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Das Buch bietet eine umfassende und aktuelle Darstellung der Konzepte und Techniken zur Implementierung von Datenbanksystemen. Ausgangspunkt ist ein hierarchisches Architekturmodell: Die Schichten dieses Modells ermöglichen es, den Systemaufbau, die Einordnung der bereitzustellenden Funktionen und ihr Zusammenspiel detailliert zu beschreiben.
Es werden alle Aspekte der Datenabbildung mit den erforderlichen Algorithmen und Datenstrukturen behandelt, also vor allem Externspeicherabbildung, Realisierung von Speicherungsstrukturen und Zugriffspfaden sowie die Ableitung logischer Sichten. Neben der Datenabbildung, in deren Aufgaben sich Speicher-, Zugriffs- und Datensystem teilen, steht als zweiter Schwerpunkt des Buches das Transaktionskonzept und seine Erweiterungen. Dabei werden insbesondere alle Funktionen zur Synchronisation des Mehrbenutzerbetriebs und zur Wiederherstellung der Datenbank im Fehlerfall (Logging und Recovery) dargestellt.

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I: Architektur von Datenbanksystemen.- 1 Architektur von Datenbanksystemen.- 1.1 Anforderungen an Datenbanksysteme.- 1.1.1 Entwicklung von Anwendungssystemen.- 1.1.2 Entwurfsziele.- 1.2 DB-Schemaarchitektur nach ANSI/SPARC.- 1.2.1 Beschreibungsrahmen für DBS-Schnittstellen.- 1.2.2 Die wichtigsten DBS-Schnittstellen.- 1.3 Schichtenmodell-Architektur.- 1.3.1 Anforderungen an den Systementwurf.- 1.3.2 Architekturprinzipien.- 1.3.3 Ein einfaches Schichtenmodell.- 1.3.4 Integration von Metadaten- und Transaktionsverwaltung.- 1.3.5 Schichtenmodell eines datenunabhängigen DBS.- 1.3.6 Optimierungsüberlegungen.- 1.4 Erweiterungen der DBS-Architektur.- 1.4.1 DBS-Kern-Architeküir.- 1.4.2 Client/Server-Architekturen.- 1.4.3 Verteilte und parallele DBS-Architekturen.- 1.4.4 Architekturen von Transaktionssystemen.- 1.4.5 Komponentenbasierte Systemarchitekturen.- 1.5 Themenüberblick.- II: Speichersystem.- 2 Konzepte und Komponenten der E/A-Architektur.- 2.1 Die großen Einflußfäktoren.- 2.2 Nutzung von Speicherhierarchien.- 2.2.1 Aufbau einer Speicherhierarchie.- 2.2.2 Arbeitsweise einer Speicherhierarchie.- 2.3 Halbleiterspeicher.- 2.3.1 Hauptspeicher.- 2.3.2 Cache-Speicher.- 2.3.3 Erweiterter Hauptspeicher.- 2.3.4 Solid State Disks.- 2.4 Aufbau und Arbeitsweise von Magnetplatten.- 2.4.1 Aufzeichnungskomponente.- 2.4.2 Positioniemngskomponente.- 2.4.3 Sequentieller vs. wahlfreier Zugriff.- 2.4.4 Platten-Controller.- 2.5 Organisationsformen für Magnetplatten.- 2.5.1 Disk-Farm.- 2.5.2 Disk-Array.- 2.6 Maßnahmen zur E/A-Optimierung.- 2.7 Überblick über die weiteren Speichermedien.- 2.7.1 Magnetbänder.- 2.7.2 Optische und magneto-optische Speicher.- 3 Dateien und Blöcke.- 3.1 Aufgaben der Extemspeicherverwaltung.- 3.2 Realisierung eines Dateisystems.- 3.2.1 Dateikonzept.- 3.2.2 Dateisystem.- 3.3 Blockzuordnung bei Magnetplatten.- 3.3.1 Statische Dateizuordnung.- 3.3.2 Dynamische Extent-Zuordnung.- 3.3.3 Dynamische Blockzuordnung.- 3.3.4 Versetzungsverfahren.- 3.3.5 Log-strukturierte Dateien.- 3.4 Kontrolle der E/A-Operationen.- 3.4.1 Fehlerbehandlung bei Magnetplatten.- 3.4.2 Erhöhung der Fehlertoleranz.- 3.4.3 Erkennung von fehlerhaften Blöcken.- 3.4.4 Schutz des Datentransfers.- 3.5 DBS-Unterstützung für Dateisysteme.- 4 Segmente und Seiten.- 4.1 Aufgaben der Abbildungsschicht.- 4.2 Segmente mit sichtbaren Seitengrenzen.- 4.3 Verfahren der Seitenabbildung.- 4.3.1 Direkte Seitenadressierung.- 4.3.2 Indirekte Seitenadressierung.- 4.4 Einbringstrategien für Änderungen.- 4.4.1 Schattenspeicherkonzept.- 4.4.2 Zusatzdatei-Konzept.- 5 DB-Pufferverwaltung.- 5.1 Aufgaben und Charakteristika.- 5.1.1 Unterschiede zur BS-Speicherverwaltung.- 5.1.2 Allgemeine Arbeitsweise.- 5.1.3 Eigenschaften von Seitenreferenzfolgen.- 5.2 Auffinden einer Seite.- 5.3 Speicherzuteilung im DB-Puffer.- 5.3.1 Klassifikation von Speicherzuteilungsstrategien.- 5.3.2 Bestimmung von dynamischen Partitionen.- 5.4 Ersetzungsverfahren für Seiten.- 5.4.1 Prefetching und Demand-Fetching.- 5.4.2 Klassifikation und Bewertung.- 5.4.3 Behandlung geänderter Seiten.- 5.5 Nutzung von Kontextwissen.- 5.5.1 Offene Ersetzungsprobleme.- 5.5.2 Modellierung des Pufferbedarfs.- 5.5.3 Prioritätsgesteuerte Seitenersetzung.- 5.6 Seiten variabler Größe.- 5.7 Betriebsprobleme.- 5.7.1 Virtuelle Betriebssystemumgebung.- 5.7.2 Maßnahmen zur Lastkontrolle.- III: Zugriffssystem.- 6 Speicherungsstrukturen.- 6.1 Freispeicherverwaltung.- 6.2 Adressierung von Sätzen.- 6.2.1 Externspeicherbasierte Adressierung.- 6.2.2 Hauptspeicherbasierte Adressierung - Swizzling.- 6.3 Abbildung von Sätzen.- 6.3.1 Speicherung von linearen Sätzen.- 6.3.2 Techniken der Satzdarstellunng.- 6.3.3 Darstellung komplexer Objekte.- 6.3.4 Unterstützung von Cluster-Bildung.- 6.4 Realisierung langer Felder.- 6.4.1 Lange Felder als B -Baum-Varianten.- 6.4.2 Lange Felder als sequentielle Strukturen.- 6.4.3 Lange Felder mit Segmenten variabler Größe.- 7 Eindimensionale Zugriffspfade.- 7.1 Allgemeine Entwurfsübe

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