Cluster-Bildung. VL Datenbanken II 4 107

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1 Cluster-Bildung gemeinsame Speicherung von Datensätzen auf Seiten wichtige Spezialfälle: Ballung nach Schlüsselattributen. Bereichsanfragen und Gruppierungen unterstützen: Datensätze in der Sortierreihenfolge zusammenhängend auf Seiten speichern index-organisierte Tabellen oder geclusterten, dichtbesetzte Primärindexe Ballung basierend auf Fremdschlüsselattributen. Gruppen von Datensätzen, die einen Attributwert gemeinsam haben, werden auf Seiten geballt (Verbundanfragen) Komponentenbeziehungen statt Verbundattribute in OODBS VL Datenbanken II 4 107

2 Indexorganisierte Tabellen Tupel direkt im Index aufnehmen allerdings dann durch häufigen Split TID unsinnig weiterer Sekundärindex kann durch fehlenden TID dann aber nicht angelegt werden etwa kein unique möglich VL Datenbanken II 4 108

3 Cluster für Verbundanfragen Verbundattribut: Cluster-Schlüssel Auftragsnr 100 Auftragsdatum Kunde Lieferdatum Orion Enterprises Position Teil Anzahl Preis 1 Aluminiumtorso ,67 2 Antenne 2 32,50 3 Overkill ,45 4 Nieten Auftragsnr 123 Auftragsdatum Kunde Lieferdatum Kirk Enterpr Position Teil Anzahl Preis 1 Beamer ,67 2 Energiekristall 2 32,99 3 Phaser ,45 4 Nieten VL Datenbanken II 4 109

4 Definition von Clustern create cluster AuftragCluster (Auftragsnr number(3)) pctused 80 pctfree 5; create table T_Auftrag ( Auftragsnr number(3) primary key,...) cluster AuftragCluster (Auftragsnr); create table T_Auftragspositionen ( Position number(3), Auftragsnr number(3) references T_Auftrag,... constraint AuftragPosKey primary key (Position, Auftragsnr) ) cluster AuftragCluster (Auftragsnr); VL Datenbanken II 4 110

5 Organisation von Clustern Indexierte Cluster nutzen einen in Sortierreihenfolge aufgebauten Index (z.b. B + -Baum) über den Cluster-Schlüssel zum Zugriff auf die Cluster Hash-Cluster bestimmen den passenden Cluster mit Hilfe einer Hash-Funktion Indexe für Cluster entsprechen normalen Indexen für den Cluster-Schlüssel statt Tupelidentifikatoren Einsatz von Cluster-Identifikatoren oder direkte Speicheradressen (bei Hash-Verfahren) VL Datenbanken II 4 111

6 Indexierte Cluster create index AuftragClusterIndex on cluster AuftragCluster VL Datenbanken II 4 112

7 Hash-Cluster create cluster AuftragCluster ( Auftragsnr number(5,0)) pctused 80 pctfree 5 size 2k hash is Auftragsnr hashkeys ; VL Datenbanken II 4 113

8 Physische Datendefinition in SQL Ingres Oracle DB2 Informix sequentiell, Heap index-seq. (dünn) indexiert-nichtseq. (dicht) mehrstufig B-Baum B + -Baum (dicht) KdB-Baum Hash + (+) - - MDH Cluster VL Datenbanken II 4 114

9 Ingres create [ unique ] index indexname on relname ( attrname [ asc desc ],... ) [ with-klausel ]; Angaben zur physischen Speicherung in with-klausel structure = cbtree btree cisam isam chash hash, key = ( attrname,... ), minpages = n, maxpages = n, fillfactor = n, leaffill = n, noleaffill = n, location (location,...) VL Datenbanken II 4 115

10 Ingres: modify modify rel-or-index-name to storage-structure [ on attr-name [asc desc] {, attr-name [asc desc] } ] with-clause daneben komprimierte Versionen zu allen Organisationsformen insbesondere bei zu indexierenden Zeichenketten sinnvoll: (CHeap, CHash, CBtree,... ) Adressierung der Sätze erfolgt über das TID-Konzept VL Datenbanken II 4 116

11 Oracle Datenbank Platte A Tablespace I Platte B Daten-File 1 Daten-File 2 Daten-File 3 Daten-File n Tablespace J Table R Index R1 Index R2 Table S Index S1 Daten-Seg. r Index-Seg. i1 Index-Seg.i2 Daten-Seg. s Index-Seg. s1 Basis Extent Extent 1 Extent2 DB-Bl. 1 DB-Bl. 2 DB-Bl. 3 Datens.032 Datens.517 Datens.389 Datens.782 Block Tablespace K Physische Datenbankstrukturen Logische Datenbankstrukturen VL Datenbanken II 4 117

12 Oracle: Blöcke DB-Block Kopf Freibereich Blockinformationen Tabellen-Verzeichnis Datensatz-Verzeichnis fest = 24 Byte fest = 4 Byte für nicht geclusterte Tabellen variabel - wächst mit Anzahl der Tupel Datenbereich VL Datenbanken II 4 118

13 Oracle: Datensätze Kopf Spalte1 Spalte 2 Spalte 3 Kopf Anzahl der Spalten Cluster- Schlüssel optional Kett- Adresse optional Spaltenlänge Daten VL Datenbanken II 4 119

14 Oracle: Datenorganisation Der Standard-Index ist als B + -Baum aufgebaut Indexorganisierte Tabellen speichern Tupel direkt in den Blättern eines B + -Baums Clusterung mehrerer Relationen möglich; Cluster-Indexe können als B + -Baum oder als Hash-Index organisiert werden. Bitmap-Indexe speichern Bit-Matrizen für Aufzählungsattribute (siehe Data Warehouses) Reverse Indexe interpretieren die Bytes des Primärschlüssels in umgekehrter Reihenfolge und brechen damit die Speicherung in Sortierreihenfolge auf VL Datenbanken II 4 120

15 Informix dbspace (mehrere Chunks Rohdatei) und blobspace Chunks - Extents - Seite (Timestamp, TID-Feld) Seiten innerhalb eine Extents (garantiert geclustert) Bitmap Page: Verzeichnis aller Seiten im Extent Data Page: eigentliche Daten aus den Tabellen Remainder Page: Spannsätze mit Überlaufseiten Index Page: Indexdaten Blob Page: BLOBs mit Puffer- und Logging-Mechanismen (im Originalsatz Verweis auf Startseite einer Liste von BLOB-Seiten) Free Page: freie Seiten in diesem Extent tablespace: mehrere Extents VL Datenbanken II 4 121

16 Informix: Datendefinition Indexstruktur: B + -Baum create [ unique distinct ] [ cluster ] index indexname on relname ( attrname [asc desc ], attrname [asc desc ],...) [ using indexart,] [ fillfactor = prozent ]; cluster-option: geclusterter Index (nur bei Neuanlage wird Eigenschaft zugesichert) using: B-tree für B + -Baum, R-tree fillfactor: initial 90% statt Attribute auch Methoden indexierbar VL Datenbanken II 4 122

17 DB2 Sekundärindex: B + -Baum geclustert und dichtbesetzt clustered nicht-geclustert und dichtbesetzt non-clustered VL Datenbanken II 4 123

18 DB2 (II) tablespace Menge von Containern ein Container: Betriebssystem-Verzeichnis, Betriebssystem-Datei, Sekundärspeicher-Medium tablespace: für mehrere Tabellen (physisches Clustern) mehrere tablespaces pro Tabelle: (Indexdaten, BLOB-Daten,... ) Allokationsgranulat: Extents Betriebssystem-verwaltet (SMS, System Managed Space) DB2-verwaltet (DMS, Database Managed Space) VL Datenbanken II 4 124

19 DB2: bufferpool tablespace im Hauptspeicher per Default ein bufferpool Veränderungen der Größe des bufferpools Anlegen mehrerer bufferpools für einen tablespace prefetchsize: Anzahl der Seiten, die bei einem page fault zu holen sind VL Datenbanken II 4 125

20 DB2: reorg Daten einer Tabelle wieder in zusammenhängenden Speicherbereichen speichern Sortierung einer Datei neu festlegen Überlaufseiten nach Vergrößerungen von Datensätzen eliminieren (zweistufiges TID-Konzept) VL Datenbanken II 4 126

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