Grundlagen Datenbanken an der TU München

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CountryLAND: Deutschland

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Beispielhafte Karteikarten für Grundlagen Datenbanken an der TU München auf StudySmarter:

Wie funktioniert die Anfrageoptimierung prinzipiell?
Welche Ebenen gibt es dabei?

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Was ist Striktheit?

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Was ist das Ergebnis der folgenden Anfrage: A ⋈ B 


Die Relationen A und B sind in folgender Ausprägung gegeben:
A: 1, 2, 3
B: 1, 3, 6
A und B sind Relationen mit jeweils EINER Spalte.


Beispielhafte Karteikarten für Grundlagen Datenbanken an der TU München auf StudySmarter:

Was unterscheidet strenges 2PL vom 2PL?
Welche Eigenschaften können dadurch jeweils sichergestellt werden?

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Wozu werden Indexstrukturen in DBS verwendet?

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Was ist der Unterschied zwischen logischer Optimierung und physischer Optimierung?

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Wofür steht k* im Gegensatz zu k bei B+-Bäumen?

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Was ist ein RAID?
Wofür verwendet man RAID-Systeme?



Beispielhafte Karteikarten für Grundlagen Datenbanken an der TU München auf StudySmarter:

Welche 2 Bestandteile hat eine Relation?

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Was ist das Problem beim Löschalgorithmus im B-Baum?

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Schemavereinfachung nach Übersetzung von ER in relationales Schema.
Was wird gemacht?

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Welche Techniken zur Anfrageoptimierung auf der logischen Ebene gibt es?

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Grundlagen Datenbanken

Wie funktioniert die Anfrageoptimierung prinzipiell?
Welche Ebenen gibt es dabei?

Das DBMS schätzt die Kosten für die Ausführung eines Operators mit Hilfe von Kostenmodellen und Statistiken ab. Bei der Optimierung werden Heuristiken angewandt, da es viel zu teuer wäre, alle möglichen Pläne anzuschauen.

Optimierung kann auf zwei Ebenen stattfinden:

  • Logische Ebene: Transformation der relationalen Algebraausdrücke in äquivalente Ausdrücke, sodass die Ausgaben der einzelnen Operatoren möglichst klein werden, um so die Gesamtkosten der Anfrage gering zu halten.
  • Physische Ebene: Betrachtet die konkrete Implementierung der logischen Algebra-Operatoren (z.B.: Nested-Loop-Join vs (Sort-) Merge-Join)

Grundlagen Datenbanken

Was ist Striktheit?

Erweiterung der Bedingungen für kaskadierendes Rücksetzen:

Während für ACA die Bedingung hat, dass lediglich nicht gelesen werden darf von nicht erfolgreich abgeschlossenen TAs, so darf für Striktheit weder gelesen (r) werden, noch dürfen Datenobjekte überschrieben werden (w) von nicht erfolgreich abgeschlossenen TAs.

–> c_Schreiber vor op_Operator, d.h. vor jeglicher Operation auf demselben Datenobjekt.

Grundlagen Datenbanken

Was ist das Ergebnis der folgenden Anfrage: A ⋈ B 


Die Relationen A und B sind in folgender Ausprägung gegeben:
A: 1, 2, 3
B: 1, 3, 6
A und B sind Relationen mit jeweils EINER Spalte.


1, 3

Grundlagen Datenbanken

Was unterscheidet strenges 2PL vom 2PL?
Welche Eigenschaften können dadurch jeweils sichergestellt werden?

Alle Sperren werden bis zum Ende der Transaktion gehalten und dann auf einmal abgegeben.

–> keine Schrumpfphase.

–> ACA und strikte Schedules sind beim strengen 2PL gegeben, während standardmäßiges 2PL nur Rücksetzbarkeit garantiert

Grundlagen Datenbanken

Wozu werden Indexstrukturen in DBS verwendet?

Für eine Anfrage die Tupel aller Relationen nacheinander vom Hintergrundspeicher in den Hauptspeicher zu holen ist zwar einfach, aber auch teuer.

Oft erfüllt nur ein Bruchteil der Tupel die Anfragebedingungen, Anfragen haben oft ähnliche Prädikate und die Festplatte erlaubt wahlfreien Zugriff.

Indexstrukturen nutzen diese drei Eigenschaften von Anfragen, um das transferierte Datenvolumen klein zu halten, indem sie schnellen, assoziativen Zugriff auf Daten erlauben. 

Nur der Teil der Daten, der zur Beantwortung der Anfrage wirklich gebraucht wird, wird in den Hauptspeicher geholt.

Grundlagen Datenbanken

Was ist der Unterschied zwischen logischer Optimierung und physischer Optimierung?

Optimierung kann auf zwei Ebenen stattfinden:

  • Logische Ebene: Transformation der relationalen Algebraausdrücke in äquivalente Ausdrücke, sodass die Ausgaben der einzelnen Operatoren möglichst klein werden, um so die Gesamtkosten der Anfrage gering zu halten.
  • Physische Ebene: Betrachtet die konkrete Implementierung der logischen Algebra-Operatoren (z.B.: Nested-Loop-Join vs (Sort-) Merge-Join)

Grundlagen Datenbanken

Wofür steht k* im Gegensatz zu k bei B+-Bäumen?

Bei B+-Bäumen unterscheiden sich die Kapazitäten von inneren Knoten (k) und Blattknoten (k*)

Grundlagen Datenbanken

Was ist ein RAID?
Wofür verwendet man RAID-Systeme?



Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks

–> Zusammenfassung von mehreren, kleinen ähnlichen oder
baugleichen Festplatten zu einem großen virtuellen Laufwerk.


Ziele: Kapazität erhöhen, Ausfallsicherheit, Lese-/Schreibgeschwindigkeit erhöhen.

Grundlagen Datenbanken

Welche 2 Bestandteile hat eine Relation?

Schema: legt Namen der Relation und Attribute fest, legt auch Struktur der Relation fest

 Instanz: Tabelle mit Zeilen und Spalten, der tatsächliche Inhalt der Relation

Grundlagen Datenbanken

Was ist das Problem beim Löschalgorithmus im B-Baum?

Nach Löschen eines Schlüssels kann ein Knoten unterbelegt sein (weniger als i Einträge haben). –> Verschmelzung mit Nachbarknoten.

Das kann zur Unterbelegung im Elternknoten führen –> erneutes Verschmelzen.

Dieses Verfahren ist relativ aufwendig, DBs wachsen allerdings eher, als dass sie schrumpfen, daher wird Verschmelzung oft nicht gemacht.

Grundlagen Datenbanken

Schemavereinfachung nach Übersetzung von ER in relationales Schema.
Was wird gemacht?

Es können Relationen mit dem gleichen
Schlüssel existieren

–> Zusammenfassung der Relationen

Dies passiert bei 1:N, N:1 und 1:1 Beziehungen, da die Beziehungsrelation den gleichen Schlüssel wie eine der Entitätsrelationen hat.

–> Am besten direkt bei der Übersetzung von Entitäten und Beziehungen berücksichtigen

Grundlagen Datenbanken

Welche Techniken zur Anfrageoptimierung auf der logischen Ebene gibt es?

  • Aufbrechen von Selektionen: statt alle Bedingungen in einer Selektion mit einem AND verbunden zu haben
  • Verschieben von Selektionen nach „unten“ im Plan: so weit wie möglich, um die Menge an betrachteten Tupeln zu minimieren
  • Zusammenfassen von Selektionen und Kreuzprodukten zu Joins
  • Bestimmung der Joinreihenfolge
  • Einfügen von Projektionen
  • Verschieben von Projektionen nach „unten“ im Plan 
Gradient

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