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Ein Kostenmodell der parallelen Anfragebearbeitung
in Shared-Nothing-Datenbanksystemen
Robert Marek
Fachbereich Informatik, Universität Kaiserslautern
Postfach 3049, 67618 Kaiserslautern
e-mail: marek@informatik.uni-kl.de
Papier als PostScript, gepackt mit GNU zip
Zusammenfassung
Zunehmend komplexe und datenintensive Benutzeranfragen auf Datenbanken
verlangen parallele Verarbeitungsansätze. Vor allem Datenbanksysteme der
Architekturklasse Shared-Nothing bieten derzeit eine geeignete Basis für
die parallele Anfragebearbeitung. Im Hinblick auf den interaktiven Charakter
komplexer Datenbankanfragen ist eine Verkürzung der Antwortzeit das
vorrangige Leistungsziel paralleler Datenbanksysteme. Im Falle der heute weit
verbreiteten mengenorientierten, relationalen Anfragesprachen erlaubt vor allem
Intra-Operator-Parallelität eine effektive Antwortzeitverkürzung. Die
Antwortzeit kann jedoch durch zunehmende Parallelisierung nicht beliebig
verkürzt werden. Wird ein gewisser Parallelisierungsgrad
überschritten, tritt eine Verschlechterung der Antwortzeit ein. Dieser
Effekt liegt einerseits in einem beschränkten Parallelisierungspotential,
andererseits in mit zunehmendem Parallelisierungsgrad steigenden Kooperations-
und Kommunikationskosten begründet. Die Bestimmung des optimalen
Parallelisierungsgrades ist daher von besonderer Bedeutung. Aus diesem Grunde
haben wir ein analytisches Kostenmodell entwickelt, das die
Antwortzeitentwicklung von Datenbankanfragen in Abhängigkeit vom Grad der
Parallelisierung beschreibt. Anhand dieses Modells können wir
grundsätzliche Trade-offs der parallelen Anfragebearbeitung untersuchen.
Weiterhin kann das Kostenmodell zur Unterstützung des Optimierers bei der
Anfrageparallelisierung sowie zur Bestimmung einer geeigneten
Datenverteilung genutzt werden. Das Kostenmodell wurde mit Hilfe begleitender
Simulationsversuche zur parallelen Bearbeitung von Anfragen validiert.
in: Tagungsband der GI-Fachtagung 'Datenbanken in Büro, Technik und
Wissenschaft' (BTW'95), Informatik aktuell, Dresden, März 1995, S. 232-251.
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