Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 1 Worzyk FH Anhalt Speicherverwaltung Bereitstellen von Speicherplatz bei insert und update Logische Dateneinheiten.

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1 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 1 Worzyk FH Anhalt Speicherverwaltung Bereitstellen von Speicherplatz bei insert und update Logische Dateneinheiten Auskunft über Speicherplatz Indizes Bäume Hash-Funktionen

2 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 2 Worzyk FH Anhalt Speicherverwaltung ta_angebot CREATE TABLE ta_angebot (angebots# CHAR(7), kunden# NUMBER(4), erstelldatum DATE, bearbeiter CHAR(5), angebot_bis_datum DATE, angebotstext char(120));

3 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 3 Worzyk FH Anhalt Was passiert im Speicher? insert into ta_angebot (Angebots#, Kunden#, Erstelldatum, Bearbeiter) values ('W040/94', 0002, sysdate, 'RF'); update ta_angebot set Angebot_bis_Datum = to_date(940530,'YYMMDD'), Angebotstext = 'Dieses Angebot ist kein Aprilscherz';

4 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 4 Worzyk FH Anhalt Logische Dateneinheiten Datenblock, in unserem Fall 4 Kbytes groß, entspricht einer Page im Hauptspeicher Extent Segment Tablespace

5 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 5 Worzyk FH Anhalt Datenblock Header Tabellenverzeichnis Zeilenverzeichnis Freier Speicherplatz 19940530| Dieses Angebot ist kein Aprilscherz Zeilendaten W039/94|0001|19940322|MW W040/94|0002|19940401|RF

6 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 6 Worzyk FH Anhalt Extent besteht aus mehreren zusammenhängenden Datenblöcken. ist die Einheit, in der neuer Speicherplatz zugewiesen wird. wird erst wieder freigegeben, wenn das dazugehörende Schema mit DROP gelöscht wird. Beim Anlegen wird der vorhandenen freien Speicherplatz optimal ausgenutzt.

7 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 7 Worzyk FH Anhalt EXTENT Extent Header Tabellenverzeichnis Zeilenverzeichnis Freier Speicherplatz Zeilendaten Header Tabellenverzeichnis Zeilenverzeichnis Freier Speicherplatz 19940530| Dieses Angebot ist kein Zeilendaten W039/94|0001|19940322|MW W040/94|0002|19940401|RF

8 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 8 Worzyk FH Anhalt Segment Ein Segment ist die Zusammenfassung aller Extents einer logischen Speicherstruktur.

9 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 9 Worzyk FH Anhalt Segment

10 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 10 Worzyk FH Anhalt Segmentarten Datensegmente Indexsegmente Rollback-Segmente temporäre Segmente

11 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 11 Worzyk FH Anhalt temporäre Segmente Bei der Bearbeitung können Zwischenergebnisse anfallen, die in temporären Segmenten gespeichert werden. Beispiele: CREATE INDEX SELECT... ORDER BY SELECT... DISTINCT SELECT... GROUP BY Joins Unterabfragen

12 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 12 Worzyk FH Anhalt Tablespace steuert die Belegung von Plattenspeicher ordnet Benutzern bestimmte Speicherplatzquoten zu steuert die Verfügbarkeit von Daten, indem bestimmte Tablespaces OFFLINE gesetzt werden. ermöglicht, Teilsicherungen und - wiederherstellungen durchzuführen. verteilt Daten und Indizes unter Performance- Gesichtspunkten

13 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 13 Worzyk FH Anhalt Tablespace

14 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 14 Worzyk FH Anhalt Abfrage nach Tablespaces select substr(file_name,1,45) "file", bytes, substr(tablespace_name,1,15) "tablespace" from sys.dba_data_files;

15 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 15 Worzyk FH Anhalt vorhandene Tablespaces file BYTES tablespace --------------------------------------------- --------- -------------- /applications/oracle/oradata/prod/system01.db 183500800 SYSTEM /applications/oracle/oradata/prod/oemrep01.db 5242880 OEM_REPOSITORY /applications/oracle/oradata/prod/rbs01.dbf 31750144 RBS /applications/oracle/oradata/prod/temp01.dbf 10485760 TEMP /applications/oracle/oradata/prod/users01.dbf 10485760 USERS /applications/oracle/oradata/prod/indx01.dbf 10485760 INDX /applications/oracle/oradata/prod/reposi01.db 419430400 TS_REPOSITORY /applications/oracle/oradata/prod/drsys01.dbf 83886080 DRSYS /applications/oracle/oradata/prod/rs_temp.dbf 62914560 TS_TEMP /applications/oracle/oradata/prod/system02.db 41943040 SYSTEM /applications/oracle/oradata/prod/lehre01.dbf 41943040 TS_LEHRE

16 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 16 Worzyk FH Anhalt Indizes Zur Unterstützung von Suchvorgängen nach einem Auswahlkriterium sortiert und enthalten die Adresse des entsprechenden Datensatzes werden als B*-Bäume abgelegt

17 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 17 Worzyk FH Anhalt Bäume Definition Ein Baum ist eine Menge von Punkten (Knoten) und gerichteten Verbindungen (Kanten), die eine Vorgänger-Nachfolger Relation definieren mit: genau einem Knoten, der keinen Vorgänger und beliebig viele Nachfolger hat beliebig vielen Knoten, die genau je genau einen Vorgänger und beliebig viele Nachfolger haben

18 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 18 Worzyk FH Anhalt Bäume Definition Wurzel: erstes Element des Baumes Sohn: Nachfolger eines Knoten Vater: Vorgänger eines Knoten innerer Knoten: hat sowohl Vorgänger als auch Nachfolger Blatt oder Blattknoten: hat keine Nachfolger

19 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 19 Worzyk FH Anhalt Bäume Definition Geordneter Baum: Die Söhne eines jeden Knotens sind angeordnet Ordnung: Maximale Anzahl der Söhne eines Knotens Binärer Baum: geordneter Baum mit der Ordnung 2

20 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 20 Worzyk FH Anhalt Bäume Definition Pfad: Folge von Knoten, die der Vater-Sohn Beziehung genügen Länge eines Pfades: Anzahl der Kanten entlang eines Pfades Höhe: Maximale Pfadlänge zwischen Wurzel und Blättern Tiefe: Pfadlänge eines Knotens zur Wurzel Niveau: Alle Knoten mit gleicher Tiefe

21 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 21 Worzyk FH Anhalt Bäume Definition Wurzel Innerer Knoten Nachfolger Vorgänger Pfad der Länge 3 Blätter Ordnung > 2 B-Baum Ordnung = 2 Binär-Baum Höhe des Baumes

22 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 22 Worzyk FH Anhalt Binäre Bäume Beispiel 106 62115 12 9 6 46 58 33 88 127 47 71 73 102 94 131 45 24 Nullzeiger

23 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 23 Worzyk FH Anhalt Bäume suchen Algorithmus: gibt es noch einen Teilbaum zu durchsuchen nein -> nicht gefunden ist der Schlüssel kleiner als die Wurzel (des Teilbaumes) ja -> linken Teilbaum durchsuchen ist der Schlüssel größer als die Wurzel (des Teilbaumes) ja -> rechten Teilbaum durchsuchen gefunden

24 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 24 Worzyk FH Anhalt Bäume einfügen Algorithmus: Nullzeiger (= Noch keine Wurzel vorhanden) ja -> Schlüssel einfügen, linker u. rechter Sohn = Nullzeiger ist der Schlüssel kleiner als die Wurzel (des Teilbaumes) ja -> im linken Teilbaum einfügen ist der Schlüssel größer als die Wurzel (des Teilbaumes) ja -> im rechten Teilbaum einfügen Schlüssel schon vorhanden

25 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 25 Worzyk FH Anhalt Binäre Bäume entfernen Algorithmus Kein Sohn vorhanden -> entfernen einen Knoten als Sohn -> den zu entfernenden Knoten durch den Sohn ersetzen zwei Teilbäume als Söhne -> durch das Minimum des rechten Teilbaumes ersetzen

26 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 26 Worzyk FH Anhalt Binäre Bäume Beispiel 106 62115 9 6 46 58 33 88 127 47 71 73 102 94 131 45 24 Nullzeiger 72 12

27 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 27 Worzyk FH Anhalt Binäre Bäume Anwendungsbeispiel Syntax := x/ + - b a 2 a - 2 0.5 * * b 4 c* x:=(-b+(-b 2-4*a*c) 0.5)/(2*a)

28 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 28 Worzyk FH Anhalt Binäre Bäume Anwendungsbeispiel Index 1923 1 1912 6 1923 7 1921 4 1815 5 1943 8 1934 8 1930 2 1910 9

29 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 29 Worzyk FH Anhalt Binäre Bäume Anwendungsbeispiel Spielbaum A.K. Dewdney: Der Turing Omnibus

30 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 30 Worzyk FH Anhalt B-Bäume Ein B-Baum mit N-1 Schlüsseln hat N Blätter Höhe I S1S1 I S2S2... SnSn I Höhe h: Höhe 1: I S1S1 I S2S2... SnSn I IS1S1 IS2S2 SnSn IIS1S1 IS2S2 SnSn IIS1S1 IS2S2 SnSn I

31 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 31 Worzyk FH Anhalt B*-Bäume Prinzip B*-Bäume: –nur Datenblöcke mit höchstem Rang enthalten Schlüssel + Daten –alle anderen Datenblöcke Schlüssel und Zeiger, aber keine weiteren Daten

32 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 32 Worzyk FH Anhalt Hashverfahren Berechnung des Speicherplatzes aus dem Schlüssel Beispiel: die erste Ziffer gibt den Speicherplatz an Es gibt mehrfach belegte Speicherplätze

33 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 33 Worzyk FH Anhalt Hashverfahren Divisions-Rest-Methode h(k) = k mod(N) Für N haben sich Primzahlen ausgezeichnet bewährt

34 Datenbanksysteme für FÜ WS 2004/2005 Speicher - 34 Worzyk FH Anhalt Zusammenfassung Speichereinheiten –Datenblock –Extent –Segment –Tablespace Suchen über Index Index wird als Baum gespeichert