Implementierungskonzepte für Datenbanksysteme:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2004
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturangaben |
| Beschreibung: | XVI, 333 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3540419624 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
1.1 Konzept des Datenbanksystems .................................................. 1
1.2 Anforderungen an Datenbanksysteme .......................................... 5
1.3 Das
1.4 Softwarearchitektur eines DBMS ................................................ 10
1.5 Weitere Komponenten eines Datenbanksystems............................. 15
1.6 Aufgaben ............................................................................... 16
1.7 Literaturhinweise ..................................................................... 16
2 Externspeicher- und Systempufferverwaltung 19
2.1 Primär-und Sekundärspeicher.................................................... 20
2.2 Das physische Datenmodell ....................................................... 21
2.3 Datensatzformate ..................................................................... 22
2.3.1 Datensätze fixer Länge .......................................................... 23
2.3.2 Datensätze variabler Länge .................................................... 23
2.3.3 Datensätze sehr großer Länge ................................................. 24
2.3.4 Ausrichtung von Feldwerten ................................................... 25
2.3.5 Zeiger ................................................................................... 26
2.4 Seitenformate.......................................................................... 27
2.4.1 Seitenformate für Datensätze fixer Länge ................................ 28
2.4.2 Seitenformate für Datensätze variabler Länge .......................... 28
2.4.3 Seitenformate für Datensätze sehr großer Länge ...................... 31
2.5 Abbildung von Datensätzen in Seiten .......................................... 31
2.6 Dateien .................................................................................. 32
2.7 Grundlegende Dateiorganisationen.............................................. 34
2.7.1 Kostenmodell ........................................................................ 34
2.7.2 Haufendateien ....................................................................... 35
2.7.3 Sequentielle Dateien .............................................................. 37
2.7.4 Hash-Dateien ........................................................................ 38
2.7.5 Vergleich der Organisationsformen ......................................... 40
XIV Inhaltsverzeichnis
2.8
2.9
2.9.1 Aufgaben der
2.9.2 Segment-Konzept mit sichtbaren Seitengrenzen ....................... 44
2.9.3 Abbildung von Segmenten in Dateien ..................................... 45
2.9.4 Indirekte Einbringstrategien für Änderungen ........................... 47
2.9.5 Verwaltung des Systempuffers ............................................... 50
2.9.6 Unterschiede der Systempufferverwaltung
in Datenbanksystemen und in Betriebssystemen ........................... 59
2.10 Aufgaben ............................................................................... 60
2.11 Literaturhinweise..................................................................... 63
3 Indexstrukturen 65
3.1 Einführung............................................................................. 66
3.1.1 Der Begriff der Indexstruktur ................................................. 66
3.1.2 Aufgaben von Indexstrukturen ............................................... 68
3.1.3 Klassifikationen für lndexstrukturen ....................................... 69
3.2 Indexstrukturen für alphanumerische Daten .................................. 76
3.2.1 Index-sequentielle Zugriffsmethode ........................................ 76
3.2.2 Baumbasierte Indexstrukturen: B-, B+- und B*-Bäume ............ 78
3.2.3 Hash-basierte Indexstrukturen ................................................ 87
3.3 Geometrische lndexstrukturen .................................................... 99
3.3.1 Einführung ............................................................................ 99
3.3.2 Eindimensionale Einbettungen ............................................... 104
3.3.3 Geometrische Indexstrukturen für Punktmengen ...................... 106
3.3.4 Strategien zur Verwaltung von Rechtecken
in externen Datenstrukturen ............................................................... 114
3.3.5 Geometrische Indexstrukturen für Rechteckmengen ................. 115
3.4 Aufgaben ............................................................................... 117
3.5 Literaturhinweise ..................................................................... 120
4 Externes Sortieren 123
4.1 Direktes und ausgeglichenes 2-Wege-Mergesort ............................ 124
4.2 Natürliches 2-Wege-Mergesort................................................... 126
4.3 Ausgeglichenes Mehr-Wege-Mergesort ....................................... 128
4.4 Spezielle Datenbankaspekte beim externen Sortieren ...................... 129
4.5 Aufgaben ............................................................................... 130
4.6 Literaturhinweise ..................................................................... 132
Inhaltsverzeichnis
5 Transaktionen und
5.1 Transaktionen ......................................................................... 134
5.1.1 Definition einer Transaktion ................................................... 134
5.1.2 Transaktionszustände ............................................................. 135
5.1.3 Eigenschaften von Transaktionen ........................................... 136
5.1.4 Protokollierung von Transaktionen: Das Log-Buch .................. 138
5.1.5 Aufgaben des Transaktions-Managers ..................................... 140
5.2 Synchronisationsprobleme nebenläufiger Transaktionen.................. 141
5.2.1 Verlorengegangene Änderungen ............................................. 142
5.2.2 Die inkonsistente Analyse ...................................................... 143
5.2.3 Abhängigkeit von nicht freigegebenen Änderungen ................. 144
5.2.4 Das Phantom-Problem ........................................................... 144
5.3 Serialisierbarkeit...................................................................... 145
5.3.1 Formalisierung des Transaktionskonzepts ................................ 145
5.3.2 Vollständige, serielle, nicht-serielle, strikte, äquivalente
und serialisierbare Ablaufpläne .............................................. 147
5.3.3 Test auf Serialisierbarkeit eines Ablaufplans ........................... 153
5.3.4 Einsetzbarkeit des Serialisierbarkeitskonzeptes ........................ 157
5.3.5 Der Ablaufplaner................................................................... 158
5.4 Klassen von Synchronisationsverfahren ....................................... 160
5.5 Sperrverfahren ........................................................................ 161
5.5.1 Sperren als Synchronisationsmittel ......................................... 161
5.5.2 Sperrarten ............................................................................. 161
5.5.3 Das Zwei-Phasen-Sperrprotokoll ............................................ 168
5.5.4
5.5.5 Der Sperr-Manager ................................................................ 179
5.6 Spezielle Sperrverfahren ........................................................... 179
5.6.1 Sperreinheiten und hierarchisches Sperren ............................... 179
5.6.2 Sperrverfahren für Baumindexe .............................................. 183
5.6.3 Das Phantomproblem ............................................................. 184
5.7
5.7.1 Zeitstempelbasierte Protokolle ................................................ 185
5.7.2 Optimistische
5.7.3 Mehrversionen-Concurrency Control-Protokolle ...................... 190
5.8 Aufgaben ............................................................................... 190
5.9 Literaturhinweise ..................................................................... 191
6
6.1 Fehlerklassen .......................................................................... 194
6.2 Rücksetzbare Ablaufpläne ......................................................... 194
6.3 Systempufferverwaltungsaspekte ................................................ 198
6.4 Überblick über Recovery-Techniken ........................................... 199
XVI Inhaltsverzeichnis
6.5 Operationen des
6.6 Log-basierte
6.6.1 Logs und Log-Protokolle ....................................................... 201
6.6.2 Recovery-Algorithmen .......................................................... 204
6.6.3 Sicherungspunkte .................................................................. 210
6.7
6.8 Behandlung von Speicherfehlern ................................................ 211
6.9 Aufgaben ............................................................................... 211
6.10 Literaturhinweise..................................................................... 212
7 Anfrageverarbeitung 213
7.1 Phasen der Anfrageverarbeitung ................................................. 214
7.2 Anfrageübersetzung ................................................................. 216
7.2.1 Interndarstellung einer Anfrage .............................................. 216
7.2.2 Vorgehensweise bei der Übersetzung ...................................... 220
7.3 Anfrageoptimierung ................................................................. 221
7.3.1 Anfrageumformung ............................................................... 222
7.3.2 Auswertungsplanerzeugung .................................................... 230
7.3.3 Implementierung relationaler Operatoren ................................ 236
7.3.4 Kostenschätzung ................................................................... 247
7.4 Anfrageausführung .................................................................. 252
7.5 Aufgaben ............................................................................... 253
7.6 Literaturhinweise ..................................................................... 254
Literatur 255
Anhang A: Relationenalgebra 261
Anhang B: Lösungen zu den Aufgaben im Text 265
Bildverzeichnis 309
Index 313
Index (englisch) 327
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Inhaltsverzeichnis
THWS Würzburg Magazin
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