Vorlesung Datenbanksysteme vom 11.10.2004 Physische Datenorganisation

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Vorlesung Datenbanksysteme vom 11.10.2004Physisch
e Datenorganisation

• Speicherhierarchie
• Hintergrundspeicher / RAID
• B-Bäume
• Hashing
• R-Bäume

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Architektur eines DBMS
Interactive Abfrage
API/Präcompiler
Verwaltungswerkzeug
DML-Compiler
DDL-Compiler
Abfrageoptimierung
Schemaverwaltung
Datenbankmanager
Mehrbenutzersynchronisation
Fehlerbehandlung
Dateiverwaltung
Logdateien
Indexe
Datenbasis
Data Dictionary
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Überblick Speicherhierarchie
1-10ns Register 10-100ns Cache 100-1000ns Hauptspe
icher 10 ms Plattenspeicher sec Archivspeicher
Zugriffslücke 105
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Random versus Chained IO

• 1000 Blöcke à 4KB sind zu lesen
• Random I/O
• Jedesmal Arm positionieren
• Jedesmal Latenzzeit
• ? 1000 (5 ms 3 ms) Transferzeit von 4 MB
• ? gt 8000 ms 300ms ? 8s
• Chained IO
• Einmal positionieren, dann von der Platte
  kratzen
• ? 5 ms 3ms Transferzeit von 4 MB
• ? 8ms 300 ms ? 1/3 s
• Also ist chained IO ein bis zwei Größenordnungen
  schneller als random IO
• in Datenbank-Algorithmen unbedingt beachten !

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Disk Arrays ? RAID-Systeme
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Systempuffer-Verwaltung
Hauptspeicher
einlagern
verdrängen
Platte persistente DB
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B-Bäume

• Balancierte Mehrwege-Suchbäume
• Für den Hintergrundspeicher

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S.. Suchschlüssel
D.. Weitere Daten
V.. Verweise (SeitenNr)
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(No Transcript)
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Speicherstruktur eines B-Baums auf dem
Hintergrundspeicher
8 KB-Blöcke
08KB
1
18KB
3
1
28KB
0
1
Freispeicher- Verwaltung
38KB
0
48KB
0

0
1
1
Block- Nummer
0
Datei
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ZusammenspielHintergrundspeicher --
Hauptspeicher
Hauptspeicher- Puffer
Hintergrundspeicher
4
4
Zugriffslücke 105
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B-Baum
Referenz- schlüssel
Such- schlüssel
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(No Transcript)
14
Mehrere Indexe auf denselben Objekten
B-Baum Mit (PersNr, Daten) Einträgen
B-Baum Mit (Alter, ???) Einträgen
Alter, PersNr
Name, Alter, Gehalt ...
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Eine andere Möglichkeit Referenzierung über
Speicheradressen
Alter
PersNr
20,...
007,...
007, Bond, 20, ...
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(No Transcript)
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Statisches Hashing
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Erweiterbares Hashing
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(No Transcript)
20
(No Transcript)
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R-Baum Urvater der baum-strukturierten
mehrdimensionalen Zugriffsstrukturen
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Gute versus schlechte Partitionierung
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Nächste Phase in der Entstehungsgeschichte des
R-Baums
24
Bereichsanfragen auf dem R-Baum
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Objektballung / Clustering logisch verwandter
Daten
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(No Transcript)
27
Clustering von Professoren mit ihren Vorlesungen
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Unterstützung eines Anwendungsverhaltens
Select Name From Professoren Where PersNr 2136
Select Name From Professoren Where Gehalt gt
90000 and Gehalt lt 100000
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Indexe in SQL
Create index SemsterInd on Studenten (Semester)
drop index SemsterInd