15.7 37.0/25.3 
 - Payment 1.5 /6.2 3.9/15.3 6.1 /24.6 
 - Order-Status 1.2 /5.2 2.6/13.2 4.3 /21.0 
 - Delivery 1.3 /2.9 2.7/6.5 4.2 /10.4 
 - Stock-Level 1.0 /2.7 2.7/6.4 4.2 /10.3 
 Test Duration 
 - Measurement interval 120 minutes 
 - Number of checkpoints 120 
 - Checkpoint interval 1 minutes 
 - Number of roll-backed transactions 22 
 - Number of transactions (all types) 
 Completed in measurement interval 1329 
Bảng 2. Kết quả đo lường hiệu năng cho HQT CSDL VOD 
 MQTh, computed Maximum Qualified Throughput 2.7 tpmC 
 Response Times (90th percentile/Average/maximum) in seconds 
 - New-Order 43.1 / 31.1 / 73.0 
 - Payment 13.2 / 7.4 / 56.2 
 - Order-Status 5.9 / 2.5 / 23.8 
 - Delivery 224.2 / 79.6 / 621.9 
 - Stock-Level 43.2 / 21.5 / 100.4 
 - Menu 0.2 / 0.1 / 0.9 
 - Response time delay added for emulated components 0.35 seconds 
 Transaction Mix, in percent of total transactions 
 - New-Order 43.5 % 
 - Payment 43.5 % 
 - Order-Status 4.4 % 
 - Delivery 4.4 % 
 - Stock-Level 4.4 % 
 Keying/Think Times (in seconds), Min. Average Max. 
 - New-Order 8.9/6.1 23.4 /15.3 36.9/25.0 
 - Payment 1.6 /5.8 3.8 /15.4 6.1 /24.7 
 - Order-Status 1.2 /5.1 2.8 /13.8 4.0 /21.3 
 - Delivery 1.1 /2.9 2.8/6.2 4.3 /10.2 
 - Stock-Level 1.0 /2.7 2.7 /6.9 4.2/10.1 
 Test Duration 
 - Measurement interval 120 minutes 
 - Number of checkpoints N/A 
 - Checkpoint interval N/A minutes 
 - Number of roll-backed transactions 37 
 - Number of transactions (all types) 
 Completed in measurement interval 747 
Nguyễn Trần Quốc Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 115 - 119 
 119
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO LƯỜNG 
Với môi trường mô phỏng và đo lường trong 
phạm vi nghiên cứu này, ta thấy rằng với một 
môi trường CSDL tập trung, HQT CSDL 
quan hệ SQLS cho ta thời gian thực thi các 
giao dịch nhanh hơn HQT CSDL VOD 
khoảng 1,77 lần nếu so sánh tpmC – dựa trên 
số lượng giao dịch new-order thực thi được. 
Từ đó ta có thể khuyến cáo rằng, trong các 
môi trường nghiệp vụ thương mại thông 
thường, không đòi hỏi phải mô hình hóa các 
kiểu dữ liệu và các quan hệ phức tạp và cũng 
không bắt buộc lưu trữ các đối tượng được 
tạo ra để thao tác trong quá trình lập trình 
ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng thì không 
nhất thiết phải chuyển qua dùng HQT CSDL 
hướng đối tượng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. TPC BENCHMARK™ C Standard 
Specification Revision 5.11. TPC, 2/2010. 
[2]. Subharthi Paul. Database Systems 
Performance Evaluation Techniques. 2009. 
[3]. R.G.G. Cattell, Douglas K. Barry. The Object 
Database Standard: ODMG 2.0. Morgan Kaufmann 
Publishers, San Francisco, California. 2008. 
[4]. Versant Corporation. How to Evaluate an 
Object Database. 2010. 
[5]. Versant Corporation. Versant Object 
Database Fundamentals Manual 8.0. 2010. 
[6]. C. Huemer, G. Kappel, S. Rausch-Schott, 
Evaluation of Object-Oriented Database 
Systems. Institute of Applied Computer Science 
and Information Systems, Department of 
Information. 2010. 
SUMMARY 
PERFORMANCE EVALUATION OF VERSANT OBJECT 
DATABASE V8 USING THE TPC-C BENCHMARK 
Nguyen Tran Quoc Vinh1*, Truong Quang Sinh1, Kungurtsev A.B.2 
1Trường Đại học Kinh Tế, Đại học Đà Nẵng 
2Odessa National Polytechnic University 
TPC-C is widely recognized as standard to evaluate the hardware and software system, relational 
database management system on the ability to handle online transactions. TPC-C opens the 
possibility to evaluate the use of other DBMS types. Most management information systems in 
small and medium enterprises are online transaction processing. Recently, object-oriented DBMS 
is not new and is also considered as an option to become a part of management information 
system. However, the authors have not seen any published documents that present the result of 
evaluation and comparision between relational DBMS and object-oriented in terms of transaction 
processing. The authors conducted TPC-C research, build relational and object-oriented databases, 
build assessment tools the most common today relational and object-oriented DBMS are MS SQL 
Server 2008 R2 and Versant Object Database 8. Since then evaluate and compare the evaluated 
results to try to make recommendations in the selection of DBMS for management information 
systems in terms of online transaction processing. 
Key words: performance benchmark, TPC-C, simulating, Versant Object Database V8, MS SQL 
Server 2008 R2. 
Ngày nhận bài:18/9/2012, ngày phản biện:17/10/2012, ngày duyệt đăng:10/12/2012 
*
 Tel: 0914 780898, Email: ntquocvinh@due.edu.vn