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Vorlesung Datenbanksysteme vom 11.10.2004 Physische Datenorganisation Speicherhierarchie Hintergrundspeicher / RAID B-Bäume Hashing R-Bäume.

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1 Vorlesung Datenbanksysteme vom Physische Datenorganisation Speicherhierarchie Hintergrundspeicher / RAID B-Bäume Hashing R-Bäume

2 2 Architektur eines DBMS DML-CompilerDDL-Compiler Abfrageoptimierung Datenbankmanager Schemaverwaltung Dateiverwaltung LogdateienIndexeDatenbasisData Dictionary Mehrbenutzersynchronisation Fehlerbehandlung Interactive AbfrageAPI/PräcompilerVerwaltungswerkzeug

3 3 Überblick: Speicherhierarchie 1-10ns Register ns Cache ns Hauptspeicher 10 ms Plattenspeicher sec Archivspeicher Zugriffslücke 10 5

4 4 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 > 8000 ms + 300ms 8s Chained IO Einmal positionieren, dann von der Platte kratzen 5 ms + 3ms + Transferzeit von 4 MB 8ms ms 1/3 s Also ist chained IO ein bis zwei Größenordnungen schneller als random IO in Datenbank-Algorithmen unbedingt beachten !

5 5 Disk Arrays RAID-Systeme

6 6 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung

7 B-Bäume Balancierte Mehrwege-Suchbäume Für den Hintergrundspeicher

8 8 S.. Suchschlüssel D.. Weitere Daten V.. Verweise (SeitenNr)

9 9

10 10 Speicherstruktur eines B-Baums auf dem Hintergrundspeicher 3 0 Datei 8 KB-Blöcke 0*8KB 1*8KB 2*8KB 3*8KB Freispeicher- Verwaltung 4*8KB Block- Nummer

11 11 Zusammenspiel: Hintergrundspeicher -- Hauptspeicher Hintergrundspeicher 4 4 Hauptspeicher- Puffer Zugriffslücke 10 5

12 12 B + -Baum Referenz- schlüssel Such- schlüssel

13 13

14 14 Mehrere Indexe auf denselben Objekten B-Baum Mit (PersNr, Daten) Einträgen Name, Alter, Gehalt... B-Baum Mit (Alter, ???) Einträgen Alter, PersNr

15 15 Eine andere Möglichkeit: Referenzierung über Speicheradressen PersNr Alter 007,... 20, , Bond, 20,...

16 16

17 17 Statisches Hashing

18 18 Erweiterbares Hashing

19 19

20 20

21 21 R-Baum: Urvater der baum-strukturierten mehrdimensionalen Zugriffsstrukturen

22 22 Gute versus schlechte Partitionierung

23 23 Nächste Phase in der Entstehungsgeschichte des R-Baums

24 24 Bereichsanfragen auf dem R-Baum

25 25 Objektballung / Clustering logisch verwandter Daten

26 26

27 27 Clustering von Professoren mit ihren Vorlesungen

28 28 Unterstützung eines Anwendungsverhaltens Select Name From Professoren Where PersNr = 2136 Select Name From Professoren Where Gehalt >= and Gehalt <=

29 29 Indexe in SQL Create index SemsterInd on Studenten (Semester) drop index SemsterInd


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