FernUniversität in Hagen Fakultät für Mathematik und Informatik Sommersemester 2016 Hinweise zum Seminar 01912/19912 Hauptspeicher- und spaltenorientierte Datenbanken Prof. Dr. Ralf Hartmut Güting Holger Helmut Hennings
1 Einführung Hauptspeicher-Datenbanken haben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Oft treten diese auch in Kombination mit spaltenorientierten Ansätzen auf. Preiswerter RAM und weitere Entwicklungen, unter anderem in der Hardware, wie nichtflüchtiger Speicher, haben es möglich gemacht, mit immer mehr Daten im Hauptspeicher arbeiten zu können, ohne dabei ACID-Prinzipien wie Dauerhaftigkeit aufgeben zu müssen. Die Folge ist eine gesteigerte Zugriffsperformanz gegenüber herkömmlichen cacheund plattenzugriffs-optimierten Datenbanken. Dabei sind aber oft an die hauptspeicherresidenten Daten angepasste Datenrepräsentations-, Data-Management- und Datenzugriffsmethoden zu entwickeln. Dies gilt mit Einschränkungen auch für bestimmte Query- Processing-Techniken. Spaltenorientierte Datenbanken werden oft mit OLAP-Systemen (Online Analytical Processing) in Zusammenhang gebracht, während zeilenorientierte Datenbanken oft zusammen mit OLTP(Online Transaction Processing) genannt werden. Dies wird in in der Regel mit unterschiedlichen Workloads und den unterschiedlichen Anfragetypen begründet. In der Tat sind spaltenorientierte Ansätze für bestimmte Anfragetypen effizienter. Weiterhin lassen sich in dem spaltenorientierten Ansatz Kompressionstechniken verwenden, welche bei zeilenorientierten Daten nicht immer möglich sind. Dennoch ist die Trennung zwischen OLAP und OLTP nicht immer so scharf, wie man zunächst vermuten könnte. Dies gilt insbesondere für die Kombination von Hauptspeicher- und spaltenorientierten Datenbanken. Im Seminar sollen Vor- und Nachteile von Hauptspeicher- und spaltenorientierten Datenbanken sowie deren Kombination erarbeitet werden. Dabei werden u.a. die oben angedeuteten Methoden und Ansätze ausführlich diskutiert. Ein Einblick in bereits existierende Systeme rundet das Seminar ab. 2 Themenauswahl Unter dem Link Seminarthemen auf der Internetseite zu diesem Seminar befindet sich ab dem angegebenen Zeitpunkt ein Dokument, das die verschiedenen angebotenen Themen des Seminars beschreibt. Lesen Sie sich die Themen gut durch und sehen Sie sich bei Bedarf kurz die dazugehörige Literatur an. Erstellen Sie eine Liste mit Ihren Prioritäten. In dieser Liste erhält das Thema, welches Sie am liebsten bearbeiten möchten, die Priorität 1, wogegen das Thema, das Sie keinesfalls bearbeiten möchten, die höchste Priorität bekommt. Vergeben Sie für jedes Thema eine eindeutige Priorität. Bitte geben Sie bei der Angabe Ihrer Prioritäten das Thema und dessen Nummer an. Vergessen Sie nicht, dass Sie jedem Thema eine Priorität zuordnen müssen. Jede Priorität kann, wie oben schon beschrieben, nur einmal vergeben werden. 1
Senden Sie diese Liste bis spätestens 11.03.2016 per E-Mail an die Kursbetreuung. Bei der Themenvergabe werden Ihre Prioritäten weitestgehend berücksichtigt. Sobald alle Listen eingegangen sind, jedoch spätestens nach Ende der angegebenen Frist, werden die Themen auf die Seminarteilnehmer/Seminarteilnehmerinnnen verteilt. Beleger/Belegerinnen des Seminars 19912 (für Master Wirtschaftsinformatik) erhalten zwei Themen zur Bearbeitung. Sollte von Ihnen bis Fristende keine Prioritätenliste vorliegen, wird Ihnen irgendein Thema zugewiesen. Sie bekommen Ihr Thema ab dem 15.03.2016 per E-Mail mitgeteilt. 3 Zugang zu Quellen - Internetseite des Seminars Die im Literaturverzeichnis der Seminarthemen erwähnten Paper finden Sie auf der Internetseite des Seminars: http://dna.fernuni-hagen.de/lehre-offen/seminare/1912-ss16/index.html Dort finden Sie den Abschnitt Literatur. Der Zugriff auf die Seite ist aus urheberrechtlichen Gründen auf Seminarteilnehmer beschränkt. 4 Bearbeitung des Themas Lesen Sie sich die Themenbeschreibung zusammen mit der dort angegebenen Literatur gut durch. Es wird erwartet, dass Sie selbständig weitere Literatur zu Ihrem gewählten Thema recherchieren. Verwenden Sie dabei nach Möglichkeit vor allem wissenschaftliche Publikationen. Geben Sie alle verwendeten Quellen an. Beachten Sie auch die Gestaltungshinweise, die Sie weiter unten in diesem Dokument finden. Sie enthalten Informationen zur Ausarbeitung und Gestaltung der Seminararbeit und des Vortrags. Senden Sie eine Gliederung Ihrer Ausarbeitung im PDF-Format bis zum 14.04.2016 an die Kursbetreuung. Sie erhalten eine Rückmeldung, inwiefern diese Gliederung in Ordnung ist. Sie haben dann bis zum 09.06.2016 Zeit, die vollständige Ausarbeitung sowie Präsentationsfolien zu erstellen. Senden Sie Ihre Ausarbeitung und Ihre Folien wieder per E-Mail an die Kursbetreuung. Die Ausarbeitung ist im PDF-Format abzugeben. Die Präsentationsfolien können wahlweise als PDF oder als PPT (Version 2010) eingereicht werden. Ihre Dokumente werden Korrektur gelesen. Gegebenenfalls müssen Sie Ihre Dokumente entsprechend nachbessern. Vom 07.07.2016 bis zum 09.07.2016 findet die Präsenzphase des Seminars in Hagen statt. Ein genauer Zeitplan wird noch bekanntgegeben. Alle Teilnehmer und Teilnehmerinnen des Seminars müssen an allen drei Tagen zu allen Vorträgen präsent sein. Die Vortragsdauer ist 45 Minuten. Jeder Vortrag wird mit einer Diskussionsrunde abgeschlossen. Die Diskussionsrunde dauert maximal 15 Minuten. 2
5 Gestaltungshinweise 5.1 Inhalt von Vortrag und Ausarbeitung Wiederholen Sie nicht einfach den oder die zugrundeliegenden Texte. Versuchen Sie vielmehr, den Inhalt mit möglichst einfachen, eigenen Worten zu beschreiben. Grundsätzlich ist die Erarbeitung eigener Beispiele zu empfehlen. Das bringt Sie selbst dazu, die Thematik besser zu verstehen. Häufig ist es nötig, weitere Literatur zu berücksichtigen. Ein wichtiger Anhaltspunkt sind die Referenzen, auf die der Basistext verweist. Sollten Sie darüber hinaus weitere Literatur zitieren, so führen Sie diese auf. Bewerten Sie den vorgestellten Ansatz kritisch. Beschreiben Sie die Vorteile, zeigen Sie aber auch die Grenzen und Schwächen auf. 5.2 Vortrag 5.2.1 Grundsätzliches Die Vortragsdauer beträgt 45 Minuten. Daran schließt sich eine etwa 15-minütige Diskussionsphase an. Wir erwarten, dass Sie nicht nur bei Ihrem eigenen Vortragsthema mitdiskutieren! Versuchen Sie nicht, in Ihrem Vortrag alle Einzelheiten der Basisartikel zusammenzufassen, sondern konzentrieren Sie sich auf die wichtigsten Ideen und Konzepte: Lassen Sie lieber den einen oder anderen Gesichtspunkt aus und stellen dafür die übrigen Punkte ausführlich und in Ruhe dar, statt von einem Teil zum nächsten zu hasten. Halten Sie Ihren Vortrag zur Probe vor Bekannten (oder auch alleine, aber in jedem Fall laut) und vergewissern Sie sich so, dass Ihr Zeitplan korrekt ist und dass Ihre Erklärungen ausreichend sind. Geben Sie zu Beginn Ihres Vortrags eine kurze Übersicht über die Themen, die Sie erläutern werden. Überprüfen Sie nach einzelnen Abschnitten Ihres Vortrags jeweils, ob Sie noch innerhalb des Zeitplans liegen. Lassen Sie ggf. weniger wichtige Teile aus, um Ihren Vortrag in der vorgegebenen Zeit abschließen zu können. 3
5.2.2 Folien Verwenden Sie ein geeignetes Präsentationsprogramm, z.b. OpenOffice Impress oder Microsoft-Powerpoint zur Erstellung Ihrer Folien. Manchmal ist auch eine einfache Textverarbeitung hilfreich; wenn Sie daraus ein PDF erzeugen, eignet sich der Acrobat-Reader im Vollbildmodus gut zur Präsentation. Achten Sie auf gute Lesbarkeit: Benutzen Sie einen genügend großen (16 oder 18 Punkt) und gut lesbaren Zeichensatz. Bedenken Sie auch, dass manche Farben von einem Projektor nicht so gut dargestellt werden. Hervorhebungen erreichen Sie durch Farbwechsel, Kursiv- bzw. Fettschrift und verschiedene Schriftarten. Gestalten Sie Hervorhebungen einheitlich. Verwenden Sie so wenig Hervorhebungen, wie nötig! Die Titelseite nennt den Seminartitel, das Thema (Nr. und Titel) und Ihren Namen. Eine Übersicht (Gliederung Ihres Vortrags) ist auf der zweiten Seite zu finden. Nach der Titelseite sind alle Seiten mit einer laufenden Kopfzeile (mit Unterstrich), die die Informationen Thema (Nr. + Titel), Ihren Namen und die Seitennummer (Inhaltsverzeichnis = Seite 1) enthält. Bitte keine Fußzeile! Vermeiden Sie ganze Sätze! Geben Sie stattdessen Stichpunkte an und verwenden Sie Skizzen, Diagramme, Bilder oder Formeln, die Sie dann in Ihrem Vortrag erläutern. Überladen Sie einzelne Folien nicht mit Informationen! Psychologen haben herausgefunden, dass 3 5 Punkte pro Folie optimal sind (allerhöchstens 7!). Die Zuhörerer sollen in erster Linie Ihren Ausführungen folgen. Die Folien dienen als zusätzliche Stütze für das Publikum. Wenn Sie auf jede Folie 3 Minuten verwenden, können Sie in Ihrem Vortrag maximal 15 Folien präsentieren. Planen Sie die Folien und deren Inhalt deshalb vorher genau. 5.3 Ausarbeitung Es handelt sich hier um eine Ausarbeitung des Vortrags, also keine Zusammenfassung oder Abschrift/Übersetzung der Literatur und auch keine gedruckte Version der Folien. Ein Beispiel für die Gestaltung einer Titelseite finden Sie auf der Internetseite zu diesem Seminar. 4
Führen Sie am Schluss eine komplette Literaturliste auf. Innerhalb Ihrer Ausarbeitung sollten dann auch Verweise auf die Quellen in Form von Seitennummern und/oder Kapiteln zu finden sein. Typischerweise haben Seminarausarbeitungen einen Umfang von ungefähr 15 DIN A4-Seiten bezogen auf die folgenden Rahmenbedingungen: Basis Absatzschriftart: Times-Roman (12 pt) Seitenformat Doppelseitig: Abstand zur Bindekante (2,5 cm), Abstand Außen (2,0 cm), Unten (2,0 cm), Oben (1,5 cm bis zur Kopfzeile und 2,3 cm bis zum Textrahmen). Die Schriftgröße der laufenden Kopfzeile beträgt 9 pt. Bitte erwähnen Sie in Ihrer Ausarbeitung weder Ihre Adresse noch Ihre Matrikelnummer, da es sich hierbei um sensible Informationen handelt, wir aber beabsichtigen einen Seminarband zu erstellen, der auch über die Web-Seiten des Lehrgebietes abrufbar sein wird. 5.4 Hinweise zu PDF-Dokumenten Bitte beachten Sie den Link Hinweise zu PDF-Dokumenten auf der Internetseite zu diesem Seminar. Das Dokument enthält die beiden Abschnitte: Extraktion von Abbildungen Portabilität von Schriften 5