Anfrageverarbeitung in Datenbanksystemen Entwurfs- und Implementierungskonzepte
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Braunschweig u.a.
Vieweg
1995
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| Schriftenreihe: | Datenbanksysteme
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Vorwort.................................................................................................................
V
Zusammenfassung.............................................................................................
IX
Inhaltsverzeichnis...............................................................................................
XI
1 Einleitung.........................................................................................................1
1.1 Einflußfaktoren..............................................................................................5
1.2 Implementierungskonzepte.........................................................................10
1.3 Unterschiede zu bisherigen Arbeiten.........................................................11
1.4 Gliederung der Arbeit..................................................................................13
2 Einführung in die Anfrageverarbeitung......................................................15
2.1 Grobarchitektur für DBS............................................................................16
2.2 Rolle der AV im DBS...................................................................................24
2.2.1 Aufgabe des AP..................................................................................26
2.2.2 Beispiel...............................................................................................28
2.3 Phaseneinteilung.........................................................................................30
2.4 Komponentensicht.......................................................................................31
2.4.1 Optimierungszeitpunkte...................................................................32
2.4.2 Überblick auf die nachfolgenden Abschnitte...................................35
2.5 Übersetzung.................................................................................................36
2.5.1 Interndarstellung einer Anfrage......................................................36
2.5.2 Vorgehensweise zur Übersetzung....................................................42
2.6 Optimierung.................................................................................................51
2.6.1 Anfragerestrukturierung..................................................................52
2.6.1.1 Restrukturierungsbeispiel............................................................56
2.6.1.2 Zusammenfassung........................................................................59
Inhaltsverzeichnis
2.6.2 Anfragetransformation.....................................................................61
2.6.2.1 Beispiele für Ausführungspläne..................................................64
2.6.2.2 Systematische Plangenerierung..................................................68
2.6.2.3 Bewertung von Ausfuhrungsplänen............................................69
2.7 Ausführung..................................................................................................70
2.7.1 Abstraktes Ausfuhrungsmodell........................................................71
2.7.2 Verarbeitungskonzept eines Planoperatorgraphen........................72
2.7.3 Verwaltung der Ausfuhrungspläne..................................................74
2.8 Zusammenfassung......................................................................................75
3 Relationale Operatoren...............................................................................81
3.1 Operatoren auf einer Relation....................................................................82
3.1.1 Zugriff auf alle Tupel der Relation...................................................83
3.1.2 Selektion............................................................................................84
3.1.3 Projektion, Duplikateliminierung, Sortierung und
Aggregation.....................................................................................87
3.2 Operatoren auf mehreren Relationen........................................................90
3.2.1 Verbund.............................................................................................90
3.2.1.1 Schleifeniteration.........................................................................92
3.2.1.2 Mischmethode...............................................................................95
3.2.1.3
Hash-
Verbund...............................................................................98
3.2.1.4 Zeigerbasierte Verbundmethoden.............................................100
3.2.1.5 Unterstützung der Verbundmethode durch
Zugriffspfadstrukturen...........................................................102
3.2.1.6 Bitfiltern und Semiverbund.......................................................103
3.2.1.7 Mehrwegverbund........................................................................105
3.2.1.8 Bewertung der Verbundmethoden............................................105
3.2.2 Mengenoperatoren..........................................................................107
3.2.3 Weitere Operatoren........................................................................109
3.2.3.1 Ungleichverbund, Anti-Verbund und Intervallverbund..........
цо
3.2.3.2 Universelle Quantifizierung......................................................
щ
3.2.3.3
Existentielle
Quantifizierung....................................................
П2
3.2.4 Gemeinsame Eigenschaften...........................................................113
3.3 Zusammenspiel der Operatoren und Generierung des
Ausfuhrungsplans.................................................................................115
3.3.1 Zusammenspiel mehrerer Operatoren...........................................
3.3.2 Generierung eines Ausführungsplans...........................................
3.4 Zusammenfassung....................................................................................122
Inhaltsverzeichnis
ХШ
4 Kostenmodell..............................................................................................125
4.1 Bestimmung der Zugriffskosten...............................................................126
4.2 Statistiken und Selektivitätsabschätzungen...........................................129
4.2.1 Statistiken.......................................................................................129
4.2.2 Selektivitätsabschätzungen............................................................131
4.3 Kostenberechnung und Beispiele.............................................................136
4.4 Zusammenfassung.....................................................................................141
5 Kopplung von Programmiersprache und DB-Sprache...........................143
5.1 Formen der Einbettung.............................................................................145
5.2 Prozedurale Kopplung...............................................................................150
5.2.1 Prozedurale Kopplung ohne integrierte DB-Datenstrukturen.....151
5.2.2 Prozedurale Kopplung mit integrierten
DB-Datenstrukturen....................................................................155
5.3 Spracherweiterung....................................................................................156
5.4 Einbettung einer mengenorientierten DBS-Schnittstelle.......................159
5.4.1 Vorübersetzung...............................................................................160
5.4.1.1 Eingebettetes SQL......................................................................160
5.4.1.2 SCtfL-Modulsprache.....................................................................164
5.4.2 Sprachintegration............................................................................168
5.5 Zusammenfassung.....................................................................................172
6 Realisierungskonzepte der AV..................................................................
Î75
6.1 Interndarstellung und Anfrageübersetzung............................................177
6.1.1 Das Darstellungsschema AGM.......................................................178
6.1.1.1 Der Tabellen-ADT in AGM.........................................................179
6.1.1.2 Beispiele für AG in AGM............................................................183
6.1.1.3 Semantik der Tabellenoperatoren und eines AG......................186
6.1.2 Anfrageübersetzung........................................................................187
6.1.2.1 Grundlegende Vorgehensweise..................................................188
6.1.2.2 Kopplung mit der Programmierumgebung...............................189
6.1.2.3 Behandlung von Unteranfagen..................................................191
6.1.2.4 Behandlung von Sichten und allgemeinen
Tabellenausdrücken................................................................191
6.1.2.5 Behandlung von Gruppierung....................................................193
6.1.2.6 Behandlung von Mengenoperationen........................................194
6.1.2.7 Behandlung von Manipulationsoperationen.............................195
6.1.3 Zusammenfassung...........................................................................197
Inhaltsverzeichnis
6.2 Anfragerestrukturierung..........................................................................201
6.2.1 Restrukturierungsregeln................................................................202
6.2.1.1 Regeln zum Verschmelzen von Tabellenoperatoren.................203
6.2.1.2 Regeln zum Verschieben von Selektionen................................208
6.2.1.3 Regeln zum Verschieben von Projektionen...............................213
6.2.1.4 Regeln zum Behandeln von Mengenoperationen.....................214
6.2.1.5 Regeln zum Behandeln von Manipulationsoperationen..........215
6.2.1.6 Zusammenfassung......................................................................215
6.2.2 Restrukturieningskomponente......................................................218
6.2.2.1 Architektur.................................................................................218
6.2.2.2 Arbeitsweise................................................................................220
6.2.2.3 Realisierungsaspekte regelbasierter
Anfragerestrukturierung.......................................................222
6.2.2.4 Einsatzerfahrung........................................................................225
6.2.3 Zusammenfassung..........................................................................227
6.3 Anfragetransformation.............................................................................230
6.3.1 Überblick.........................................................................................231
6.3.2 Plangenerierung..............................................................................233
6.3.2.1 Planoperatoren...........................................................................233
6.3.2.2 Plangenerierungsregeln.............................................................237
6.3.2.3 Eigenschaften.............................................................................240
6.3.2.4 Beispiele......................................................................................244
6.3.2.5 Arbeitsweise des Regelinterpreters...........................................247
6.3.2.6 Zusammenfassung......................................................................250
6.3.3 Suchstrategie...................................................................................251
6.3.3.1 Vorgehensweise zur Planoptimierung.......................................251
6.3.3.2 Charakterisierung von Suchstrategien für die
Planoptimierung.....................................................................254
6.3.3.3 Enumerative Suchstrategien.....................................................255
6.3.3.4 Heuristische Suchstrategien......................................................259
6.3.3.5 Zufallsgesteuerte Suchstrategien....................................... 261
6.3.3.6 Zusammenfassung......................................................
6.3.4 Zusammenfassung..........................................................
6.4 Zusammenfassung.......................................................
6.4.1 Entwurfsregeln für eine erweiterbare AV................
26Я
6.4.2 Werkzeuge zur AP-Entwicklung...............
................,......t........^ ^ ƒ ^
Inhaltsverzeichnis
χγ
7 Erweiterungen der Anfrageverarbeitung.................................................273
7.1 Erweiterte relationale Konzepte...............................................................274
7.1.1 Äußerer Verbund.............................................................................275
7.1.1.1 Beschreibung der Operation......................................................275
7.1.1.2 Integration in den AV-Framework............................................278
7.1.1.3 Zusammenfassung......................................................................283
7.1.2 Rekursion.........................................................................................285
7.1.2.1 Beschreibung des Konzeptes......................................................285
7.1.2.2 Integration in den AV-Framework............................................290
7.1.2.3 Zusammenfassung......................................................................298
7.1.3 Zusammenfassung und Erweiterungen.........................................299
7.2 Komplexobjekte.........................................................................................303
7.2.1 Objektgesellschaften.......................................................................303
7.2.1.1 Beschreibung des Konzeptes......................................................304
7.2.1.2 Integration in den AV-Framework............................................310
7.2.1.3 Zusammenfassung......................................................................318
7.2.2 Moleküle...........................................................................................322
7.2.2.1 Beschreibung des Konzeptes......................................................323
7.2.2.2 Integration in den AV-Framework............................................329
7.2.2.3 Zusammenfassung......................................................................335
7.2.3 Zusammenfassung...........................................................................336
7.3 Objektorientierung....................................................................................340
7.3.1 Typsystem........................................................................................341
7.3.1.1 Beschreibung des Konzeptes......................................................342
7.3.1.2 Integration in den AV-Framework............................................352
7.3.1.3 Zusammenfassung......................................................................355
7.3.2 Abstraktionskonzepte.....................................................................357
7.3.2.1 Beschreibung des Konzeptes......................................................357
7.3.2.2 Integration in den AV-Framework............................................366
7.3.2.3 Zusammenfassung und Bewertung...........................................370
7.3.3 Zusammenfassung...........................................................................371
7.4 Zusammenfassung.....................................................................................373
8 Zusammenfassung und Ausblick..............................................................377
8.1 Resümee.....................................................................................................377
8.2 Ausblick......................................................................................................385
8.2.1 Verteilte und parallele Anfrageausführung...................................385
8.2.2 Angepaßte Verarbeitungsmodelle..................................................388
ХУЈ
Inhaltsverzeichnis
9 Literatur.......................................................................................................391
9.1 Verwendete Abkürzungen in den Literaturreferenzen...........................391
9.2 Allgemeine Literatur.................................................................................391
9.3 Literaturreferenzen...................................................................................391
Anhang
A
Unternehmensdatenbank........................................................403
AnhangB Relationenkalkül........................................................................405
Anhange Relationenalgebra....................................................................409
Index.................................................................................................................
4Î3
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