Vorlesungsinhalt. Architektur von Datenbanksystemen. G. Specht: Datenbanksysteme 8-1. Kapitel VIII

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1 Architektur von Datenbanksystemen Kapitel VIII Vorlesung Datenbanksysteme Univ.-Prof. Dr. Günther Specht Universität Innsbruck Institut für Informatik Datenbanken und Informationssysteme (DBIS) Vorlesungsinhalt 8. Architektur von Datenbanksystemen - 5 Schichten Architektur - Kernel-Architektur - Dynamische Prozessstruktur 2 G. Specht: Datenbanksysteme 8-1

2 embedded..., 3 embedded..., 4 G. Specht: Datenbanksysteme 8-2

3 embedded..., π Relationale Algebra RAV Relationaler Algebra-Verwalter Operatorgraph, Ausführungsplan, Relationaler Algebra Interpreter σ R1 R2 5 embedded..., π Relationale Algebra RAV Relationaler Algebra-Verwalter Operatorgraph, Ausführungsplan, Relationaler Algebra Interpreter σ Tupel RTV /Tupelverwaltung Mengen von Tupeln / Einzeltupel Zugriffstrukturen (z.b. B*-Bäume), temporäre Zwischenergebnisse, Utilities (Sortieralg.,...), Cursor für B*-Baum R1 R2 6 G. Specht: Datenbanksysteme 8-3

4 embedded..., π Relationale Algebra RAV Relationaler Algebra-Verwalter Operatorgraph, Ausführungsplan, Relationaler Algebra Interpreter σ Tupel RTV /Tupelverwaltung Mengen von Tupeln / Einzeltupel Zugriffstrukturen (z.b. B*-Bäume), temporäre Zwischenergebnisse, Utilities (Sortieralg.,...), Cursor für B*-Baum R1 R2 Segmente (Blöcke, Seiten) SV Segmentverwaltung Seiten, Seitenmengen, DB-Cache, Freispeicherverwaltung Seite 232, 24% frei, 76% belegt, Seitenadresse auf Platte, KachelNr. im HSp, Update-flag. 7 embedded..., π Relationale Algebra RAV Relationaler Algebra-Verwalter Operatorgraph, Ausführungsplan, Relationaler Algebra Interpreter σ Tupel RTV /Tupelverwaltung Mengen von Tupeln / Einzeltupel Zugriffstrukturen (z.b. B*-Bäume), temporäre Zwischenergebnisse, Utilities (Sortieralg.,...), Cursor für B*-Baum R1 R2 Segmente (Blöcke, Seiten) SV Segmentverwaltung Seiten, Seitenmengen, DB-Cache, Freispeicherverwaltung Seite 232, 24% frei, 76% belegt, Seitenadresse auf Platte, KachelNr. im HSp, Update-flag. Plattenblöcke Auftrag Antwort PSV Peripherie-Speicherverwaltung - Plattenspeicherverwaltung - CD-Speicherverwaltung - Tape-Speicherverwaltung (BS-Teil, z.b. Unix-Kern) Original 8 G. Specht: Datenbanksysteme 8-4

5 Schnittstelle zwischen Datenbanksystem und Betriebssystem Beachten Sie: Diagramm beschreibt Abstraktionsebenen der Auftragsabwicklung (Kontrollstrukturen), nicht die Prozessstruktur RTV und untergeordnete Dienste: physische Datenorganisation Schnittstelle zwischen DBS und BS: sehr kritische Entscheidung für Leistung und Fehlerbehandlung extreme Lösungen: Alle BS-Funktionen werden für Zwecke umgangen -> spezielle DB-Maschinen RTV ist File-Schnittstelle des BS übliche Lösung: BS-Schnittstelle zwischen SV und PSV Prozessstrukturierung und -kommunikation abhängig vom BS: pipes, shared-memory, synchron, asynchron 9 COMMAND-MANAGER Kernel-Architektur eines relationalen Datenbanksystems (hier am Bsp. TransBase) RELATION-MANAGER Compiler Optimizer DDL-MANAGER CATALOG-MAN INTERPRETER LOCK-MANAGER B-TREE- MANAGER SEGMENT-MAN OS-Utilities SHARED MEMORY MANAGER 10 G. Specht: Datenbanksysteme 8-5

6 Dynamische Prozessstruktur 11 Dynamische Prozessstruktur und DB-Admin sind gestartet DBs liegen heruntergefahren auf der Festplatte DB- Admin 12 G. Specht: Datenbanksysteme 8-6

7 Dynamische Prozessstruktur Anfrage: Anwendung will mit Datenbank 1 arbeiten DB- Admin Aufruf: boot DB 1 erzeuge 13 Dynamische Prozessstruktur Anfrage: Anwendung will mit Datenbank 1 arbeiten Aufruf 1 fork wenn SHM existiert 14 G. Specht: Datenbanksysteme 8-7

8 Dynamische Prozessstruktur Anfrage: Anwendung will mit Datenbank 1 arbeiten 1 15 Dynamische Prozessstruktur Anfrage: Zweite Anwendung will mit Datenbank 1 arbeiten Aufruf 1 2 API 2 installiert nach dem fork DBK 2 LC 2 fork installiert nach dem fork 16 G. Specht: Datenbanksysteme 8-8

9 Dynamische Prozessstruktur Starten von multiuser, multidatabase, remote access Datenbank-Applikationen 1 2 API 2 3 API 3 DBK 2 LC 2 DBK 3 LC 3 DBK 4 LC 4 DBK 5 LC 5 Host 1 Host 2 SHM 2 SHM 3 DB 3 17 Dynamische Prozessstruktur Host 1 user-interface user-interface Host 5 Host API 2 3 API 3 Host 6 DBK 2 LC 2 DBK 3 LC 3 DBK 4 LC 4 DBK 5 LC 5 SHM 2 SHM 3 Host 3 Host 7 DB 3 Host 4 Host 8 18 G. Specht: Datenbanksysteme 8-9