Influența arhitecturii bazei de date asupra performanței în domeniul fintech

Abstract

Teza de masterat explorează impactul tehnologiilor fintech asupra industriei financiare globale, evidențiind modul în care acestea au revoluționat gestionarea serviciilor financiare. Primul capitol descrie ecosistemul fintech, accentuând beneficiile aduse, precum accesibilitatea, eficiența costurilor și personalizarea serviciilor. De asemenea, subliniază importanța arhitecturii bazelor de date în performanța aplicațiilor financiare, analizând provocările legate de consistență, disponibilitate și securitate. A doua parte a primului capitol oferă o analiză tehnică a diferitelor arhitecturi de baze de date distribuite, atât omogene, cât și eterogene, inclusiv modele de tip Master-Slave și inel. Lucrarea s-a concentrat pe patru arhitecturi principale: arhitectura omogenă cu server centralizat, arhitectura omogenă Master-Slave, arhitectura neomogenă cu server centralizat și arhitectura neomogenă de tip Ring-Based. Pentru fiecare arhitectură, s-a realizat atât o analiză teoretică, cât și o implementare practică folosind tehnologii precum Java, Spring Boot, MySQL, și librăria Faker pentru generarea datelor necesare testării. Arhitecturile au fost modelate și implementate în prototipul distribuit pentru a obține date relevante privind performanța și rezistența fiecărei abordări. Sistemul de testare a inclus mai multe aplicații: aplicația server pentru baze de date, aplicația server central care a servit drept intermediar pentru gestionarea cererilor către bazele de date, și aplicația client, care a fost utilizată pentru a simula diverse scenarii de acces concurent. Aplicația client a generat cereri HTTP către serverul centralizat, care, la rândul său, a coordonat operațiunile asupra bazelor de date distribuite. Toate aceste aplicații au fost dezvoltate într-un mod flexibil, astfel încât parametrii de pornire puteau fi modificați pentru a permite sistemului să funcționeze sub fiecare dintre modelele arhitecturale propuse. Studiul a analizat performanțele a patru modele arhitecturale distribuite, utilizând cereri de tip insert, get, update și delete pentru a evalua timpii de răspuns și consistența acestora. Fiecare model a fost testat în condiții similare, cu generarea unor cereri simultane pentru a simula activități bancare complexe. Rezultatele au fost sintetizate în tabele comparative care includ valori statistice relevante, cum ar fi media, mediana, modulul, valoarea maximă, valoarea minimă și dispersia. Modelul Master-Slave (Modelul 2) s-a remarcat ca fiind cel mai eficient pentru majoritatea tipurilor de cereri, având timpi medii și mediane scăzute, precum și o dispersie minimă. Acest lucru indică o consistență ridicată și o performanță stabilă. Modelele omogene au avut o performanță mai consistentă și dispersii mai mici, demonstrând o mai bună predictibilitate a timpilor de răspuns. Modelele eterogene, deși mai flexibile, au avut timpi maximali ridicați și o dispersie mai mare, în special în cazul arhitecturii Ring-Based.

The master's thesis explores the impact of fintech technologies on the global financial industry, highlighting how they have revolutionized financial services management. The first chapter describes the fintech ecosystem, emphasizing the benefits it brings, such as accessibility, cost efficiency, and service personalization. It also highlights the importance of database architecture in the performance of financial applications, analyzing challenges related to consistency, availability, and security. The second part of the first chapter provides a technical analysis of various distributed database architectures, both homogeneous and heterogeneous, including Master-Slave and Ring-Based models. The study focused on four main architectures: the homogeneous architecture with a centralized server, the homogeneous Master-Slave architecture, the heterogeneous architecture with a centralized server, and the heterogeneous Ring-Based architecture. For each architecture, both a theoretical analysis and a practical implementation were conducted using technologies such as Java, Spring Boot, MySQL, and the Faker library to generate the data needed for testing. The architectures were modeled and implemented in a distributed prototype to obtain relevant data on the performance and resilience of each approach. The testing system included multiple applications: the database server application, the central server application that acted as an intermediary for managing requests to the databases, and the client application, which was used to simulate various concurrent access scenarios. The client application generated HTTP requests to the centralized server, which in turn coordinated operations on the distributed databases. All these applications were developed flexibly so that startup parameters could be modified to enable the system to operate under each of the proposed architectural models. The study analyzed the performance of four distributed architectural models, using insert, get, update, and delete requests to evaluate their response times and consistency. Each model was tested under similar conditions, with the generation of simultaneous requests to simulate complex banking activities. The results were synthesized into comparative tables that include relevant statistical values such as mean, median, mode, maximum value, minimum value, and variance. The Master-Slave model (Model 2) stood out as the most efficient for most request types, featuring low mean and median response times as well as minimal variance. This indicates high consistency and stable performance. Homogeneous models demonstrated more consistent performance and lower variance, showcasing better predictability in response times. Heterogeneous models, while more flexible, exhibited higher maximum response times and greater variance, particularly in the case of the Ring-Based architecture.