Databases for modern CPU

Karteikarten und Zusammenfassungen für Databases for modern CPU an der TU München

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Slotted Pages Header

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Radix Tree

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In-Memory Index Structures

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Sources of overhead

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Data Row Store vs. Column Store

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Disadvantages of Exchange Operators

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Data-Centric Query Execution

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except

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intersect

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union (all)

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Set Operations

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Nested-Loop Join

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Databases for modern CPU

Slotted Pages Header
– LSN
– slotCount
– firstFreeSlot
– dataStart
– freeSpace

Databases for modern CPU

Radix Tree
Properties:
– Height depends on key length, not entry number
– no rebalancing
– insertion order does not influence tree
– keys stored implicitely

Search:
– Node array of 2^s
– s bits used as index into array
– s: lookup-performance <-> memory consumption

Databases for modern CPU

In-Memory Index Structures
– In-memory hash indexes (simple, fast, growing expensive, do not support range queries)
– Search Trees (BST cache unfriendly, B-Trees better)
– Radix-Trees (support range queries, height independent from number of entries)

Databases for modern CPU

Sources of overhead
– ARIES-style locking
– locking (2PL)
– Latching
– Buffer Management

Databases for modern CPU

Data Row Store vs. Column Store
Row Store:
– benificial when accessing many attributes
-> OLTP

Column Store:
– excellent cache utilization
– sometimes individually sorted
– compression potential
– vectorized processing
-> OLAP

Databases for modern CPU

Disadvantages of Exchange Operators
– static work partitioning can cause load imbalances
– degree of parallelism not changeable mid-query
– overhead (context switching, hash re-partitioning, copies of tuples)

Databases for modern CPU

Data-Centric Query Execution
– read/write data as rarely as possible
– keep data in CPU registers if possible
– code centers around data, not data around code
– increase locality, reduce branching

Databases for modern CPU

except
– similar to anti-join
– e1 duplicate free

Databases for modern CPU

intersect
– similar to semi-join
– e1 n e2
– e1 is duplicate free

Databases for modern CPU

union (all)
– concatenates both tuple streams
– attribute rename required
– union: union all + duplicate elimination

Databases for modern CPU

Set Operations
– union (all)
– intersect (all)
– except (all)

Databases for modern CPU

Nested-Loop Join
– evaluates right side for every tuple on left side
– pairwise comparison
– right side evaluated frequently
– inefficient
–> blockwise nested-loop join

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