Time: Tuesday, 6. DS (16:40 to 18:10)
Location: APB E023
Quantity: 2V/2Ü/0P SWS
Language: German
Modules: INF-BAS4, INF-BI-2, INF-VERT4, D-WW-INF-3421, D-WW-INF-3422, D-WW-INF-3423, INF-04-FG-AVS

Ziele

Datenbank- und Informationssysteme können in zwei große Bestandteile zerlegt werden. Auf der einen Seite steht das Speichermanagement, d.h. die Komponenten, die für die physische Organisation der Datenbestände zur Verfügung stehen. Die unterschiedlichen Methoden und Komponenten werden dabei im ersten Teil der Vorlesungsreihe besprochen. Auf der anderen Seite steht die Verarbeitungseinheit, also die Komponenten eines Systems, die transaktional geschützt, nebenläufig korrekt und effizient Datenbankanfragen bearbeiten. Die Methoden und die Aufgaben der unterschiedlichen Komponenten werden in diesem zweiten Teil der Vorlesung besprochen. Als Schnittstelle zwischen den Schichten innerhalb der Datenbankarchitektur dient die Auffassung eines Key-Value-Paares. Dabei kann Key-Value bedeuten, dass dies direkt von der Applikation genutzt bzw. programmiert werden kann oder höhere Systemschichten darauf aufsetzen. Ziel der Vorlesung ist es ein tiefes Verständnis von Anfrageverarbeitungs- und optimierungstechniken unter den Randbedingungen transaktionaler Korrektheit zu vermitteln.

Table of Content

  • Introduction
    • From Database System to Data Management Platform
    • Layering of Database System Architectures
  • No-SQL Software Stack
    • Map/Reduce Programming Paradigm
    • Hadoop Infrastructure
    • UseCases for Map/Reduce
    • NoSQL-Query Languages
  • SQL Software Stack
    • Query Processing Principles
    • Query Optimization
    • Adaptive Query Optimization
    • Implementation of Plan Operators
    • (Workload Management)
    • (Virtualization and Multi-Tenancy Support)

Lehrmaterialien

Teil Inhalt Anz. Seiten Acrobat/PDF
0 Prolog 3 PDF
1 Introduction 26 PDF
2 Map-Reduce Programming Model 37 PDF
3 Map-Reduce and Databases 55 PDF
4 Spark & High-Level Dataflow Languages 74 PDF
5 Übersicht Anfrageverarbeitung 39 PDF
6 Query Optimization 47 PDF
7 Eindimensionale Indexstrukturen 92 PDF
8 Mehrdimensionale Indexstrukturen 54 PDF
9 Relational Plan Operators 41 PDF
10 Kostenmodell 28 PDF
11 Adaptive Query Processing 67 PDF

Empfohlene Begleitlektüre

  • Gunter Saake, Andreas Heuer, Kai-Uwe Sattler: Datenbanken: Implentierungstechniken
  • Härder, T.; Rahm, E.: Datenbanksysteme. Konzepte und Techniken der Implementierung
  • Ramakrishnan, R.; Gehrke, J.: Database Management Systems
  • Ullman, J. D.; Garcia-Molina, H.; Widom, J.: Database Systems: The Complete Book
  • Gray, J.; Reuter, A.: Transaction Processing: Concepts and Techniques (Morgan Kaufmann Series in Data Management Systems)
  • Lockemann, P. C.; Dittrich, K. R.: Architektur von Datenbanksystemen
  • Elmasri, R. A.; Navathe, S. B.: Grundlagen von Datenbanksystemen

Prüfung

Der Stoff wird im Rahmen der mündlichen Teilfachprüfung des Vertiefungsgebiets Datenbanken bzw. der Fachgebiete Architektur verteilter Systeme oder Informations- u. Anwendungssysteme abgeprüft.
Falls gewünscht wird, ihn auch in der Fachprüfung eines anderen Vertiefungsgebiets oder eines anderen Fachgebiets abprüfen zu lassen, ist dies frühzeitig mit dem Verantwortlichen abzusprechen.