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Document Type: Dissertação
Title: Investigação dos efeitos do envelhecimento de software em sistemas de gerenciamento de banco de dados
Authors: Costa, Paulo do Amaral
Issue Date: 29-Aug-2025
Advisor: Araujo, Jean Carlos Teixeira de
Resumo : Sistemas gerenciadores de bancos de dados são projetados para garantir alta disponibilidade e confiabilidade. Nesses sistemas, o envelhecimento de software, fenômeno em que sistemas em execução prolongada apresentam degradação gradual de desempenho ou consumo progressivo de recursos, permanece pouco explorado, especialmente em sistemas NoSQL. Este estudo investigou sistematicamente, em experimentos de longa duração, os efeitos do envelhecimento em seis dos principais SGBDs relacionais e não relacionais de código aberto. Introduzimos a abordagem "SWCycles", para acelerar o envelhecimento por meio de ciclos repetidos de estresse-espera, sob carga extrema. Os experimentos consistiram em operações contínuas de leitura com 500 usuários virtuais concorrentes, durante períodos de estresse de 48 horas, seguidos de 6 horas de espera, ao longo de 131,25 e 171,25 dias. Os recursos do sistema foram monitorados continuamente, e as séries temporais analisadas utilizando-se o teste não paramétrico de Mann-Kendall. Os resultados revelaram que o sintoma mais evidente ocorreu na memória RAM, com crescimento lento e cumulativo do consumo ao longo do tempo. A constatação confirma que o envelhecimento de software não se manifesta normalmente de forma abrupta, mas como uma tendência lenta e gradual no uso de recursos, que pode levar à degradação de desempenho e à indisponibilidade do serviço.
Abstract: Database management systems are designed to ensure high availability and reliability. In these systems, software aging, a phenomenon in which long-running systems experience gradual performance degradation or progressive resource consumption, remains underexplored, especially in NoSQL systems. This study systematically investigated, in long-term experiments, aging effects in six major open-source relational and non-relational DBMSs. We introduced the SWCycles approach, to accelerate aging through repeated stress-wait cycles under extreme workload. Experiments consisted of continuous read operations with 500 concurrent virtual users during 48-hour stress periods followed by 6-hour waits, over 131.25 and 171.25 days. System resources were continuously monitored, and time series were analyzed using the non-parametric Mann-Kendall test. Results showed that the most evident symptom occurred in RAM, with slow cumulative growth of consumption over time. The finding confirm that software aging does not manifest abruptly, but normally as a gradual trend in resource usage, which can lead to performance degradation and service unavailability.
Keywords: Computação
Banco de dados
SQL (Linguagem de programação de computador)
Gerenciamento de configurações de software
Software – Envelhecimento
Sistema Gerenciador de Banco de Dados
SGBD
SGBDR
NoSQL
Software Aging
Database Management System
DBMS
RDBMS
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Program Affiliation: Pós-Graduação em Ciência da Computação
Citation: COSTA, Paulo do Amaral. Investigação dos efeitos do envelhecimento de software em sistemas de gerenciamento de banco de dados. 2025. 101 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da computação) — Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2025.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/24284
Appears in Collections:Mestrado em Ciência da Computação

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