Leistungsmessung und Leistungsbewertung von NoSQL-Datenbanken

Das Ziel der vorliegenden Masterthesis ist es, einen Überblick der verschiedenen Datenbanktypen und Leistungsanalysen zu geben. Die vergleichende Literaturstudie beschäftigt sich mit einem jungen Forschungsfeld und betrachtet insbesondere nichtrelationale NoSQL-Datenbanken, welche in den letzten Jahren immer beliebter geworden sind und einige Vorteile gegenüber relationalen Datenbanken aufweisen. Doch was können die konkreten Datenbankimplementierungen bei unterschiedliche Datenmodellen leisten und welcher Testaufbau bietet sich bei welchen Einsatzanforderungen an? Zu Anfang definiert diese Arbeit Kriterien zur Bewertung von Leistung und untersucht experimentelle Vorgehensweise verschiedener Forscher. Ein wichtiger Fokus liegt darauf, die Vergleichbarkeit der Messmethoden und Ergebnisse einzuschätzen und zu gewährleisten. Neben dem methodischen Vorgehen wird mit dem YCSB-Framework ein wichtiges Werkzeug besprochen, mit dem Leistungsmessungen in NoSQL-Datenbanken implementiert werden können

Abbildung von Frames auf neuere Datenmodelle

Es wird die Abbildung von Frames mit ihren Modellierungskonzepten und charakteristischen Operationen auf objektorientierte Datenmodelle untersucht, um Wissensrepräsentation in sogenannten Non-Standard-Datenbanksystemen - beispielsweise für Expertensystem-Anwendungen - unterstützen zu können. Nach einem Vergleich der Eigenschaften von Relationenmodell, NF 2-Modell und MAD-Modell für diese Aufgabe wird eine Bewertung der verschiedenen Ansätze vorgenommen, um ihre Tauglichkeit für die Frame-Modellierung deutlicher herauszukristallisieren

Gewinnung, Verwaltung und Anwendung von Performance-Daten zur Unterstützung des autonomen Datenbank-Tuning

In den letzten Jahrzehnten ist die Komplexität und Heterogenität von Informationssystemen rapide gestiegen. Die Folge ist, dass viele moderne IT-Systeme aufgrund ihrer heterogenen Architektur- und Applikationsvielfalt sehr kostenintensiv in der Entwicklung, fehleranfällig in der Nutzung und schwierig durch Administratoren kontrollier- bzw. konfigurierbar sind. Initiativen wie das Autonomic Computing helfen, der steigenden Komplexität Herr zu werden, indem sie den „Problemfaktor Mensch“ entlasten und Technik nutzen, um Technik zu verwalten. Durch die Anpassung bzw. Erweiterung der System-Umgebung versuchen derartige Ansätze neben derzeitiger manueller, reaktiver Performance-Optimierung, eine automatisierte reaktive und proaktive Performance-Kontrolle zu gewährleisten. Zentrale Grundvoraussetzung für eine autonome Infrastruktur ist eine verlässliche, globale Daten- bzw. Wissensbasis. Wir erarbeiten, wie Performance-Daten über das Verhalten und den Zustand des Systems mit aus dem Data-Warehousing bekannten Techniken gesammelt, konsolidiert, verwaltet und zur Laufzeit ausgewertet werden können. Neben der Architektur und den funktionalen Komponenten eines solchen Performance Data Warehouse wird zudem dessen Datenmodell erläutert und die Anbindung an das vorausgehende Monitoring sowie die nachfolgende Analyse spezifiziert. Mit dem Ziel, die menschliche Vorgehensweise „nachzuahmen“ und somit die Administratoren bei ihren Routine-Tätigkeiten zu entlasten, widmen wir uns der Konzipierung und Beschreibung einer möglichen Infrastruktur zur Automatisierung typischer Tuning-Aufgaben. Wir erarbeiten allgemein und anhand von Beispielen, wie Tuning-Wissen und bewährte Praktiken von DBAs abgebildet, in Form von Workflows formalisiert und zur Laufzeit für die Problemlösung angewendet werden können

Metadatenverwaltung für Multimedia-Content-Management mit OLAP-Funktionalität

Der Hauptschwerpunkt bei der Entwicklung wireless-orientierter, multimedialer Content- Management-Systeme liegt auf der adäquaten Speicherung, Verwaltung und Recherche multimedialer Dokument-Strukturen sowie auf der anwendungsspezifischen Darstellung und Repräsentation dieser Dokumente auf verschiedenen Endgeräten. In diesem Kontext kann die Extensible Markup Language (XML) zur Verbesserung einer großen Bandbreite möglicher Anwendungen beitragen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Ansatz für eine universelle Metadatenverwaltung zur Steuerung signifikanter Transformations - und Daten-Analyse-Prozesse entwickelt. Dabei wird eine möglichst enge Kopplung von Data Warehouse-Funktionalität (OLAP) mit einer ausgewählten XML-Framework-Architektur angestrebt. Ziel ist ein erweiterter Architektur-Vorschlag, der die Grundlage für zukünftige offene und erweiterbare Multimedia-Content-Management-Systeme bilden kann. Grundlage dieser Architektur ist ein Metadaten-Repository auf der Basis der Resource Description Framework Spezifikation (RDF)

KUNICAD : ein datenbankgestütztes geometrisches Modellierungssystem für Werkstücke

Es wird ein datenbankgestütztes, volumenorientiertes Modellierungssystem für Werkstücke beschrieben, das als Kernalgorithmus für die geometrische Modellierung ein volumenorientiertes Verfahren einsetzt. Zur Unterstützung der graphischen Repräsentation der Werkstücke werden intern zusätzlich Strukturen nach dem Begrenzungsflächenmodell gehalten, die automatisch aus den CSG-Strukturen abgeleitet und nachgeführt werden. Das KUNICAD-System wird durch seine Gesamtarchitektur, seine Benutzerschnittstelle und sein zugrundeliegendes Anwendermodell skizziert. Die Modellierungskomponente wird durch ihre wesentlichsten Aufgaben - die Darstellung der Objekte und ihre Handhabung - beschrieben. Eine objektunterstützende Datenbankschnittstelle wurde nach dem Zusatzebenen-Architekturkonzept auf der Basis eines CODASYL-Datenbanksystems (UDS) entwickelt. Das implementierte System gestattet das Studium von praxistauglichen CAD-Schnittstellen und erlaubt eine detaillierte Analyse des durch die Datenbankverwaltung bedingten Mehraufwands bei CAD-Operationen.A volume-oriented modeling system for solids using a database system for all data management functions is described in detail. It relies on a volumeoriented algorithm for geometric modeling. To support the graphic representation of solids, their boundary representation, automatically derived from CSG structures and maintained, is provided internalty. The KUNICAD system is sketched by its overall architecture, its user interface and the related application model. The modeling component is described by its essential tasks - the representation of objects and their manipulation. Database management functions are enhanced by the development of an object-supporting interface whereby a CODASYL database system (UDS) is extended by an additional layer. The implemented system permits the study of practical CAD interfaces and allows for a detailed analysis of the overhead produced by the database management for CAD operations

Semantische und logische Datenmodellierung multidimensionaler Strukturen am Beispiel Microsoft® SQL Server™ „Yukon“

Diese Diplomarbeit beschreibt die semantische und logische Datenmodellierung mehrdimensionaler Datenbanken. Aufbauend auf den Grundlagen der Modellierung für DVSysteme wird die semantische und logische Datenmodellierung erläutert. Die verschiedenen Modellierungsmöglichkeiten und Methoden zum Design einer mehrdimensionalen Datenbank werden hier vorgestellt. Dabei erfolgt ein Vergleich zwischen relationaler und multidimensionaler Datenbankentwicklung. Das Star-Schema und Snowflake- Schema werden als mehrdimensionale Datenmodelle ausführlich erklärt. Die speziellen Modellierungsaspekte von „Zeit“, welche im Data Warehouse eine besondere Rolle besitzt, wird ausführlich dargestellt. Im weiteren Verlauf erfolgt eine Illustration der Data Warehouse Referenzarchitektur und des Microsoft SQL Server 2005. Dabei werden die Business Intelligence Tools und Funktionalitäten des SQL Servers vorgestellt. Die erläuterten Modelle der gesamten Arbeit werden abschließend anhand einer Fallstudie erarbeitet und nach dem 3-Ebenen Modell semantisch, logisch und physisch auf den SQL ServerExpress 2005 implementiert. Daran kann der Entwicklungszyklus einer mehrdimensionalen Datenbank gezeigt werden

Ein Molekül-Atom-Datenmodell für Non-Standard-Anwendungen : Anwendungsanalyse, Datenmodellentwurf und Implementierungskonzepte

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung und Nutzbarmachung von Datenbankkonzepten für sog. Non-Standard-Anwendungen. Darunter versteht man im OB-Bereich Anwendungen aus den Gebieten CAD/CAM, VLSI-Entwurf, Software-Entwicklung, Büroautomatisierung, Expertensysteme etc. Die zentralen Fragestellungen, zu denen es Antworten zu finden gilt, sind: - Welche Anforderungen werden von den Non-Standard-Anwendungen an die Datenhaltung gestellt? - Wie sehen dazu passende Architekturen und Datenmodelle für NDBS (das sind DBS für Non-Standard-Anwendungen) aus? - Nach welchen Konzepten sind solche NDBS zu entwerten und zu implementieren? Dazu werden verschiedene OB-basierte Prototypen analysiert und vergleichend einander gegenübergestellt. Im einzelnen wurden basierend auf konventionellen Datenbanksystemen verschiedenen Typs (Netzwerk- und Relationenmodell) Anwendungssysteme aus unterschiedlichen ingenieurwissenschaftlichen Bereichen (3D-Modellierung, Verwaltung geographischer Daten und VLSI-Entwurfswerkzeug) sowie aus dem Expertensystembereich (Diagnosesystem) entwickelt; ihr Leistungsverhalten wurde unter einer praxisnahen Last aufgezeichnet und detailliert untersucht. Ausgehend von diesen Analyse- und Vergleichsergebnissen wird ein Anforderungskatalog erstellt, der konkrete Aussagen über die Datenstrukturen der Anwendungsobjekte und die zugehörigen Verarbeitungscharakteristika zusammenfaßt