Database Research Group

WSI – Database Systems Research Group

Datenbanksysteme II



Aufbauend auf die Vorlesung Datenbanksysteme I, schaltet diese Vorlesung “auf Röntgenblick” und durchleuchtet die Internas relationaler Datenbanksysteme (DBMS). Wir versuchen dabei Antworten auf Fragen zu finden wie etwa:

  • Wie kann der Datentransport zwischen Sekundär– und Hauptspeicher organisiert werden, ohne dass das DBMS laufend auf langsame Festplattenzugriffe warten muss?
  • Wie strukturiert, sortiert und manipuliert man Daten von 20 GB Größe, wenn der verfügbare Hauptspeicher nur einen Bruchteil davon fassen kann?
  • Wie orientiert man sich in Datenmengen dieser Größe? Wie übersetzt man Anfragen (SQL) in effiziente "Programme", die Daten dieser Größe durchforsten/filtern/transformieren können?

Dabei werden wir die Architektur eines DBMS als Leitfaden nehmen und uns sukzessive von der physischen Ebene (File-Organisation etc.), über Index-Verwaltung zur Anfrageauswertung durcharbeiten. Dieser Weg ist mit interessanten Algorithmen und Datenstrukturen geradezu gepflastert. Themengebiete: Sekundärspreicherzugriff, Record– und Seiten–Layout, Indexstrukturen (B–Bäume, Hashes), Sortieren auf Sekundärspeichern, Anfrageauswertung, (geschätzte) Anfragekosten, Plangenerierung und -optimierung.

Wann immer sich die Möglichkeit ergibt, richten wir unseren Röntgenstrahl auf Systeme wie IBM's DB2 V9 oder PostgreSQL, um die Internas von DBMS auch praktisch erleben/verstehen zu können.

Übungsblätter

Im Laufe des Semesters werden die Übungsblätter im CIS-System zum Download verfügbar gemacht. Bitte melden Sie sich rechtzeitig an, um möglichst kein Übungsblatt zu verpassen. Informationen zu den Abgabeformalitäten finden sich ebenfalls im CIS.

Klausur

Die Klausur findet am Montag, den 22. Juli 2013 (14:15 Uhr) im Hörsaal N6 auf der Morgenstelle statt. Die Nachklausur findet am Montag, den 07. Oktober 2013 statt.

Literatur

Ramakrishnan, Gehrke: Database Management Systems

(3rd International Edition, McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-246563-8)

Dieses Buch deckt die meisten Inhalte dieser Vorlesung sehr gut ab (teilweise orientiert sich die Vorlesung direkt an ausgewählten Kapiteln).

Kemper, Eickler: Datenbanksysteme

(6. Auflage, Oldenbourg Verlag, 2006, ISBN 3-486-57690-9)

Deutsches Standardlehrbuch, das auch Inhalte der Vorlesung Datenbanksysteme I bespricht — die Inhalte dieser Vorlesung gehen teilweise deutlich über das Material des Buches hinaus. Eine hervorragende Quelle für weiterführende Referenzen.

Software

In Vorlesung und Übung werden die Datenbanksysteme IBM DB2 und PostgreSQL betrachtet. Beide Systeme sind kostenfrei beziehbar.

  • PostgreSQL ist für die meisten Linux-Distributionen bereits als Paket verfügbar. Der Quellcode, weitere Binärdistributionen und Installer für Windows und Mac OS X können auf der PostgreSQL-Website bezogen werden.
  • Eine kostenfreie Version von IBM DB2 ist als IBM DB2 Express-C verfügbar.

Semesterwochenstunden / Leistungspunkte / Hörerkreis

4 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung zur Vorlesung (8 LP) Für Studierende in Informatik Bachelor- und Master-Studiengängen

Voraussetzungen

Modul Datenbanksysteme (Datenbanksysteme I) oder vergleichbare Vorkenntnisse


Slides
NrChapterDownload
1Introductionpdf
2Storagepdf
3Indexingpdf
4Tree-Structured Indexingpdf
5Multi-Dimensional Indexingpdf
6Hash-Based Indexingpdf
7External Sortingpdf
8Evaluation of Relational Operatorspdf
9Cardinality Estimationpdf
10Query Optimizationpdf
Additional material (code, data)
NrFileDownload
1Simulate Page Replacement

zu "Storage"

edu/ece/koren/architecture/RepPolicies/
2Interactive B+-Tree Visualization

zu "Tree-Structured Indexing"

jsp?sid=__shared&cid=usu@mills&lid=53
3I/O-Verhalten von External Sorting

zu "External Sorting"

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