Overview

Das vorliegende Buch behandelt die Synchronisation als eine der zentralen Funktionen zur Aufrechterhaltung der Integrität in Datenbanksystemen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf einer umfassenden Analyse des Einflusses von Synchronisationsmaßnahmen auf das Leistungsverhalten von Datenbanksystemen. Nach einer kurzen Einführung in die wesentlichen konzeptionellen Aspekte der Synchronisation werden ausführlich die Implementierungsaspekte der Synchronisationskomponente in Datenbanksystemen diskutiert. Da durch Synchronisationsmaßnahmen in praktischen Umständen möglicherweise erheblich in die parallelen Abläufe von Transaktionen eingegriffen wird, ist die Auswahl geeigneter Synchronisationsverfahren von entscheidender Bedeutung für die Leistungsfähigkeit von Datenbanksystemen. Hierin wird mit Hilfe des Verfahrens der Trace-getriebenen Simulation der Versuch gemacht, die Charakteristiken praktischer Anwendungen auf den quantitativen Vergleich von Synchronisationsverfahren zu übertragen, was in dieser Form bisher noch nicht durchgeführt wurde. Die dabei erhaltenen Ergebnisse werden ausführlich diskutiert und im Hinblick auf die Brauchbarkeit neuartiger Synchronisationsverfahren für praktische Anwendungen bewertet. Synchronisationsmaßnahmen zur Aufrechterhaltung der Integrität in Datenbanksystemen erfordern erhebliche Eingriffe in die parallelen Abläufe im Mehrbenutzerbetrieb mit entsprechenden Konsequenzen auf die Gesamtleistung des Systems. Es wird eine umfassende Analyse der Leistungsfähigkeit von Synchronisationsverfahren auf der Basis eines mit empirischen Daten getriebenen Simulationsmodells beschrieben.

Full Product Details

Author:   Peter Peinl
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Volume:   161
Dimensions:   Width: 17.00cm , Height: 1.30cm , Length: 24.20cm
Weight:   0.418kg
ISBN:  

9783540187523

ISBN 10:   3540187529
Pages:   227
Publication Date:   17 December 1987
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   Out of stock  
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Language:   German

Table of Contents

I. Einleitung.- II. Konzepte der Synchronisation in Datenbanksystemen.- 2. Synchronisation in parallelverarbeitenden Systemen und ihre speziellen Aspekte bei Datenbanksystemen.- 2.1 Synchronisation in Programmiersprachen und Betriebssystemen und histo rischer Abriss der Entwicklung auf dem Gebiet der Datenbanksysteme.- 2.2 Implementierungsformen von Datenbanksystemen.- 3. Klassifikation von Synchronisationsverfahren in Datenbanksystemen.- 3.1 Probleme der und Ansatze zur Klassinkation von Synchronisationsverfahren in Datenbanksystemen.- 3.2 Methoden zur Isolation von Objekten.- 3.3 Methoden zur Feststellung und Gewahrleistung der Serialisierbarkeit.- 3.3.1 UEberprufung der Serialisierbarkeit wahrend der BOT-Verarbeitung.- 3.3.2 UEberprufung der Serialisierbarkeit wahrend der Verarbeitungsphase.- 3.3.3 UEberprufung der Serialisierbarkeit durch Sperren.- 3.3.4 UEberprufung der Serialisierbarkeit durch Zeitmarken.- 3.3.5 UEberprufung der Serialisierbarkeit wahrend der EOT-Verarbeitung.- 3.3.6 Verteilung der UEberprufung der Serialisierbarkeit auf die Verarbeitungs phase und die EOT-Verarbeitung.- 4. Synchronisationsverfahren ohne Berucksichtigung einer Objektstruktur.- 4.1 Synchronisation unter der Kontrolle von Sperrverfahren.- 4.1.1 Das RX-Sperrverfahren.- 4.1.2 Die RA-Sperrverfahren.- 4.1.3 Das RAX-Sperrverfahren.- 4.1.4 Das RAC-Sperrverfahren.- 4.1.5 Das RACn-Sperrverfahren.- 4.2 Synchronisation unter der Kontrolle optimistischer Verfahren.- 4.2.1 Die BOCC-Verfahren.- 4.2.2 Die FOCC-Verfahren.- 4.3 Synchronisation unter der Kontrolle von Zeitmarken-Verfahren.- 4.4 Das Verhaltnis von Zeitmarken-Verfahren zu Sperrverfahren und optimistischen Verfahren.- III. Implementierungsaspekte der Synchronisation in Datenbanksystemen.- 5. Implementierungsaspekte der Synchronisationskomponente.- 5.1 Aufgaben und Aufbau der Synchronisationskomponente.- 5.1.1 Anforderungen an die Synchronisationskomponente und deren Aufgaben.- 5.1.2 Schnittstellen der Synchronisationskomponente zu anderen Komponenten des Datenbanksystems.- 5.2 Speicherungsstrukturen zur Darstellung der synchronisationsrelevanten Information.- 5.2.1 Datenstrukturen zur Verwaltung von Sperren.- 5.2.2 Speicherungsstrukturen zur efflzienten Verwaltung von Sperren.- 5.2.3 Speicherungsstrukturen zur Unterstutzung optimistischer Synchronisationsverfahren.- 5.3 Aufbau und Funktionsweise einer verfahrensunabhangigen Sperrkomponente mit dynamisch veranderbaren Sperrprotokollen.- 5.3.1 Vorteile und prinzipieller Aufbau einer verfahrensunabhangigen Sperrkomponente.- 5.3.2 Grundlegende Konzepte bei Sperrprotokollen, Basisoperationen und prinzipielle Funktionsweise des Protokollinterpreters.- 5.3.3 Ein Beispiel zur Spezifikation des RX-Verfahrens fur den verfahrensunabhangigen Protokollinterpreter.- 5.4 Aufwandsbetrachtungen fur unterschiedliche Implementierungen des Validierungsalgorithmus bei optimistischen Synchronisationsverfahren.- 5.4.1 Quantitative Abschatzung einer euphorischen Variante optimistischer Synchronisationsverfahren.- 5.4.2 Quantitative Abschatzung des Validierungsaufwandes der grundlegenden Varianten optimistischer Synchronisationsverfahren.- 5.4.3 Grobe Abschatzung des Rechenzeitaufwandes zur Pflege der Speicherungsstrukturen zur Darstellung synchronisationsrelevanter Information bei Sperrverfahren versus optimistische Verfahren.- 6. Systempufferverwaltung unter Berucksichtigung von Versionen und temporaren Kopien.- 6.1 Grundsatzliche Probleme der Systempufferverwaltung bei erweiterten Objektmodellen.- 6.1.1 Die Rolle erweiterter Objektmodelle im Zusammenspiel von Systempufferverwaltung und Synchronisationsverfahren.- 6.1.2 Konsequenzen des erweiterten Objektmodells fur die physische Datenhaltung auf externen Speichermedien.- 6.1.3 Strukturierung der Systempufferverwaltung unter Berucksichtigung erweiterter Objektmodelle.- 6.2 Die Rahmenverwaltung oder die Systempufferverwaltung im herkoemmlichen Sinne.- 6.2.1 Die Freispeicherverwaltung innerhalb der Rahmenverwaltung.- 6.2.2 Die Implementierung des Ersetzungsalgorithmus innerhalb der Rahmenverwaltung.- 6.3 Die Seiteninkarnationen-Verwaltung.- 6.3.1 Die Realisierung privater Transaktionspuffer auf einem globalen Systempuffer.- 6.3.2 Hilfsstrukturen und Schnittstelle der Seiteninkarnationen-Verwaltung.- 6.3.3 Die Funktionsweise der von der Seiteninkarnationen-Verwaltung exportierten Operationen.- 6.4 Abhangigkeiten zwischen der Synchronisationskomponente und anderen zentralen Komponenten eines Datenbanksystems am Beispiel der Pufferbedienung.- 6.4.1 Die Pufferbedienung beim RX-Sperrverfahren.- 6.4.2 Die Pufferbedienung bei optimistischen Synchronisationsverfahren.- IV. Leistungsanalyse von Synchronisationsverfahren in Datenbanksystemen.- 7. Methoden zur Untersuchung des Einflusses von Synchronisationsmassnahmen auf das Leistungsverhalten von Datenbanksystemen.- 7.1 Implementierung und Integration in ein reales Datenbanksystem.- 7.2 Modellierung von Komponenten des Datenbanksystems.- 7.2.1 Analytische Modelle zur Beschreibung des Einflusses von Synchronisationsverfahren auf das Leistungsverhalten von Datenbanksystemen.- 7.2.2 Modellierung von Komponenten des Datenbanksystems durch Simulation.- 7.3 Kosten- und Leistungsmasse fur die Bewertung von Synchronisationsverfahren in Datenbanksystemen.- 8. Ein detailliertes Simulationsmodell zur Leistungsanalyse von Synchronisationsverfahren in zentralisierten Datenbanksystemen (DBSS).- 8.1 Ziele des Simulationsansatzes.- 8.2 Die empirischen Lasten zum Treiben des Datenbanksystem-Simulators.- 8.3 Grobstruktur des implementierten DBSS.- 8.4 Detailaufbau des implementierten DBSS.- 8.4.1 MAIN-MODULE.- 8.4.2 SCHEDULER.- 8.4.3 STRING-MANAGER.- 8.4.4 LOGFILE-MANAGER.- 8.4.5 Die unteren Abbildungsebenen.- 8.4.6 DEVICE-MANAGER.- 8.4.7 GWS-MANAGER.- 8.5 Spezielle UEberlegungen zur Synchronisation auf FPA- und DBTT-Seiten und ihre Behandlung im DBSS.- 8.5.1 Eigenarten der Synchronisation auf FPA-Seiten.- 8.5.2 Eigenarten der Synchronisation auf DBTT-Seiten.- 8.5.3 Die Behandlung von FPA- und DBTT-Seiten im DBSS.- 8.6 Zusammenfassender UEberblick uber das entwickelte DBSS.- V. Empirische Untersuchung des Leistungsverhaltens von Synchronisationsverfahren in Datenbanksystemen.- 9. Empirische Untersuchung des Leistungsverhaltens von Synchronisationsverfahren in Datenbanksystemen.- 9.1 Darstellung der charakteristischen Eigenschaften der logischen Seitenreferenz-Strings.- 9.1.1 Globale statistische Kenngroessen der logischen Seitenreferenz-Strings.- 9.1.2 Typisierung von Transaktionen als Mittel zur Charakterisierung des Lastprofils in den logischen Seitenreferenz-Strings.- 9.1.3 Spezielle Eigenarten der logischen Seitenreferenz-Strings.- 9.2 UEberblick uber die Instrumentierung, Parametrisierung und die Auswertungsmoeglichkeiten des Simulationsmodells.- 9.2.1 Klassifikation der Parameter des Simulationsmodells.- 9.2.2 Systematik und Parametrisierung der durchgefuhrten Leistungsanalyse von Synchronisationsverfahren.- 9.2.3 Parametrisierung des Scheduling-Modells.- 9.2.4 UEberblick uber die Auswertungsmoeglichkeiten des Simulationsmodells.- 9.3 Grundsatzliches zur Leistungsuntersuchung der Synchronisationsverfahren.- 9.3.1 Die implementierten Verfahrensvarianten der simulierten Synchronisationsverfahren.- 9.3.2 Der Speicherbedarf der Synchronisationsverfahren.- 9.3.3 Grundsatzliche Probleme bei der Interpretation der quantitativen Resultate der empirischen Leistungsanalyse.- 9.4 Zentrale Masse zur Charakterisierung des Leistungsverhaltens der simulierten Synchronisationsverfahren.- 9.4.1 Durchschnittliche Parallelitat und der Einfluss der Lastbalancierung auf das Leistungsverhalten von Datenbanksystemen.- 9.4.2 Der Wiederholungsfaktor.- 9.4.3 Die effektive Parallelitat.- 9.5 Die Durchlaufzeit als das zentrale Mass des Simulationsmodells.- 9.5.1 Grundsatzliche Bedeutung und Bestimmungsfaktoren der Durchlaufzeit.- 9.5.2 Die Durchlaufzeit bei Lastprofilen mit sehr langen Transaktionen und hohem AEnderungsanteil am Beispiel des logischen Seitenreferenz-Strings MIX40.- 9.5.3 Die Durchlaufzeit bei ausgeglichenen Lastprofilen am Beispiel der logischen Seitenreferenz-Strings DOD, KD, WSOD und TER.- 9.6 Die Bedeutung von Rucksetzungen und ihr Einfluss auf die Leistungsfahigkeit von Datenbanksystemen.- 9.6.1 Der Einfluss von Puffergroesse, Sollparallelitat und Synchronisationsverfahren auf die Haufigkeit von Rucksetzungen.- 9.6.2 Ursachen und Haufigkeiten von Rucksetzungen bei Sperrverfahren.- 9.6.3 Die Bedeutung von Lese-Schreib-Konversionen und Ansatze zur Reduktion der Rucksetzungshaufigkeit.- 9.7 Die Lokalitat des Zugriflsverhaltens auf der physischen Datenbank.- VI. Resumee.- 10. Resumee.

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