Volker Markl, Gunter Saake, Kai-Uwe Sattler, Gregor Hackenbroich, Bernhard Mitschang, Theo Härder, Veit Köppen (Hrsg.)

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1 GI-Edition Lecture Notes in Informatics V. Markl et al. (Hrsg.): BTW 2013 Volker Markl, Gunter Saake, Kai-Uwe Sattler, Gregor Hackenbroich, Bernhard Mitschang, Theo Härder, Veit Köppen (Hrsg.) 214 Datenbanksysteme für Business, Technologie und Web (BTW) März 2013 Magdeburg Proceedings GI P_214 Cover_Online.indd :10

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4 Volker Markl, Gunter Saake, Kai-Uwe Sattler, Gregor Hackenbroich, Bernhard Mitschang, Theo Härder, Veit Köppen (Hrsg.) Datenbanksysteme für Business, Technologie und Web (BTW) 15. Fachtagung des GI-Fachbereichs Datenbanken und Informationssysteme (DBIS) in Magdeburg, Germany Gesellschaft für Informatik e.v. (GI) III

5 Lecture Notes in Informatics (LNI) - Proceedings Series of the Gesellschaft für Informatik (GI) Volume P-214 ISBN ISSN Volume Editors Volker Markl Fachgebiet Datenbanksysteme und Informationsmanagement Technische Universität Berlin, Einsteinufer Berlin, Germany Volker.Markl@tu-berlin.de Gunter Saake Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Institut für Technische und Betriebliche Informationssysteme Universitätsplatz Magdeburg, Germany Gunter.Saake@ovgu.de Kai-Uwe Sattler Technische Universität Ilmenau FG Datenbanken und Informationssysteme Postfach Ilmenau, Germany kus@tu-ilmenau.de Gregor Hackenbroich SAP AG, SAP Research Chemnitzer Str Dresden, Germany Gregor.Hackenbroich@sap.com Bernhard Mitschang Institut für Parallele und Verteilte Systeme (IPVS) Universität Stuttgart Stuttgart, Germany Bernhard.Mitschang@ipvs.uni-stuttgart.de Theo Härder Fachbereich Informatik Universität Kaiserslautern Kaiserslautern, Germany Haerder@informatik.uni-kl.de Veit Köppen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Institut für Technische und Betriebliche Informationssysteme Universitätsplatz Magdeburg, Germany Veit.Koeppen@ovgu.de IV

6 Series Editorial Board Heinrich C. Mayr, Alpen-Adria-Universität Klagenfurt, Austria (Chairman, Dieter Fellner, Technische Universität Darmstadt, Germany Ulrich Flegel, Hochschule für Technik, Stuttgart, Germany Ulrich Frank, Universität Duisburg-Essen, Germany Johann-Christoph Freytag, Humboldt-Universität zu Berlin, Germany Michael Goedicke, Universität Duisburg-Essen, Germany Ralf Hofestädt, Universität Bielefeld, Germany Michael Koch, Universität der Bundeswehr München, Germany Axel Lehmann, Universität der Bundeswehr München, Germany Peter Sanders, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Germany Sigrid Schubert, Universität Siegen, Germany Ingo Timm, Universität Trier, Germany Karin Vosseberg, Hochschule Bremerhaven, Germany Maria Wimmer, Universität Koblenz-Landau, Germany Dissertations Steffen Hölldobler, Technische Universität Dresden, Germany Seminars Reinhard Wilhelm, Universität des Saarlandes, Germany Thematics Andreas Oberweis, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Germany Gesellschaft für Informatik, Bonn 2013 printed by Köllen Druck+Verlag GmbH, Bonn V

7 Vorwort In den letzten Jahren hat es auf dem Gebiet des Datenmanagements große Veränderungen gegeben. Dabei muss sich die Datenbankforschungsgemeinschaft insbesondere den Herausforderungen von Big Data stellen, welches die Analyse von riesigen Datenmengen unterschiedlicher Struktur mit kurzen Antwortzeiten erfordert. Neben klassisch strukturierten Daten müssen moderne Datenbanksysteme und Anwendungen ebenfalls semistrukturierte, textuelle und andere multi-modale Daten sowie Datenströme in völlig neuen Größenordnungen verwalten. Gleichzeitig müssen die Verarbeitungssysteme die Korrektheit und Konsistenz der Daten sicherstellen. Die jüngsten Fortschritte bei Hardware und Rechnerarchitektur ermöglichen neuartige Datenmanagementtechniken, die von neuen Index- und Anfrageverarbeitungsparadigmen (In-Memory, SIMD, Multicore) bis zu neuartigen Speichertechniken (Flash, Remote Memory) reichen. Diese Entwicklungen spiegeln sich in aktuell relevanten Themen wie Informationsextraktion, Informationsintegration, Data Analytics, Web Data Management, Service-Oriented Architectures, Cloud Computing oder Virtualisierung wider. Die 15. GI-Fachtagung Datenbanksysteme für Business, Technologie und Web (BTW 2013) befasst sich mit diesen Themen vom 11. bis 15. März 2013 an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg, im Rahmen eines wissenschaftlichen Programms, eines Industrieprogramms, durch Vorstellung von Demonstratoren sowie durch begleitende Tutorien und Workshops. Gleichzeitig werden aktuelle Fragestellungen in drei Keynotes erörtert. Als Keynote-Redner werden Divyakant Agrawal von der Universität Santa Barbara in Kalifornien, Daniel Keim von der Universität Konstanz und Paul Larson von Microsoft Research zu den Themen Big Data Analytics und Informationsvisualisierung sowie zu spaltenorientierten Techniken und Anfrageverarbeitung bzw. -optimierung in Hauptspeicherdatenbanken sprechen. Ergänzend dazu werden in einem Panel Fragestellungen zu Technologietransfer und Innovationen im Datenbankbereich erörtert. Für das wissenschaftliche Programm wurden acht Langbeiträge sowie zehn Kurzbeiträge aus insgesamt 54 Einreichungen angenommen, die sich sowohl mit theoretischen als auch anwendungsorientierten wissenschaftlichen Aspekten zur Weiterentwicklung von Datenbanken und Informationssystemen befassen. Dies bedeutet eine Annahmequote von 13% für Langbeiträge und 33% für alle Beiträge. Dabei fallen die wissenschaftlichen Beiträge in die Kategorien Indexierung, Datenströme und Workflows, Parallele Systeme und Algorithmen, VI

8 Information Retrieval und Anwendungen, Join-Verarbeitung, Anfrageverarbeitung, sowie Cloud Speichersysteme. Im Industrieprogramm spiegelt sich die Themenbreite von Datenbanken für Business Technology und Web wider. Aus neun Einreichungen wurden vom Industrieprogrammkomitee fünf Langbeiträge und zwei Kurzbeiträge ausgewählt. Durch zwei eingeladene Beiträge zu den Themenbereichen Datenstromverarbeitung und Datenbankanwendungen wurde das Industrieproramm inhaltlich abgerundet und so die Attraktivität speziell für Tagungsteilnehmer aus der Industrie nochmals erhöht. Zum Demoprogramm wurden 22 Beiträge eingereicht, von denen 12 Beiträge zur Live-Demonstration während der Konferenz angenommen werden konnten. Die Themen reichen dabei von Kerntechniken für Datenbanksysteme über Anfragesprachen, Nutzerinteraktion und Korrelationsanalyse bis hin zu Anwendungen wie Simulation, Prozessmodellierung und Informationsextraktion bzw. - integration. Zum siebten Mal wurde im Rahmen der BTW ein Wettbewerb um die beste Dissertation, diesmal für den Zeitraum Oktober 2010 bis September 2012, im Bereich der Datenbank- und Informationssysteme ausgeschrieben. Die Auszeichnung erhielt Dr. Stephan Günnemann für seine von Prof. Thomas Seidl betreute Dissertation "Subspace Clustering for Complex Data". Die Ottostadt Magdeburg ist der Austragungsort für die 15. BTW im Jahr Der erste römisch-deutsche Kaiser Otto der Große und der Erfinder und Diplomat Otto von Guericke haben die Geschichte und Geschicke Magdeburgs maßgeblich geprägt und sie weit über die Grenzen hinaus bekannt gemacht. Die Otto-von-Guericke-Universität mit ihrem Fokus auf den Ingenieurswissenschaften ist eine der jüngsten Universitäten Deutschlands. Trotzdem ist sie eine der ersten Universitäten in Ostdeutschland, die seit 1956 aktiv Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Informatik betreibt und seit 1967 ihre Informatikstudiengänge anbietet. Neben der Informatik- und Wirtschaftsinformatikausbildung gestalten das SAP University Competence Center, das Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF sowie zahlreiche Einrichtungen im Umfeld die Forschung und Lehre am Standort Magdeburg. Die Materialien zur BTW 2013 werden auch über die Tagung hinaus unter zur Verfügung stehen. VII

9 Die Organisation einer so großen Tagung wie der BTW mit ihren angeschlossenen Veranstaltungen ist nicht ohne zahlreiche Partner und Unterstützer möglich. Sie sind auf den folgenden Seiten aufgeführt. Ihnen gilt unser besonderer Dank ebenso wie den Sponsoren der Tagung und der GI-Geschäftsstelle. Berlin, Magdeburg, Ilmenau, Dresden, Stuttgart, Kaiserslautern, im Januar 2013 Volker Markl, Vorsitzender des Programmkomitees Gunter Saake, Tagungsleitung und Vorsitzender des Organisationskomitees Kai-Uwe Sattler, Vorsitzender des Demo-Programms Gregor Hackenbroich und Bernhard Mitschang, Vorsitzende des Industrieprogramms Theo Härder, Leitung Dissertationspreiskomitee Veit Köppen, Tagungsband und Organisationskomitee VIII

10 Tagungsleitung Gunter Saake, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Organisationskomitee Gunter Saake Veit Köppen Stefan Barthel Sebastian Breß Alexander Grebhahn Thomas Leich Siba Mohammad Viktor Sayenko Ivonne Schröter Anja Strube Eike Schallehn David Broneske Ziqiang Diao Katja Gündel Andreas Lübcke Maik Mory Matin Schäler Studierendenprogramm Thomas Neumann, TU München Koordination Workshops Andreas Henrich, Universität Bamberg Wolfgang Lehner, TU Dresden Programmkomitees Wissenschaftliches Programm Vorsitz: Volker Markl, TU Berlin Wolf-Tilo Balke, TU Braunschweig Christian Böhm, LMU München Erik Buchmann, KIT, Karlsruhe Stefan Deßloch, TU Kaiserslautern Markus Endres, Univ. Augsburg Rainer Gemulla, MPI, Saarbrücken Theo Härder, TU Kaiserslautern Arno Jacobsen, Univ. Toronto Alfons Kemper, TU München Meike Klettke, Univ. Rostock Harald Kosch, Univ. Passau Georg Lausen, Univ. Freiburg Frank Leymann, Univ. Stuttgart Thomas Mandl, Univ. Hildesheim Rainer Manthey, Univ. Bonn Carsten Binnig, DHBW Alex Buchmann, TU Darmstadt Stefan Conrad, HHU Düsseldorf Jens Dittrich, Univ. Saarland Norbert Fuhr, Univ. Duisburg Essen Torsten Grust, Univ. Tübingen Melanie Herschel, INRIA, France Daniel Keim, Univ. Konstanz Wolfgang Klas, Univ. Vienna Birgitta König-Ries, Univ. Jena Klaus Küspert, Univ. Jena Ulf Leser, HU Berlin Volker Linnemann, Univ. Lübeck Stefan Manegold, CWI, Amsterdam Klaus Meyer-Wegener, Univ. Erlangen IX

11 Karin Murthy, IBM India Daniela Nicklas, Univ. Oldenburg Erhard Rahm, Univ. Leipzig Stefanie Rinderle-Ma, Univ. Wien Eike Schallehn, OVGU Magdeburg Ingo Schmitt, BTU Cottbus Bernhard Seeger, Univ. Marburg Uta Störl, HS Darmstadt Jens Teubner, ETH Zürich Mathias Weske, Univ. Potsdam Felix Naumann, HPI, Potsdam Peter Peinl, FH Fulda Manfred Reichert, Univ. Ulm Norbert Ritter, Univ. Hamburg Stefanie Scherzinger, HS Regensburg Holger Schwarz, Univ. Stuttgart Thomas Seidl, RWTH Aachen Myra Spiliopoulou, OVGU Magdeburg Gottfried Vossen, Univ. Münster Industrieprogramm Vorsitz: Gregor Hackenbroich, SAP & Bernhard Mitschang, Univ. Stuttgart Wolfgang Käfer, Daimler Albert Maier, IBM Philipp Rösch, SAP Nelson Mattos, Google Harald Schöning, Software AG Thomas Ruf, GfK Demoprogramm Vorsitz: Kai-Uwe Sattler, TU Ilmenau Stefan Conrad, Univ. Düsseldorf Dirk Habich, TU Dresden Thomas Kudraß, HTW Leipzig Stefan Manegold, CWI Amsterdam Thomas Neumann, TU München Michael Gertz, Univ. Heidelberg Katja Hose, MPI Saarbrücken Alexander Löser, TU Berlin Holger Meyer, Univ. Rostock Knut Stolze, IBM Böblingen X

12 Inhaltsverzeichnis Eingeladene Vorträge Divy Agrawal Towards the End-to-End Design for Big Data Management in the Cloud: Why, How, and When? Daniel Keim Solving Problems with Visual Analytics: The Role of Visualization and Analytics in Exploring Big Data Paul Larson Evolving the Architecture of a DBMS for Modern Hardware Wissenschaftliches Programm Join Processing TobiasEmrich, Peer Kröger, Johannes Niedermayer, Matthias Renz, and Andreas Züfle A Mutual Pruning Approach forrknn Join Processing Thomas Seidl, Sergej Fries, and Brigitte Boden MR-DSJ: Distance-Based Self-Join for Large-Scale Vector Data Analysiswith MapReduce Martina-Cezara Albutiu, Alfons Kemper, and Thomas Neumann Extending the MPSM Join Query Processing Thomas Neumann and Cesar Galindo-Legaria Taking the Edge off Cardinality Estimation Errors using Incremental Execution Daniel Blank and Andreas Henrich Resource Description and Selection for Range Query Processing in General Metric Spaces Indexing Goetz Graefe and Bernhard Seeger Logical recovery from single-page failures Alexander Grebhahn, Martin Schäler, Veit Köppen, and Gunter Saake Privacy-Aware Multidimensional Indexing TobiasJaekel, Hannes Voigt, Thomas Kissinger, and Wolfgang Lehner Pack Indexing for Time-Constrained In-Memory Query Processing XI

13 Parallel Systems and Algorithms Benedikt Forchhammer, Thorsten Papenbrock, Thomas Stening, Sven Viehmeier, Uwe Draisbach, and Felix Naumann Duplicate Detection on GPUs Tim Kiefer, Benjamin Schlegel, and Wolfgang Lehner Experimental Evaluation of NUMA Effects on Database Management Systems Kaustubh Beedkar, Luciano Del Corro, and Rainer Gemulla Fully Parallel Inference in Markov Logic Networks Information Retrieval and Applications Philippe Thomas, Johannes Starlinger, and Ulf Leser Experiences from Developing the Domain-Specific Entity Search Engine GeneView Michael Tschuggnall and Günther Specht Detecting Plagiarism in Text Documents through Grammar-Analysis of Authors Michael Hartung, Anika Groß, and Erhard Rahm Composition Methods for Link Discovery Data Streams & Workflows Peter Reimann and Holger Schwarz Datenmanagementpatterns in Simulationsworkflows Dennis Geesen, H.-Jürgen Appelrath, Marco Grawunder, and Daniela Nicklas Lernen häufiger Muster aus intervallbasierten Datenströmen - Semantik und Optimierungen Cloud Storage Systems Daniel Schall and Theo Härder Towards an Energy-Proportional Storage System using a Cluster of Wimpy Nodes 311 Florian Wolf, Heiko Betz, Francis Gropengießer, and Kai-Uwe Sattler Hibernating in the Cloud - Implementation and Evaluation of Object-NoSQL- Mapping Dissertationspreis Stephan Günnemann Subspace Clustering for Complex Data XII

14 Industrieprogramm DB-Implementierung Carsten Binnig, Norman May, and Tobias Mindnich SQLScript: Efficiently Analyzing Big Enterprise Data in SAP HANA Knut Stolze, Oliver Köth, Felix Beier, Carlos Caballero, and Ruiping Li Seamless Integration of Archiving Functionality in OLTP/OLAP Database Systems Using Accelerator Technologies Michael Rudolf, Marcus Paradies, Christof Bornhövd, and Wolfgang Lehner The Graph Story of the SAP HANA Database Data in Motion Robert Ulbricht, Ulrike Fischer, Wolfgang Lehner, and Hilko Donker Rethinking Energy Data Management: Trends and Challenges in Today's Transforming Markets Kevin Röwe, Fritz Walliser, and Norbert Ritter Leistungsorientierte Auswahl von Reorganisationskandidaten Datenanalyse und Datensicherheit Fabio Cardoso Coutinho, Alexander Lang, and Bernhard Mitschang Making Social Media Analysis more efficient through Taxonomy Supported Concept Suggestion Tim Waizenegger, Oliver Schiller, and Cataldo Mega Datensicherheit in mandantenfähigen Cloud Umgebungen Demo-Programm Daniel Martin, Iliyana Ivanova, Raphael Mueller, Luis Eduardo Velez Montoya, and Klaus Maruschka Demonstrating Near Real-Time Analytics with IBM DB2 Analytics Accelerator David Zellhöfer, Thomas Böttcher, Maria Bertram, Christoph Schmidt, Claudius Tillmann, Markus Uhlig, Marcel Zierenberg, and Ingo Schmitt PythiaSearch - Interaktives, Multimodales Multimedia-Retrieval Tobias Mühlbauer, Wolf Rödiger, Angelika Reiser, Alfons Kemper, and Thomas Neumann ScyPer: A Hybrid OLTP&OLAP Distributed Main Memory Database System for Scalable Real-Time Analytics Sebastian Schick, Holger Meyer, and Andreas Heuer FlexY: Flexible, datengetriebene Prozessmodelle mit YAWL XIII

15 Marcus Leich, Jochen Adamek, Moritz Schubotz, Arvid Heise, Astrid Rheinländer, and Volker Markl Applying Stratosphere for Big Data Analytics Felix Beier, Stephan Baumann, Heiko Betz, Stefan Hagedorn, and Timo Wagner Gesture-Based Navigation in Graph Databases The Kevin Bacon Game Fabian M. Suchanek, Johannes Hoffart, Erdal Kuzey, and Edwin Lewis- Kelham YAGO2s: Modular High-Quality Information Extraction with an Application to Flight Planning Christian Kapp, Jannik Strötgen, and Michael Gertz EvenPers: Event-based Person Exploration and Correlation Julian Eberius, Maik Thiele, Katrin Braunschweig, and Wolfgang Lehner DrillBeyond: Open-World SQL Queries Using Web Tables Marcus Behrendt, Mischa Böhm, Mustafa Caylak, Lena Eylert, Robert Friedrichs, Dennis Höting, Kamil Knefel, Timo Lottmann, Andreas Rehfeldt, Jens Runge, Sabrina-Cynthia Schnabel, Stephan Janssen,Daniela Nicklas, and Michael Wurst Die schlaue Stadt - Erzeugung virtueller Sensordaten für Smart City Anwendungen Sebastian Lehrack, Sascha Saretz, and Christian Winkel ProQua: Ein Probabilistisches Datenbanksystem für die Auswertung von Ähnlichkeitsanfragen auf unsicheren Datengrundlagen Martin Kost, Raffael Dzikowski, and Johann-Christoph Freytag PeRA: Individual Privacy Control in Intelligent Transportation Systems XIV