Vorlesung Datenbanksysteme vom Physische Datenorganisation

Präsentation zum Thema: "Vorlesung Datenbanksysteme vom Physische Datenorganisation"—  Präsentation transkript:

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

2 Architektur eines DBMS
Interactive Abfrage API/Präcompiler Verwaltungswerkzeug DML-Compiler DDL-Compiler Abfrageoptimierung Schemaverwaltung Datenbankmanager Mehrbenutzersynchronisation Fehlerbehandlung Dateiverwaltung Logdateien Indexe Datenbasis Data Dictionary

3 Überblick: Speicherhierarchie
1-10ns Register 10-100ns Cache ns Hauptspeicher 10 ms Plattenspeicher sec Archivspeicher Zugriffslücke 105

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 Disk Arrays  RAID-Systeme

6 Systempuffer-Verwaltung
Hauptspeicher einlagern verdrängen Platte ~ persistente DB

7 Balancierte Mehrwege-Suchbäume Für den Hintergrundspeicher
B-Bäume Balancierte Mehrwege-Suchbäume Für den Hintergrundspeicher

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

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

11 Zusammenspiel: Hintergrundspeicher -- Hauptspeicher
Puffer Hintergrundspeicher 4 4 Zugriffslücke 105

12 B+-Baum Referenz- schlüssel Such- schlüssel

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

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

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17 Statisches Hashing

18 Erweiterbares Hashing

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

22 Gute versus schlechte Partitionierung

23 Nächste Phase in der Entstehungsgeschichte des R-Baums

24 Bereichsanfragen auf dem R-Baum

25 Objektballung / Clustering logisch verwandter Daten

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27 Clustering von Professoren mit ihren Vorlesungen

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

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