5.4
Comparac¸˜ao das Melhorias do TAD VagueGeometry
Esse experimento utilizou a plataforma de software e hardware apresentadas na Sec¸˜ao 5.2 e teve como objetivo avaliar as melhorias do TAD VagueGeometry, apresentadas na Sec¸˜ao 4.4 do Cap´ıtulo 4, e foi conduzido pelas seguintes configurac¸˜oes
(i) VagueGeometry usou o TAD VagueGeometry para processar os predicados topol´ogicos vagos e apresenta os mesmos resultados da Sec¸˜ao 5.3;
(ii) VagueGeometry + Uni˜ao usou o TAD VagueGeometry pr´e-armazenando a uni˜ao entre o n´ucleo e a conjectura de cada objeto espacial vago para processar os predicados to- pol´ogicos vagos;
(iii) VagueGeometry + MBRs usou o TAD VagueGeometry e MBRs para processar os predi- cados topol´ogicos vagos; e,
(iv) VagueGeometry + Uni˜ao e MBRs usou o TAD VagueGeometry pr´e-armazenando a uni˜ao entre o n´ucleo e a conjectura de cada objeto espacial vago, al´em de MBRs, para processar os predicados topol´ogicos vagos.
Cada configurac¸˜ao executou 100 consultas range query que variaram o tipo de retorno (true,
falsee maybe) para cada predicado topol´ogico vago, de acordo com o modelo de consulta da
Tabela 5.1. As 100 janelas de consulta usadas foram as mesmas dos testes da Sec¸˜ao 5.3. Cada ja- nela de consulta foi executada 10 vezes, e posteriormente, para cada predicado topol´ogico vago e tipo de retorno, foi calculado o tempo m´edio de execuc¸˜ao das 100 janelas de consulta. Os predicados considerados foram disjoint, overlap, inside, intersects, coveredBy, meets e equals. Os testes foram realizados localmente para inibir a latˆencia da rede. O cache do sistema opera- cional e do SGBD foi limpo depois da execuc¸˜ao de cada janela de consulta. Nas Figuras 5.4 a 5.6 s˜ao mostrados os resultados obtidos.
O simples pr´e-armazenamento da uni˜ao entre o n´ucleo e a conjectura de cada objeto espacial vago, n˜ao configurou a melhora no desempenho do processamento dos predicados topol´ogicos vagos. Isso ocorreu devido ao tipo de consulta range query, uma vez que um objeto ´e fixo (i.e. a janela de consulta) e o outro objeto ´e vari´avel (i.e. o objeto VagueGeometry presente na tabela). Com isso, ´e necess´ario a recuperac¸˜ao constante dos objetos VagueGeometry da ta- bela relacional. Por estes objetos pr´e-armazenarem a uni˜ao, ´e necess´ario um maior tempo de recuperac¸˜ao. Al´em disso, por estes objetos serem maiores, a pol´ıtica interna do PostgreSQL efetuou compress˜oes nestes objetos. Com esta compress˜ao, h´a a necessidade do PostgreSQL
5.4 Comparac¸˜ao das Melhorias do TAD VagueGeometry 101
efetuar a descompress˜ao no ato de sua recuperac¸˜ao. J´a o uso de MBRs (configurac¸˜ao Vague-
Geometry + MBRs) proporcionou reduc¸˜oes de 36,70% (predicado equals com retorno maybe)
a 68,53% (predicado overlap com retorno false) em relac¸˜ao a proposta inicial do TAD Vague- Geometry.
Por outro lado, a configurac¸˜ao que apresentou melhor desempenho foi a que combina as duas melhorias, a configurac¸˜ao VagueGeometry + Uni˜ao e MBRs, apresentando reduc¸˜oes de 57,24% (predicado equals com retorno maybe) a 77,95% (predicado overlap com retorno
maybe) em relac¸˜ao a proposta inicial do TAD VagueGeometry, ou seja, a configurac¸˜ao Vague-
Geometry. Isso se deve ao fato de que o retorno pr´evio de resultados de um predicado topol´ogico vago por meio do uso dos MBRs, fez com que menos objetos VagueGeometry fossem recupera- dos e assim descomprimidos. Em cada figura (5.4 a 5.6), a reduc¸˜ao m´ınima e a reduc¸˜ao m´axima sobre o VagueGeometry, para cada tipo de retorno, s˜ao destacados. Como resultado, nota-se que as melhorias propostas foram essenciais para melhorar ainda mais o desempenho do TAD VagueGeometry.
A construc¸˜ao dos objetos espaciais vagos na configurac¸˜ao VagueGeometry + Uni˜ao foi de 4,29 segundos, j´a para a configurac¸˜ao VagueGeometry + MBRs foi de 2,43 segundos e para a configurac¸˜ao VagueGeometry + Uni˜ao e MBRs foi de 4,38 segundos. As configurac¸˜oes Vague-
Geometry + Uni˜ao e VagueGeometry + Uni˜ao e MBRs utilizaram a func¸˜ao VG MakeVague- Geomcom o parˆametro para realizar a uni˜ao entre o n´ucleo e a conjectura para a construc¸˜ao dos objetos espaciais vagos. A construc¸˜ao dos objetos da configurac¸˜ao VagueGeometry + Uni˜ao
e MBRsfoi 80,87% mais lenta que a construc¸˜ao dos objetos espaciais vagos da configurac¸˜ao
VagueGeometry. Por´em, o tempo adicional requerido na construc¸˜ao ´e compensado pelo proces- samento eficiente de consultas que envolvem predicados topol´ogicos vagos.
O espac¸o de armazenamento requerido pela configurac¸˜ao VagueGeometry + Uni˜ao foi de 71,79 MB, para a configurac¸˜ao VagueGeometry + MBRs foi de 109,48 MB e para a configurac¸˜ao
VagueGeometry + Uni˜ao e MBRs foi de 76,37 MB. ´E importante enfatizar a compress˜ao au-
tom´atica realizada pelo SGBD PostgreSQL nas configurac¸˜oes VagueGeometry + Uni˜ao e Va-
gueGeometry + Uni˜ao e MBRs. Dessa forma, al´em do ganho razo´avel de desempenho no pro-
cessamento das consultas, a configurac¸˜ao VagueGeometry + Uni˜ao e MBRs reduziu o espac¸o de armazenamento no m´ınimo 28,25% (em relac¸˜ao a configurac¸˜ao VagueGeometry) e no m´aximo 30,25% (em relac¸˜ao a configurac¸˜ao VagueGeometry + MBRs), devido a essa compress˜ao.
5.4 Comparac¸˜ao das Melhorias do TAD VagueGeometry 102 0 50 100 150 200 250 300 350 400
Disjoint Overlap Inside Intersects CoveredBy Meets Equals
Temp
o
(s
)
Predicado Topológico Vago
Tipo de Retorno Igual a True
VagueGeometry VagueGeometry + União VagueGeometry + MBRs VagueGeometry + União e MBRs 77,94% 57,48%
Figura 5.4: Comparac¸˜ao das melhorias propostas para o TAD VagueGeometry, apresentando o tempo de execuc¸˜ao m´edio para cada predicado topol´ogico vago considerando como tipo de retorno o valor l´ogico true.
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Disjoint Overlap Inside Intersects CoveredBy Meets Equals
Temp
o
(s
)
Predicado Topológico Vago
Tipo de Retorno Igual a False
VagueGeometry VagueGeometry + União VagueGeometry + MBRs VagueGeometry + União e MBRs 76,48% 58,49%
Figura 5.5: Comparac¸˜ao das melhorias propostas para o TAD VagueGeometry, apresentando o tempo de execuc¸˜ao m´edio para cada predicado topol´ogico vago considerando como tipo de retorno o valor l´ogico false.
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Disjoint Overlap Inside Intersects CoveredBy Meets Equals
Temp
o
(s
)
Predicado Topológico Vago
Tipo de Retorno Igual a Maybe
VagueGeometry VagueGeometry + União VagueGeometry + MBRs VagueGeometry + União e MBRs 77,95% 57,24%
Figura 5.6: Comparac¸˜ao das melhorias propostas para o TAD VagueGeometry, apresentando o tempo de execuc¸˜ao m´edio para cada predicado topol´ogico vago considerando como tipo de retorno o valor l´ogico maybe.