Lehrbuch In-Memory Data Management: Grundlagen der In-Memory-Technologie
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| Format: | Book |
| Language: | German English |
| Published: |
Wiesbaden
Springer Gabler
2013
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 ZIELE DER VORLESUNG 1
1.2 DIE IDEE 1
1.3 LERNKARTE 2
1.4 SELBSTTEST-FRAGE 3
LITERATURHINWEISE 3
TEILT DIE ZUKUNFT VON ENTERPRISE-COMPUTING 5
2 NEUE ANFORDERUNGEN AN ENTERPRISE COMPUTING 7
2.1 VERARBEITUNG VON EREIGNISDATEN 7
2.1.1 SENSORDATEN 7
2.1.2 ANALYSE VON SPIEL-EREIGNISSEN 8
2.2 KOMBINATION VON STRUKTURIERTEN UND UNSTRUKTURIERTEN DATEN 9
2.2.1 PATIENTENDATEN 10
2.2.2 FLUGZEUGWARTUNGS-BERICHTE 10
2.3 SOZIALE NETZWERKE UND DAS WEB ' 11
2.4 CLOUD-ANWENDUNGEN 11
2.5 MOBILE ANWENDUNGEN 12
2.6 PRODUKTIONS-UND VERTRIEBSPLANUNG 13
2.6.1 PRODUKTIONSPLANUNG 13
2.6.2 DER AVAILABLE-TO-PROMISE-CHECK 13
2.7 SELBSTTEST-FRAGE 13
LITERATURHINWEISE .' 14
3 MERKMALE VON UNTERNEHMENSANWENDUNGEN 15
3.1 VIELFALTIGE ANWENDUNGEN 15
3.2 OLTP VERSUS OLAP 15
3.3 NACHTEILE DER TRENNUNG VON OLAP UND OLTP 16
3.4 MYTHOS OLTP- VERSUS OLAP-ZUGRIFFSMUSTER 16
3.5 KOMBINIEREN VON OLTP-UND OLAP-DATEN 17
3.6 MERKMALE VON UNTERNEHMENSDATEN 17
3.7 SELBSTTEST-FRAGE 18
LITERATURHINWEISE 18
HTTP://D-NB.INFO/1042087342
X INHALTSVERZEICHNIS
4 WANDEL IN DER HARDWARE 19
4.1 SPEICHERZELLEN 19
4.2 SPEICHERHIERARCHIE 20
4.3 CACHE IM DETAIL 21
4.4 ADDRESSUEBERSETZUNG 22
4.5 PREFETCHING 23
4.6 SPEICHERHIERARCHIE UND LATENZZEITEN 23
4.7 NON-UNIFORM MEMORY-ARCHITEKTUR 25
4.8 SKALIEREN VON HAUPTSPEICHER-SYSTEMEN 26
4.9 REMOTE DIRECT MEMORY ACCESS (RDMA) 28
4.10 SELBSTTEST-FRAGEN 28
LITERATURHINWEISE 28
5 SANSSOUCIDB-EIN ENTWURF FUER EINE IN-MEMORY DATENBANK 31
5.1 DATENSPEICHERUNG IM HAUPTSPEICHER 31
5.2 SPALTENORIENTIERUNG 31
5.3 AUSWIRKUNGEN DER SPALTENORIENTIERUNG 32
5.4 AKTIVE UND PASSIVE DATEN 33
5.5 UEBERBLICK UEBER DIE ARCHITEKTUR 33
5.6 SELBSTTEST-FRAGEN 33
LITERATURHINWEIS 34
TEIL II GRUNDLAGEN DER DATENBANKSPEICHERTECHNIKEN 35
6 WOERTERBUCH-CODIERUNG 37
6.1 KOMPRESSIONSBEISPIEL 38
6.1.1 BEISPIEL FUER WOERTERBUCH-CODIERUNG: VORNAMEN 38
6.1.2 BEISPIEL FUER WOERTERBUCH-CODIERUNG: GESCHLECHT 39
6.2 SORTIERTE WOERTERBUECHER 40
6.3 OPERATIONEN MIT CODIERTEN WERTEN 40
6.4 SELBSTTEST-FRAGEN 41
7 KOMPRESSION 43
7.1 PRAEFIX-ENCODING 43
7.1.1 BEISPIEL 44
7.2 RUN-LENGTH ENCODING 45
7.2.1 BEISPIEL 46
7.3 CLUSTER-ENCODING 46
7.3.1 BEISPIEL 47
7.4 INDIRECT-ENCODING 48
7.4.1 BEISPIEL 49
7.5 DELTA-ENCODING 51
7.5.1 BEISPIEL 51
7.6 EINSCHRAENKUNGEN 52
7.7 SELBSTTEST-FRAGEN 53
LITERATURHINWEIS 54
INHALTSVERZEICHNIS XI
8 DATENLAYOUT IM HAUPTSPEICHER 55
8.1 EFFEKTE VON CACHING AUF DIE LEISTUNG VON ANWENDUNGEN 55
8.1.1 DAS SCHRITTWEITEN-EXPERIMENT 55
8.1.2 DAS GROESSEN-EXPERIMENT 57
8.2 ZEILEN- UND SPALTENORIENTIERTE/-BASIERTE LAYOUTS 59
8.3 VORTEILE EINES SPALTEN-LAYOUTS 61
8.4 HYBRIDE TABELLEN-LAYOUTS 62
8.5 SELBSTTEST-FRAGE 62
LITERATURHINWEISE 63
9 PARTITIONIERUNG 65
9.1 DEFINITION UND KLASSIFIKATION 65
9.2 VERTIKALE PARTITIONIERUNG 65
9.3 HORIZONTALE PARTITIONIERUNG 66
9.4 WAHL EINER GEEIGNETEN PARTITIONIERUNGSSTRATEGIE 68
9.5 SELBSTTEST-FRAGEN 68
LITERATURHINWEIS 69
TEIL III IN-MEMORY DATENBANK-OPERATOREN 71
10 LOESCHEN VON DATEN: DELETE 73
10.1 BEISPIEL FUER PHYSISCHES LOESCHEN 73
10.2 SELBSTTEST-FRAGEN 75
LITERATURHINWEIS 75
11 EINFUEGEN VON DATEN: INSERT 77
11.1 BEISPIEL: EINFUEGEN EINES NEUEN TUPELS 77
11.1.1 EINFUEGEN OHNE NEUEN WOERTERBUCH-EINTRAG 77
11.1.2 EINFUEGEN MIT NEUEM WOERTERBUCH-EINTRAG 78
11.2 UEBERLEGUNGEN ZUR LEISTUNG 81
11.3 SELBSTTEST-FRAGEN 82
12 AKTUALISIEREN VON EINTRAEGEN-UPDATE 85
12.1 ARTEN VON UPDATES 85
12.1.1 AGGREGAT-UPDATES 85
12.1.2 STATUS-UPDATES 85
12.1.3 WERT-UPDATES 86
12.2 UPDATE-BEISPIEL 86
12.3 SELBSTTEST-FRAGEN 88
LITERATURHINWEISE 89
13 TUPEL-REKONSTRUKTION 91
13.1 EINFUHRUNG 91
13.2 TUPEL-REKONSTRUKTION IN ZEILENORIENTIERTEN DATENBANKEN 91
13.3 TUPEL-REKONSTRUKTION IN SPALTENORIENTIERTEN DATENBANKEN 92
13.4 WEITERE BEISPIELE UND DISKUSSION 93
13.5 SELBSTTEST-FRAGEN 94
XII INHALTSVERZEICHNIS
14 SCAN-LEISTUNG 97
14.1 EINFUEHRUNG 97
14.2 ZEILEN-LAYOUT: VOLLSTAENDIGER TABELLEN-SCAN 98
14.3 ZEILEN-LAYOUT: SCHRITTWEITEN-ZUGRIFF 98
14.4 SPALTENORIENTIERTES LAYOUT: VOLLSTAENDIGER SPALTEN-SCAN 99
14.5 WEITERE BEISPIELE UND DISKUSSION 100
14.6 SELBSTTEST-FRAGE 101
15 ABFRAGEN VON EINTRAEGEN - SELECT 103
15.1 RELATIONALE ALGEBRA 103
15.1.1 KARTESISCHES PRODUKT 103
15.1.2 PROJEKTION 103
15.1.3 SELEKTION 104
15.2 ABFRAGEAUSFUEHRUNG 104
15.3 SELBSTTEST-FRAGEN 106
16 MATERIALISIERUNGSSTRATEGIEN 109
16.1 ASPEKTE DER MATERIALISIERUNG 109
16.2 BEISPIEL 110
16.3 FRUEHE MATERIALISIERUNG 111
16.4 SPAETE MATERIALISIERUNG 113
16.5 SELBSTTEST-FRAGEN 116
LITERATURHINWEISE 116
17 PARALLELE DATENVERARBEITUNG 117
17.1 HARDWARE-SCHICHT 117
17.1.1 MULTI-CORE-CPUS 118
17.1.2 SINGLE INSTRUCTION MULTIPLE DATA (SIMD) 119
17.2 SOFTWARE-SCHICHT 121
17.2.1 AMDAHLS GESETZ 121
17.2.2 SHARED MEMORY 122
17.2.3 MESSAGE PASSING 122
17.2.4 MAPREDUCE 123
17.3 SELBSTTEST-FRAGEN 123
LITERATURHINWEISE 124
18 INDIZES 125
18.1 INDIZES: EIN ANSATZ ZUR OPTIMIERUNG VON ABFRAGEN 125
18.2 TECHNISCHE BETRACHTUNGEN 125
18.3 INVERTIERTER INDEX 127
18.4 DISKUSSION 130
18.4.1 SPEICHERVERBRAUCH 130
18.4.2 ABFRAGE-LEISTUNG 131
18.5 SELBSTTEST-FRAGEN 133
LITERATURHINWEIS '. 133
INHALTSVERZEICHNIS XIII
19J0IN 135
19.1 AUSFUHRUNG VON JOINS IM HAUPTSPEICHER 136
19.2 HASH-JOIN 137
19.2.1 BEISPIEL: HASH-JOIN 138
19.3 SORT-MERGE-JOIN 139
19.3.1 BEISPIEL: SORT-MERGE-JOIN 140
19.4 DIE WAHL EINES JOIN-ALGORITHMUS 141
19.5 SELBSTTEST-FRAGEN 142
20 AGGREGATFUNKTIONEN 145
20.1 AGGREGATION AM BEISPIEL DER FUNKTION COUNT 145
20.2 SELBSTTEST-FRAGEN 147
21 PARALLELES SELECT 149
21.1 PARALLELISIERUNG 149
21.2 SELBSTTEST-FRAGE 152
22 WORKLOAD-MANAGEMENT UND SCHEDULING 153
22.1 DIE MACHT DER GESCHWINDIGKEIT 153
22.2 SCHEDULING 154
22.3 MANAGEMENT GEMISCHTER WORKLOADS 154
22.4 SELBSTTEST-FRAGEN 155
LITERATURHINWEIS 155
23 PARALLELER JOIN 157
23.1 TEILWEISE PARALLELISIERTER HASH-JOIN 157
23.2 PARALLELER HASH-JOIN 158
23.3 SELBSTTEST-FRAGE 159
LITERATURHINWEISE 159
24 PARALLELE AGGREGATION 161
24.1 AGGREGATFUNKTIONEN 161
24.2 PARALLELE AGGREGATION UNTER VERWENDUNG EINER HASH-FUNKTION 161
24.3 SELBSTTEST-FRAGEN 164
LITERATURHINWEIS 164
TEIL IV FORTGESCHRITTENE DATENBANK-SPEICHERTECHNIKEN 165
25 DIFFERENTIAL BUFFER 167
25.1 DAS KONZEPT 167
25.2 DIE IMPLEMENTIERUNG 167
25.3 LEBENSDAUER VON TUPELN 169
25.4 SELBSTTEST-FRAGEN 170
LITERATURHINWEISE 171
XIV INHALTSVERZEICHNIS
26 INSERT-ONLY 173
26.1 DEFINITION DES INSERT-ONLY-ANSATZES 173
26.2 PUNKT-REPRAESENTATION 174
26.3 INTERVALL-REPRAESENTATION 176
26.4 CONCURRENCY CONTROL: SNAPSHOT-ISOLATION 177
26.5 INSERT-ONLY: VORTEILE UND HERAUSFORDERUNGEN 179
26.6 SELBSTTEST-FRAGEN 179
LITERATURHINWEIS 180
27 DER MERGE-PROZESS 181
27.1 DER ASYNCHRONE ONLINE-MERGE-PROZESS 182
27.1.1 MERGE-VORBEREITUNGSPHASE 183
27.1.2 ATTRIBUT-MERGE-PHASE 183
27.1.3 COMMIT-MERGE-PHASE 184
27.2 BEISPIELHAFTER ATTRIBUT-MERGE EINER SPALTE 184
27.3 OPTIMIERUNGEN DER MERGE-OPERATION 187
27.3.1 VERWENDUNG DES WOERTERBUCHES DES MAIN STORES 187
27.3.2 SINGLE COLUMN MERGE 187
27.3.3 VEREINHEITLICHTES TABELLEN-KONZEPT 188
27.4 SELBSTTEST-FRAGEN 189
LITERATURHINWEISE 189
28 LOGGING 191
28.1 LOGGING-INFRASTRUKTUR 191
28.2 LOGISCHES VERSUS WOERTERBUCH-CODIERTES LOGGING 193
28.3 BEISPIEL 196
28.4 SELBSTTEST-FRAGEN 198
LITERATURHINWEISE 199
29 WIEDERHERSTELLUNG 201
29.1 LESEN DER METADATEN 201
29.2 WIEDERHERSTELLEN DER DATENBANK 202
29.3 SELBSTTEST-FRAGEN 202
LITERATURHINWEIS 203
30 ON-THE-FLY-DATENBANKREORGANISATION 205
30.1 REORGANISATION IN EINEM ROW STORE 205
30.2 ON-THE-FLY-REORGANISATION IN EINEM COLUMN STORE 206
30.3 EXKURS: MULTI-TENANCY ERFORDERT ONLINE-REORGANISATION 206
30.4 AKTIVE UND PASSIVE DATEN 208
30.5 SELBSTTEST-FRAGEN 209
LITERATURHINWEISE 211
INHALTSVERZEICHNIS XV
TEILV GRUNDLAGEN FUER DIE ENTWICKLUNG NEUER ENTERPRISE ANWENDUNGEN .
213
31 AUSWIRKUNGEN AUF DIE ANWENDUNGSENTWICKLUNG 215
31.1 OPTIMIERUNG DER ANWENDUNGSENTWICKLUNG FUER IN-MEMORY-DATENBANKEN . .
215
31.1.1 VERLEGEN DER GESCHAEFTSLOGIK IN DIE DATENBANK 217
31.1.2 STORED PROCEDURES 218
31.1.3 BEISPIELANWENDUNG 219
31.2 BEST PRACTICES 220
31.3 SELBSTTEST-FRAGEN 221
32 DATENBANK-VIEWS 223
32.1 VORTEILE VON VIEWS 223
32.2 KONZEPT GESCHICHTETER VIEWS 224
32.3 ENTWICKLUNGSWERKZEUGE FUER VIEWS 224
32.4 SELBSTTEST-FRAGEN 225
LITERATURHINWEISE 226
33 UMGANG MIT BUSINESS-OBJEKTEN 227
33.1 ABBILDEN VON BUSINESS-OBJEKTEN 227
33.2 OBJEKTRELATIONALES MAPPING 228
33.3 SELBSTTEST-FRAGEN 229
34 BYPASS-LOESUNG 231
34.1 UEBERGANGSSCHRITTE IM DETAIL 231
34.2 BYPASS-LOESUNG: FAZIT 235
34.3 SELBSTTEST-FRAGE 236
LOESUNGEN ZU DEN SELBSTTEST-FRAGEN 237
GLOSSAR 283 |
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