Die Konfigurierung modular aufgebauter Datenbanksysteme

1. Einleitung.- 2. Erkenntnisse aus der Forschung.- 2.1 Datenbanksysteme.- 2.1.1 Architektur von Datenbanksystemen.- 2.1.2 Verfahren für Aufgaben von Datenbanksystemen.- 2.1.3 Trends für den Einsatz von Datenbanksystemen.- 2.2 Konstruktion modularer, konfigurierbarer Programme.- 2.2.1 Probleme der Softwarekonstruktion.- 2.2.2 Konzepte für den Entwurf modularer, konfigurierbarer Systeme.- 2.2.3 Realisierungstechniken für konfigurierbare Systeme.- 2.2.4 Expertensysteme als Hilfsmittel zur Konfigurierung.- 2.3 Fazit.- 3. Aufgaben eines Kerndatenbanksystems.- 3.1 Wesentliche Eigenschaften der Hardware.- 3.2 Dienstleistungen des Betriebssystems.- 3.2.1 Verwaltung des Hintergrundspeichers.- 3.2.2 Dateien.- 3.2.3 Synchronisationsmechanismen.- 3.2.4 Datensicherung.- 3.2.5 Parallelität.- 3.3 Aufgaben eines Kerndatenbanksystems.- 3.3.1 Zugriff und Sichten.- 3.3.2 Integritäts- und Zugriffskontrolle.- 3.3.3 Leistungsüberwachung.- 3.3.4 Synchronisation.- 3.3.5 Restrukturierung und Reorganisation.- 3.3.6 Protokollierung.- 3.3.7 Optimierung.- 3.3.8 Spezielle Aufgaben.- 3.3.9 Aufgaben höherer Komponenten.- 3.3.10 Zusammenfassung.- 4. Grobentwurf eines Kerndatenbanksystems.- 4.1 Entwurfskonzepte.- 4.1.1 Moduln.- 4.1.2 Schablonen und Parametrisierung: generische Moduln.- 4.1.3 Anwendungsbeispiele.- 4.1.4 Prozesse und Kommunikation.- 4.1.5 Modulvarianten.- 4.1.6 Modulbibliothek und Konfigurierung.- 4.2 Aufgabenorientierte Zerlegung.- 4.2.1 Trennung von Zugriffs- und Verwaltungsfunktionen.- 4.2.2 Feinere Strukturierung der Zugriffsfunktionen.- 4.2.3 Weitere Zerlegung von Verwaltungsfunktionen.- 5. Standardtechniken für Verwaltungsaufgaben.- 5.1 Segmentverwaltung mit Hintergrundspeicherzugriff.- 5.1.1 Verfahren.- 5.1.2 Definition einer gemeinsamen Schnittstelle.- 5.1.3 Eigenschaften von Segmentverwaltungsverfahren.- 5.1.4 Einordnung der Verfahren.- 5.1.5 Sicherung.- 5.2 Synchronisation.- 5.2.1 Verfahren.- 5.2.2 Definition einer gemeinsamen Schnittstelle.- 5.2.3 Eigenschaften von Synchronisationsverfahren.- 5.2.4 Auswahl und Einordnung der Verfahren.- 5.2.5 Objekte und Operationen zur Synchronisation.- 5.2.6 Spezialproblem: geschachtelte Synchronisation.- 5.2.7 Eignung der Synchronisationsverfahren für verschiedene Objekte der Datenbasis.- 5.3 Protokollierung.- 5.3.1 Das allgemeine Protokollverfahren.- 5.3.2 Varianten des Undo-Protokollverfahrens.- 5.3.3 Varianten des Redo-Protokollverfahrens.- 5.3.4 Definition einer gemeinsamen Schnittstelle.- 5.3.5 Eigenschaften der Protokollverfahren.- 5.3.6 Anwendung von Protokollierung auf Objekte und Operationen.- 5.4 Zusammenfassung.- 5.4.1 Segmentverwaltung.- 5.4.2 Synchronisation.- 5.4.3 Undo-Protokollierung.- 5.4.4 Redo-Protokollierung.- 5.4.5 Globale Eigenschaften einer Realisierung.- 6. Abhängigkeiten zwischen Verwaltungsverfahren.- 6.1 Systematische Herleitung.- 6.1.1 Segmentverwaltung und Protokollierung.- 6.1.2 Segmentverwaltung und Synchronisation.- 6.1.3 Synchronisation und Protokollierung.- 6.1.4 Anforderungen an die Implementierung der Zugriffsfunktionen.- 6.1.5 Weitere Abhängigkeiten.- 6.2 Klassifikation.- 6.2.1 Vorgaben für Entwurf und Programmierung.- 6.2.2 Regeln zur Konfigurierung.- 7. Einbindung von Verwaltungsfunktionen.- 7.1 Übersicht des Lösungsweges.- 7.2 Beispiel B -Baum-Realisierung: Aufbau der Zugriffsfunktionen.- 7.2.1 Zerlegung des Dateityps.- 7.2.2 Parameter des Dateityps.- 7.2.3 Die Dateischnittstelle (RcOps).- 7.2.4 Realisierung der externen Struktur zwischen den Seiten.- 7.2.5 Indexseitenverwaltung (IPtOps).- 7.2.6 Datenseitenverwaltung (DPtOps).- 7.2.7 Realisierung der Seitenverwaltung.- 7.2.8 Seitenbearbeitung: Indexseiten (IEnOps).- 7.2.9 Seitenbearbeitung: Datenseiten (DEnOps).- 7.2.10 Realisierung der Seitenstrukturen.- 7.3 Prinzipien zur Integration von Verwaltungsoperationen.- 7.3.1 Klassifikation von Verwaltungsoperationen.- 7.3.2 Beispiel.- 7.4 Verwaltungsfunktionen für Seitenobjekte.- 7.4.1 Problemstellung.- 7.4.2 Beispiel.- 7.5 Ansatzpunkte für Synchronisation und Protokollierung.- 7.5.1 Auswahl von Objekten.- 7.5.2 Beispiel.- 7.6 Synchronisation.- 7.6.1 Die Verträglichkeit der Zugriffe.- 7.6.2 Die Integration der Aufrufe.- 7.6.3 Beispiel.- 7.7 Protokollierung.- 7.7.1 Probleme bei der Integration.- 7.7.2 Beispiel.- 7.8 Kontrolloperationen.- 7.8.1 Allgemeine Regeln.- 7.8.2 Beispiel.- 8. Auswahl zulässiger Konfigurationen.- 8.1 Kriterien für die Zulässigkeit einer Konfiguration.- 8.2 Systematische Synthese von Dateitypeigenschaften.- 8.2.1 Modulstruktur und Berechnungsstrategie.- 8.2.2 Attribute der Schnittstellen in einem Kerndatenbanksystem.- 8.2.3 Berechnungsreihenfolge und Sichtbarkeit von Attributen.- 8.2.4 Formalisierung.- 8.3 Attributberechnungsregeln.- 8.3.1 Rekapitulation.- 8.3.2 Attribute einer Segmentverwaltung in der Zugriffshierarchie.- 8.3.3 Berechnung der Attribute höherer Ebenen.- 8.3.4 Verallgemeinerung auf andere Modulverknüpfungen.- 8.4 Zulässigkeit von Konfigurationen.- 8.4.1 Definition.- 8.4.2 Berechnungsverfahren.- 8.5 Beispiel.- 9. Zusammenfassung, Ergänzungen und Bewertung.- 9.1 Implementierungsaspekte.- 9.1.1 Anfallende Aufgaben.- 9.1.2 Programmiersprachen und -umgebungen.- 9.1.3 Fazit.- 9.2 Praktische Bedeutung konfigurierbarer Systeme.- 9.3 Homogene Lösung des Datenverwaltungsproblems.- 9.4 Erfahrungen aus dem Entwurf.- 9.5 Ausblick.- Literatur.