Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Wissensmanagement in der Bioinformatik

Halbkurs im Sommersemester 2005
Professor Ulf Leser

Diese Vorlesung soll einen Überblick über existierende Konzepte der Implementation von Datenbanksystemen, insbesondere relationaler Datenbanken geben. Dabei wird zunächst auf allgemeine Anforderungen an Datenbanksysteme eingegangen, ehe verschiedene Datenzugriffsmethoden vorgestellt werden. Darauf aufbauend werden verschiedene Ansätze der relationalen Anfrageoptimierung, der Viewbearbeitung, des konkurrierenden Zugriffs, sowie der Fehlerbehandlung und -erholung beschrieben. Abschließend werden die vorgestellten Konzepte auf verteilte Datenbanksysteme angepaßt.

Ziel dieser Vorlesung

ist es, den Studenten/Studentinnen

• einen Überblick über verschiedene Ansätze der Implementation von Datenbanksystemen zu geben,
• ihnen die Vor- und Nachteile alternativer Lösungsansätze zu erläutern, sowie
• ihnen das Verständnis und die Kenntnis für zukünftige Entwicklungen im Datenbankbereich zu vermitteln.

Voraussetzungen

für eine erfolgreiche Teilnahme sind

• Gute Kenntnisse in Betriebssystemen und der Programmierung,
• Gute Kenntnisse in Algorithmen und Datenstrukturen,
• Gute Kenntnisse der englischen Sprache,
• Erfolgreiche Teilnahme an der Vorlesung Grundlagen von Datenbanken
• Erfolgreiche Teilnahme am Praktikum zur Vorlesung

Themen der Vorlesung

Hier werden jeweils die Folien verfügbar sein.

• Einleitung und Motivation
• Wiederholung: Grundlagen relationaler Datenbanken
• Architektur von Datenbanksystemen und Übersicht über die Vorlesungsthemen
• Sekundärspeicher; RAID
• Records und Blöcke
• Caching; Dateiformate, Indexing (Korrigierte Version, Stand 17.5.2005)
• Hashing, Extensible Hashing, B und B* Bäume (Korrigierte Version, Stand 24.5.2005)
• Multidimensionale Indexstrukturen: Partitioned hashing, Grid file, kdb Baum, R Baum (Korrigierte Version, Stand 7.6.2005)
• Grundlegende Anfrageoperatoren
• Join Methoden - Nested Loop, Sort-Merge, Hash-Join, Index-Join
• Anfrageoptimierung
• Gastvortrag Fr. Schulmeister, Teradata Duetschland
• Datenbankstatistiken; Histogramme; Sampling
• Transaktionen; Logging und Recovery: REDO/UNDO (Korrigierte Version, Stand 13.7.2005)
• Serialisierbarkeit und Sperren
• Abschluss

Literatur

• Härder, Rahm: “Datenbanksysteme. Konzepte und Techniken der Implementierung”, Springer, 2. Auflage 2001
• Saake, Heuer, Sattler: "Datenbanken: Implementierungstechniken", MTP Verlag, 2. Auflage, 2005
• Kemper, Eickel: “Datenbanksysteme – Eine Einführung”, Oldenburg, 5. Auflage 2004
• Garcia-Molina, Ullman, Widom: “Database System Implementation”, Prentice Hall, 2000
• J. Gray, A. Reuter: Transaction Processing, Morgan Kaufman, San Francisco, USA, 1992