Implementierungskonzepte für Datenbanksysteme

Dieses Buch geht den Fragen nach, wie Datenbanksysteme als große Softwaresysteme realisiert werden, welchen Implementierungsanforderungen sie unterliegen, wie ihre Architektur aussieht und welche allgemeinen Konzepte für ihre Implementierung existieren. Behandelt werden die Architektur eines Datenbanksystems aus konzeptioneller und softwaremäßiger Sicht, Indexstrukturen für alphanumerische und geometrische Daten, Anfrageverarbeitung und -optimierung, Transaktionen, Concurrency Control, Recovery sowie Externspeicher- und Systempufferverwaltung.
Das Buch ist didaktisch ansprechend konzipiert und bietet einen tiefgehenden Einblick in die Interna von Datenbanksystemen. Es wendet sich an Studenten und Praktiker, die mehr über die Interna dieser Systeme erfahren wollen, und kann auch als Grundlage für Lehrveranstaltungen und als grundlegende Einfuehrung zum Selbststudium dienen. Die Bereitstellung von Aufgaben mit Musterlösungen erhöht den praktischen Nutzen des Werkes.

Markus Schneider: 1983-1990 Studium der Informatik an der Universität Dortmund; 1991-1995 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrgebiet Praktische Informatik IV der FernUniversität Hagen; Promotion 1995. 1995-2001 Hochschulassistent an der FernUniversität Hagen mit Forschungsschwerpunkt im Bereich Datenbanksysteme, insbesondere räumliche, raum-zeitliche und Fuzzy-Datenbanksysteme. Seit Januar 2001: Assistant Professor an der University of Florida, Gainesville, USA, im Department of Computer & Information Science & Engineering (CISE); Forschungsinteressen und -schwerpunkte: Datenmodellierung, Datenbanksysteme allg., erweiterbare Datenbanksysteme, räumliche/geometrische Datenbanken, raum-zeitliche Datenbanken, Fuzzy-Datenbanken, genomische Datenbanken, angewandte algorithmische Geometrie.

1 Einführung.- 1.1 Konzept des Datenbanksystems.- 1.2 Anforderungen an Datenbanksysteme.- 1.3 Das 3-Ebenen-Modell.- 1.4 Softwarearchitektur eines DBMS.- 1.5 Weitere Komponenten eines Datenbanksystems.- 1.6 Aufgaben.- 1.7 Literaturhinweise.- 2 Externspeicher- und Systempufferverwaltung.- 2.1 Primär-und Sekundärspeicher.- 2.2 Das physische Datenmodell.- 2.3 Datensatzformate.- 2.4 Seitenformate.- 2.5 Abbildung von Datensätzen in Seiten.- 2.6 Dateien.- 2.7 Grundlegende Dateiorganisationen.- 2.8 Systemkatalog.- 2.9 Systempufferverwaltung.- 2.10 Aufgaben.- 2.11 Literaturhinweise.- 3 Indexstrukturen.- 3.1 Einführung.- 3.2 Indexstrukturen für alphanumerische Daten.- 3.3 Geometrische Indexstrukturen.- 3.4 Aufgaben.- 3.5 Literaturhinweise.- 4 Externes Sortieren.- 4.1 Direktes und ausgeglichenes 2-Wege-Mergesort.- 4.2 Natürliches 2-Wege-Mergesort.- 4.3 Ausgeglichenes Mehr-Wege-Mergesort.- 4.4 Spezielle Datenbankaspekte beim externen Sortieren.- 4.5 Aufgaben.- 4.6 Literaturhinweise.- 5 Transaktionen und Concurrency Control.- 5.1 Transaktionen.- 5.2 Synchronisationsprobleme nebenläufiger Transaktionen.- 5.3 Serialisierbarkeit.- 5.4 Klassen von Synchronisationsverfahren.- 5.5 Sperrverfahren.- 5.6 Spezielle Sperrverfahren.- 5.7 Concurrency Control ohne Sperren.- 5.8 Aufgaben.- 5.9 Literaturhinweise.- 6 Recovery.- 6.1 Fehlerklassen.- 6.2 Rücksetzbare Ablaufpläne.- 6.3 Systempufferverwaltungsaspekte.- 6.4 Überblick über Recovery-Techniken.- 6.5 Operationen des Recovery-Managers.- 6.6 Log-basierte Recovery.- 6.7 Recovery mit Hilfe des Schattenspeicher-Konzepts.- 6.8 Behandlung von Speicherfehlern.- 6.9 Aufgaben.- 6.10 Literaturhinweise.- 7 Anfrageverarbeitung.- 7.1 Phasen der Anfrageverarbeitung.- 7.2 Anfrageübersetzung.- 7.3 Anfrageoptimierung.- 7.4 Anfrageausführung.- 7.5Aufgaben.- 7.6 Literaturhinweise.- Literatur.- Anhang A: Relationenalgebra.- Anhang B: Lösungen zu den Aufgaben im Text.- Bildverzeichnis.- Index (englisch).