Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P....
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Kapitel 7
Physische Datenorganisation
Speicherhierarchie
Hintergrundspeicher / RAID
Speicherstrukturen
B-Bäume
Hashing
R-Bäume
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2
Überblick: Speicherhierarchie
Register
(L1/L2/L3)
Cache
Hauptspeicher
Plattenspeicher
Archivspeicher
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3
Überblick: Speicherhierarchie
Register
Cache
Hauptspeicher
Plattenspeicher
Archivspeicher
8 Byte
Compiler
64-4096 kByte
Cache-Controller
4+ GB
Betriebssystem
Benutzer
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4
Überblick: Speicherhierarchie
1ns
Register
1-10ns
Cache
10-100ns
Hauptspeicher
10 ms
Plattenspeicher
sec
Archivspeicher
Zugriffslücke
105
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7
Magnetplattenspeicher
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8
201315000 rpm ~ 4 ms pro Umdreh.
1 TB Kapazität
100 MB/s Transferrate
< 1$ / GB
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9
Lesen von Daten von der Platte
Seek Time: Arm positionieren
5ms
Latenzzeit: ½ Plattenumdrehung (im Durchschnitt)
15000 Umdrehungen / Minute
Ca 2ms
Transfer von der Platte zum Hauptspeicher
100 MB/s
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10
Random versus Chained IO
1000 Blöcke à 4KB sind zu lesen Random I/OJedesmal Arm positionierenJedesmal Latenzzeit 1000 * (5 ms + 2 ms) + Transferzeit von 4 MB > 7000 ms + 40ms 7s
Chained IOEinmal positionieren, dann „von der Platte kratzen“ 5 ms + 2ms + Transferzeit von 4 MB 7ms + 40 ms 1/20 s
Also ist chained IO mindestens zwei Größenordnungen schneller als random IO
in Datenbank-Algorithmen unbedingt beachten !
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11
Disk Arrays RAID-Systeme
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12
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13
RAID 0: Striping
Lastbalancierung wenn alle Blöcke mit gleicher Häufigkeit gelesen/geschrieben werden
Doppelte Bandbreite beim sequentiellen Lesen der Datei bestehend aus den Blöcken ABCD...
Aber: Datenverlust wird immer wahrscheinlicher, je mehr Platten man verwendet (Stripingbreite = Anzahl der Platten, hier 2)
A
C
B
D
A B C D
Datei
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14
RAID 1: Spiegelung (mirroring)
Datensicherheit: durch Redundanz aller Daten (Engl. mirror)
Doppelter Speicherbedarf
Lastbalancierung beim Lesen: z.B. kann Block A von der linken oder der rechten Platte gelesen werden
Aber beim Schreiben müssen beide Kopien geschrieben werden
Kann aber parallel geschehen
Dauert also nicht doppelt so lange wie das Schreiben nur eines Blocks
A
C
B
D
A
C
B
D
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15
Kombiniert RAID 0 und RAID 1
Immer noch doppelter Speicherbedarf
Zusätzlich zu RAID 1 erzielt man hierbei auch eine höhere Bandbreite beim Lesen der gesamten Datei ABCD....
Wird manchmal auch als RAID 10 bezeichnet
RAID 0+1: Striping und Spiegelung
A
C
A
C
B
D
B
D
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16
RAID 2: Striping auf Bit-Ebene
Anstatt ganzer Blöcke, wie bei RAID 0 und RAID 0+1, wird das Striping auf Bit- (oder Byte-) Ebene durchgeführt
Es werden zusätzlich auf einer Platte noch Fehlererkennungs-und Korrekturcodes gespeichert
In der Praxis nicht eingesetzt, da Platten sowieso schon Fehlererkennungscodes verwalten
1010 1101 1011 0110 0011 1100....Datei
111001... 010101... 101110... 011010...
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17
RAID 3: Striping auf Bit-Ebene,
zusätzliche Platte für Paritätsinfo
Das Striping wird auf Bit- (oder Byte-) Ebene durchgeführtEs wird auf einer Platte noch die Parität der anderen Platten
gespeichert. Parität = bit-weise xor Dadurch ist der Ausfall einer Platte zu kompensierenDas Lesen eines Blocks erfordert den Zugriff auf alle PlattenVerschwendung von Schreib/LeseköpfenAlle marschieren synchron
1010 1101 1011 0110 0011 1100....Datei
111001... 010101... 101110... 011010... 011000...
Parität
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18
RAID 3: Plattenausfall
1010 1101 1011 0110 0011 1100....Datei
111001... 010101... 101110... 011010... 011000...
Parität
011010...
Reparatur
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19
RAID 4: Striping von Blöcken
Bessere Lastbalancierung als bei RAID 3Flaschenhals bildet die ParitätsplatteBei jedem Schreiben muss darauf zugegriffen werdenBei Modifikation von Block A zu A‘ wird die Parität PA-D wie
folgt neu berechnet:P‘A-D := PA-D A A‘
D.h. bei einer Änderung von Block A muss der alte Zustand von A und der alte Paritätsblock gelesen werden und der neue Paritätsblock und der neue Block A‘ geschrieben werden
A E B F C G D H PA-D PE-H
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20
RAID 4: Striping von Blöcken
Flaschenhals bildet die ParitätsplatteBei jedem Schreiben muss darauf zugegriffen werdenBei Modifikation von Block A zu A‘ wird die Parität PA-D wie
folgt neu berechnet:P‘A-D := PA-D A A‘
D.h. bei einer Änderung von Block A muss der alte Zustand von A und der alte Paritätsblock gelesen werden und der neue Paritätsblock und der neue Block A‘ geschrieben werden
1010 1101 1011 0110 0011 1100....Datei
1010...... 1101....... 1011...... 0110...... 1010.......
Paritäts
block
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21
RAID 5: Striping von Blöcken,
Verteilung der Paritätsblöcke
Bessere Lastbalancierung als bei RAID 4
die Paritätsplatte bildet jetzt keinen Flaschenhals mehr
Wird in der Praxis häufig eingesetzt
Guter Ausgleich zwischen Platzbedarf und Leistungsfähigkeit
A E B F C G D HPA-DPE-H
I M JO LN K PPI-LPM-P
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22
RAID 6: Wie RAID5, aber zwei
Paritätsblöcke
Recovery bei RAID 5 kann mehrere Stunden dauern
Ausfall während Recovery führt zu Totalverlust der Daten
RAID6 kann auch einen Ausfall während der Recovery-Phase verkraften
A E F C G D HPA-DPE-H
IM JO LN K PPI-LPM-P
PE-H BPA-D
PI-LPM-P
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26
verdrängen
Hauptspeichereinlagern
Platte ~ persistente DB
Systempuffer-Verwaltung
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27
Ein- und Auslagern von Seiten
Systempuffer ist in Seitenrahmen gleicher Größe aufgeteilt
Ein Rahmen kann eine Seite aufnehmen
„Überzählige“ Seiten werden auf die Platte ausgelagert
Platte(swap device)
Hauptspeicher
0 4K 8K 12K
28K
44K
60K
40K
48K
24K20K16K
32K 36K
56K52K
P480
P123
Seitenrahmen Seite
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28
Adressierung von Tupeln auf
dem Hintergrundspeicher
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29
Verschiebung innerhalb einer Seite
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30
Verschiebung von einer Seite auf eine andere
Forward
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31
Verschiebung von einer Seite auf eine andere
Bei der nächsten
Verschiebung wird
der „Forward“ auf
Seite 4711 geändert
(kein Forward auf
Seite 4812)
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B-Bäume
Balancierte Mehrwege-Suchbäume
Für den Hintergrundspeicher
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44
S.. Suchschlüssel
D.. Weitere Daten
V.. Verweise
(SeitenNr)
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45
![Page 30: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/30.jpg)
46
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47
Einfügen eines neuen Objekts
(Datensatz) in einen B-Baum
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48
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
10 13 19
7
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49
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
7 10 13 19
3
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50
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
7 10 13 19
3
?
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51
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
7 10
3
13 19
?
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52
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
3 7
3
13 19
?10
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53
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
3 7 13 19
?10
1
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56
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
3 7 13 19
?10
1
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 3 7 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 11 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 11 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 11 13 19
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 11 13 19 21
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 11 13 19 21
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 11 13 19 21
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 14 19 21
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2 14 15 19 21
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
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?3 10 13 19
7 8 11 12
20 21
6
64 5
![Page 82: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/82.jpg)
98
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?3 10 13 19
7 8 11 12
20 21
6
4 5
![Page 83: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/83.jpg)
99
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?3 10 13 19
7 8 11 12
20 21
6
4 5
![Page 84: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/84.jpg)
100
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?3 10 13 19
7 8 11 12
20 21
6
4 5
![Page 85: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/85.jpg)
101
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?3 10 13 19
7 8 11 12
20 21
6
4 5
3 6
![Page 86: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/86.jpg)
102
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21
10
4 5
3 6
![Page 87: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/87.jpg)
103
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21
4 5
3 6
10
![Page 88: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/88.jpg)
104
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21
4 5
3 6
10
10
![Page 89: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/89.jpg)
105
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21
4 5
3 6
10B-Baum mit Minimaler
Speicherplatz-ausnutzung
![Page 90: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/90.jpg)
106
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21
4 5
3 6
10B-Baum mit Minimaler
Speicherplatz-ausnutzung
![Page 91: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/91.jpg)
107
![Page 92: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/92.jpg)
108
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21
4 5
3 6
10
23
![Page 93: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/93.jpg)
109
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21 23
4 5
3 6
10
![Page 94: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/94.jpg)
110
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21 23
4 5
3 6
10
14
![Page 95: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/95.jpg)
111
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
14 15
?13 19
7 8 11 12
20 21 23
4 5
3 6
10
14
Unterlauf
![Page 96: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/96.jpg)
112
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15
?13 19
7 8 11 12
20 21 23
4 5
3 6
10
Unterlauf
![Page 97: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/97.jpg)
113
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
7 8 11 12
21 23
4 5
3 6
10
![Page 98: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/98.jpg)
114
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
7 8 11 12
21 23
4 5
3 6
10
5
![Page 99: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/99.jpg)
115
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
7 8 11 12
21 23
4 5
3 6
10
5
Unterlauf
![Page 100: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/100.jpg)
116
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
7 8 11 12
21 23
4
3 6
10
merge
![Page 101: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/101.jpg)
117
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
7 8 11 12
21 23
4
3 6
10
merge
![Page 102: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/102.jpg)
118
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
11 12
21 23
4 6 7 8
3
10Unterlauf
![Page 103: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/103.jpg)
119
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
11 12
21 23
4 6 7 8
3
10merge
![Page 104: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/104.jpg)
120
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?13 20
11 12
21 23
4 6 7 8
3
10merge
![Page 105: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/105.jpg)
121
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?
11 12
21 23
4 6 7 8
3 10 13 20
![Page 106: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/106.jpg)
122
Sukzessiver Aufbau eines B-Baums
vom Grad k=2
1 2
15 19
?
11 12
21 23
4 6 7 8
3 10 13 20
Schrumpfung,
Freie Knoten
![Page 107: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/107.jpg)
123
Speicherstruktur eines B-Baums
auf dem Hintergrundspeicher
4
Speicherblock
Nr 4
![Page 108: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/108.jpg)
124
Speicherstruktur eines B-Baums
auf dem Hintergrundspeicher
3
0
Datei
8 KB-Blöcke0*8KB
1*8KB
2*8KB
3*8KB
4*8KB
Block-
Nummer
![Page 109: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/109.jpg)
125
Speicherstruktur eines B-Baums
auf dem Hintergrundspeicher
3
0
Datei
8 KB-Blöcke0*8KB
1*8KB
2*8KB
3*8KB
4*8KB
Block-
Nummer
![Page 110: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/110.jpg)
126
Speicherstruktur eines B-Baums
auf dem Hintergrundspeicher
3
0
Datei
8 KB-Blöcke0*8KB
1*8KB
2*8KB
3*8KB
110100110
4*8KB
Block-
Nummer
![Page 111: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/111.jpg)
127
Zusammenspiel:
Hintergrundspeicher -- Hauptspeicher
Hintergrundspeicher
4
4
Hauptspeicher-
Puffer
Zugriffslücke 105
![Page 112: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/112.jpg)
128
B+-Baum
Referenz-
schlüssel
Such-
schlüssel
![Page 113: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/113.jpg)
129
![Page 114: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/114.jpg)
130
![Page 115: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/115.jpg)
131
Mehrere Indexe auf denselben
Objekten
B-Baum
Mit
(PersNr, Daten)
Einträgen
Name, Alter, Gehalt ...
B-Baum
Mit
(Alter, ???)
Einträgen
Alter, PersNr
![Page 116: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/116.jpg)
132
Mehrere Indexe auf denselben
Objekten
B-Baum
Mit
(PersNr, Daten)
Einträgen
Name, Alter, Gehalt ...
B-Baum
Mit
(Alter, ???)
Einträgen
Alter, PersNr
Wer ist
20 ?
20, 007
![Page 117: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/117.jpg)
133
Mehrere Indexe auf denselben
Objekten
B-Baum
Mit
(PersNr, Daten)
Einträgen
Name, Alter, Gehalt ...
B-Baum
Mit
(Alter, ???)
Einträgen
Alter, PersNr
Wer ist
20 ?
20, 007007,Bond,20,...
![Page 118: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/118.jpg)
134
Eine andere Möglichkeit:
Referenzierung über Speicheradressen
PersNr Alter
007,... 20,...
007, Bond, 20, ...
![Page 119: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/119.jpg)
135
Realisierungstechnik für
Hintergrundspeicher-Adressen
Seiten / Blöcke
(ca 8 KB)
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136
Adressierung von Tupeln auf
dem Hintergrundspeicher
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137
Verschiebung innerhalb einer Seite
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138
Verschiebung von einer Seite auf eine andere
Forward
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139
Verschiebung von einer Seite auf eine andere
Bei der nächsten
Verschiebung wird
der „Forward“ auf
Seite 4711 geändert
(kein Forward auf
Seite 4812)
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140
„Statische“ Hashtabellen
À priori Allokation des Speichers
Nachträgliche Vergrößerung der Hashtabelle ist „teuer“
Hashfunktion h(...) = ... mod N
Rehashing der Einträge h(...) = ... mod M
In Datenbankanwendungen viele GB
Erweiterbares Hashing
Zusätzliche Indirektion über ein Directory
Ein zusätzlicher Zugriff auf ein Directory, das den Zeiger (Verweis, BlockNr) des Hash-Bucket enthält
Dynamisches Wachsen (und Schrumpfen) ist möglich
Der Zugriff auf das Directory erfolgt über einen binären Hashcode
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141
Statisches Hashing
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142
0
1
0 1
0 1
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
binärer
Trie,
Entschei-
dungs-
baum
Directory
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143
Hashfunktion für erweiterbares
Hashing
h: Schlüsselmenge {0,1}*
Der Bitstring muss lang genug sein, um alle Objekte auf ihre Buckets abbilden zu können
Anfangs wird nur ein (kurzer) Präfix des Hashwertes (Bitstrings) benötigt
Wenn die Hashtabelle wächst wird aber sukzessive ein längerer Präfix benötigt
Beispiel-Hashfunktion: gespiegelte binäre PersNr
h(004) = 001000000... (4=0..0100)h(006) = 011000000... (6=0..0110)h(007) = 111000000... (7 =0..0111)h(013) = 101100000... (13 =0..01101)h(018) = 0100100000... (18 =0..010010)h(032) = 000001000... (32 =0..0100000)H(048) = 000011000... (48 =0..0110000)
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144
0
1
0 1
0 1
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
1
1 11
0
0007 13
6 18
32 48
4
![Page 129: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/129.jpg)
145
0
1
0 1
0 1
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
1
1 11
0
000
001 110
Präfix
001
Präfix
1
7 13
6 18
32 48
4
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146
0
1
0 1
0 1
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
1
1 11
0
000
001
010
011
100
101
110
111
000
![Page 131: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/131.jpg)
147
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
001
010
011
100
101
110
111
000
Directory
lokale
Tiefe: 1
lokale
Tiefe: 3
lokale
Tiefe: 2
globale
Tiefe: 3
7 13
6 18
32 48
4
![Page 132: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/132.jpg)
148
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
001
010
011
100
101
110
111
000
Directory
lokale
Tiefe: 1
lokale
Tiefe: 3
lokale
Tiefe: 2
globale
Tiefe: 3
7 13
6 18
32 48
4 12
Einfügen: 12 •12=1100
•h(12)=00110...
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149
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
001
010
011
100
101
110
111
000
Directory
lokale
Tiefe: 1
lokale
Tiefe: 3
lokale
Tiefe: 2
globale
Tiefe: 3
7 13
6 18
32 48
4 12
Einfügen: 20 •20=10100
•h(20)=001010...
Overflow
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150
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
0000
Directory
lokale
Tiefe: 1
Overflow
lokale
Tiefe: 3 .. 4
lokale
Tiefe: 2
globale
Tiefe:
3..4
Ausgleich
•h(12)=001100..
•h(4) =00100..
•h(20)=0010100..
![Page 135: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/135.jpg)
151
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
0000
Directory
lokale
Tiefe: 1
Overflow
lokale
Tiefe: 3 .. 4
lokale
Tiefe: 2
globale
Tiefe:
3..4
Ausgleich
•h(12)=001100..
•h(4) =00100..
•h(20)=0010100..
4 20
12
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152
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
Bucket
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
0000
Directory
Overflow
lokale Tiefe: 1 .. 2lokale
Tiefe: 4
lokale
Tiefe: 2
globale
Tiefe: 4
Ausgleich
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153
![Page 138: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/138.jpg)
154
![Page 139: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/139.jpg)
155
Wertbasierter Zugriff auf der Grundlage mehrerer Attribute, dies einzeln oder in beliebigen Kombinationen.
Typische Anforderungen aus CAD, VLSI-Entwurf, Kartographie,...
Anfragen decken den Bereich ab zwischen
mehrdimensionalem Punktzugriff (EMQ) und
mehrdimensionalen Bereichsanfragen (RQ)
Lösung mit eindimensionalen Indexen
erfordert konjunktive Zerlegung der Anfrage in Einattributanfragen und Schnittmengenbildung
bedingt hohe Speicherredundanz
Problemstellung:
Mehrdimensionale Nachbarschaftsverhältnisse
Mehrdimensionale
Datenstrukturen
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156
Wertebereiche D0,..., Dk-1:
alle Di sind endlich, linear geordnet und besitzen kleinstes (-i) und größtes (i) Element
Datenraum D = D0... Dk-1
k-dimensionaler Schlüssel entspricht Punkt im Datenraum p D
Grundlagen mehrdimensionaler
Datenstrukturen
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157
1. Exact Match Queryspezifiziert Suchwert für jede Dimension Di
2. Partial Match Query spezifiziert Suchwert für einen Teil der Dimensionen
3. Range Query spezifiziert ein Suchintervall [ugi, ogi ] für alle
Dimensionen
4. Partial Range Query spezifiziert ein Suchintervall für einen Teil der
Dimensionen
Grundlagen mehrdimensionaler
Datenstrukturen
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158
Mehrdimensionale Zugriffsstrukturen können gemäß der Art der Aufteilung des Datenraums in Gebiete charakterisiert werden:
1. nur atomare Gebiete (beschreibbar durch ein Rechteck)
2. vollständig (die Vereinigung aller Gebiete ergibt den gesamten Datenraum)
3. disjunkt (die Gebiete überlappen nicht)
Charakterisierung mehrdimensionaler
Datenstrukturen
Grid-File (Gitter-Datei): atomar, vollständig, disjunkt
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159
Mehrdimensionale Zugriffsstrukturen können gemäß der Art der Aufteilung des Datenraums in Gebiete charakterisiert werden:
1. nur atomare Gebiete (beschreibbar durch ein Rechteck)
2. vollständig (die Vereinigung aller Gebiete ergibt den gesamten Datenraum)
3. disjunkt (die Gebiete überlappen nicht)
Charakterisierung mehrdimensionaler
Datenstrukturen
K-D-B-Baum: atomar, vollständig, disjunkt
![Page 144: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/144.jpg)
160
Mehrdimensionale Zugriffsstrukturen können gemäß der Art der Aufteilung des Datenraums in Gebiete charakterisiert werden:
1. nur atomare Gebiete (beschreibbar durch ein Rechteck)
2. vollständig (die Vereinigung aller Gebiete ergibt den gesamten Datenraum)
3. disjunkt (die Gebiete überlappen nicht)
Charakterisierung mehrdimensionaler
Datenstrukturen
R+-Baum: atomar, disjunkt
![Page 145: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/145.jpg)
161
Mehrdimensionale Zugriffsstrukturen können gemäß der Art der Aufteilung des Datenraums in Gebiete charakterisiert werden:
1. nur atomare Gebiete (beschreibbar durch ein Rechteck)
2. vollständig (die Vereinigung aller Gebiete ergibt den gesamten Datenraum)
3. disjunkt (die Gebiete überlappen nicht)
Charakterisierung mehrdimensionaler
Datenstrukturen
R-Baum: atomar
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162
Mehrdimensionale Zugriffsstrukturen können gemäß der Art der Aufteilung des Datenraums in Gebiete charakterisiert werden:
1. nur atomare Gebiete (beschreibbar durch ein Rechteck)
2. vollständig (die Vereinigung aller Gebiete ergibt den gesamten Datenraum)
3. disjunkt (die Gebiete überlappen nicht)
Charakterisierung mehrdimensionaler
Datenstrukturen
Buddy-Hash-Baum: atomar, disjunkt
![Page 147: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/147.jpg)
163
Mehrdimensionale Zugriffsstrukturen können gemäß der Art der Aufteilung des Datenraums in Gebiete charakterisiert werden:
1. nur atomare Gebiete (beschreibbar durch ein Rechteck)
2. vollständig (die Vereinigung aller Gebiete ergibt den gesamten Datenraum)
3. disjunkt (die Gebiete überlappen nicht)
Charakterisierung mehrdimensionaler
Datenstrukturen
Z-B-Baum: vollständig,disjunkt
![Page 148: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/148.jpg)
164
R-Baum: Urvater der baum-strukturierten
mehrdimensionalen Zugriffsstrukturen
[60,120]
[18,60]
Bond
120K
60
Mini
80K
20
Mickey
70K
43
Duck
60K
18
Alte
r
Gehalt
40K 60K 80K 100K 120K
20
40
60
Mickey
Duck Mini
Bond
![Page 149: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/149.jpg)
165
Gute versus schlechte
Partitionierung
Alte
r
Gehalt
Mickey
DuckMini
Bond
Speedy A
lter
Gehalt
Mickey
DuckMini
Bond
Speedy
gute Partitionierung schlechte Partitionierung
![Page 150: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/150.jpg)
166
Nächste Phase in der
Entstehungsgeschichte des R-Baums
Alte
r
Gehalt
Mickey
DuckMini
Bond
Speedy
Bert(noch nicht
eingefügt)
[60,80]
[18,43]
[100,120]
[40,60]
Mini
80K
20
Mickey
70K
43
Duck
60K
18
Bond
120K
60
Speedy
100K
40
![Page 151: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/151.jpg)
167
Nächste Phase
[60,80]
[18,20]
[110,120]
[25,60]
[45,70]
[41,45]
[95,100]
[40,65]
Mini
80K
20
Duck
60K
18
Bond
120K
60
Urmel
112K
35
Mickey
70K
43
Bert
55K
45
Ernie
45K
41
Bill
110K
25
Speedy
100K
40
Lucie
95K
65
![Page 152: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/152.jpg)
168
Datenraum
Alte
r
Gehalt
Mickey
DuckMini
Bond
Speedy
Bert
Ernie
Bill
Lucie
Urmel
![Page 153: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/153.jpg)
169
Wachsen des Baums:
nach oben – wie im B-Baum
[60,80]
[18,20]
[45,55]
[41,45]
[60,70]
[41,50]
[45,70]
[41,45]
[95,100]
[40,65]
[45,80]
[18,50]
[95,120]
[25,65]
Jan
60K
41
Sepp
65K
50
...
Mickey
70K
43
![Page 154: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/154.jpg)
170
Datenraum
Alte
r
Gehalt
Mickey
DuckMini
Speedy
Bert
Ernie
Bill
Lucie
Urmel
Jan
Sepp
![Page 155: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/155.jpg)
171
Datenraum und Speicherstruktur –
Überblick
Alte
r
Gehalt
Mickey
DuckMini
Bond
Speedy
Bert
Ernie
Bill
Lucie
Urmel
Jan
Sepp
[60,80]
[18,20]
[45,55]
[41,45]
[60,70]
[41,50]
[110,120]
[25,60]
[95,100]
[40,65]
[45,80]
[18,50]
[95,120]
[25,65]
Jan
60K
41
Sepp
65K
50
... ...
Mickey
70K
43
![Page 156: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/156.jpg)
172
[60,80]
[18,20]
[45,55]
[41,45]
[60,70]
[41,50][110,120]
[25,60]
[95,100]
[40,65]
[45,80]
[18,50]
[95,120]
[25,65]
Jan
60K
41
Sepp
65K
50
Mickey
70K
43
Speedy
100K
40
Lucie
95K
65
Mini
80K
20
Duck
60K
18
Bond
120K
60
Urmel
112K
35
Bert
55K
45
Ernie
45K
41
Bill
110K
25
![Page 157: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/157.jpg)
173
Bereichsanfragen auf dem R-Baum
Alte
r
Gehalt
Mickey
DuckMini
Speedy
Bert
Ernie
Bill
Lucie
Urmel
Jan
Sepp
[60,80]
[18,20]
[45,55]
[41,45]
[60,70]
[41,50]
[110,120]
[25,60]
[95,100]
[40,65]
[45,80]
[18,50]
[95,120]
[25,65]
Jan
60K
41
Sepp
65K
50
...Mickey
70K
43
Speedy
100K
40
Lucie
95K
65
Anfragefenster
Bond
![Page 158: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/158.jpg)
174
[60,80]
[18,20]
[45,55]
[41,45]
[60,70]
[41,50][110,120]
[25,60]
[95,100]
[40,65]
[45,80]
[18,50]
[95,120]
[25,65]
Jan
60K
41
Sepp
65K
50
Mickey
70K
43
Speedy
100K
40
Lucie
95K
65
Mini
80K
20
Duck
60K
18
Bond
120K
60
Urmel
112K
35
Bert
55K
45
Ernie
45K
41
Bill
110K
25
![Page 159: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/159.jpg)
175
Indexierung räumlicher Objekte
(anstatt Punkten) mit dem R-Baum
![Page 160: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/160.jpg)
176
Indexierung räumlicher Objekte
(anstatt Punkten) mit dem R-Baum
![Page 161: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/161.jpg)
177
Indexierung räumlicher Objekte
(anstatt Punkten) mit dem R-Baum
![Page 162: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/162.jpg)
187
Objektballung / Clustering logisch
verwandter Daten
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188
![Page 164: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/164.jpg)
189
![Page 165: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/165.jpg)
190
![Page 166: Kapitel 7 Physische Datenorganisation€¦ · M J N K O LP I P M-P I -L P A-D P E-H B P I-L P M P. 26 verdrängen Hauptspeicher einlagern Platte ~ persistente DB Systempuffer-Verwaltung.](https://reader033.fdokument.com/reader033/viewer/2022053101/6061191e28101716da6a095e/html5/thumbnails/166.jpg)
191
Unterstützung eines
Anwendungsverhaltens
Select Name
From Professoren
Where PersNr = 2136
Select Name
From Professoren
Where Gehalt >= 90000 and Gehalt <= 100000
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192
Indexe in SQL
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