Klaus Küspert

A lock technique for disjoint and non-disjoint complex objects

Using database systems in the field of non-standard applications like engineering, robotics, etc. leads to many new requirements. Some of the major ones are support of (disjoint and non-disjoint) complex objects and of long transactions. These requirements disclose severe drawbacks of traditional concurrency control techniques: Transactions are either serialized unnecessarily or the concurrency control overhead grows drastically. Furthermore, traditional lock protocols cannot be applied in a straightforward way to non-disjoint complex objects.

Duplicate detection and deletion in the extended NF 2 data model

A current research topic in the area of relational databases is the design of systems based on the Non First Normal Form (NF2) data model. One particular development, the so-called extended NF2 data model, even permits structured values like lists and tuples to be included as attributes in relations. It is thus well suited to represent complex objects for non-standard database applications. A DBMS which uses this model, called the Advanced Information Management Prototype, is currently being implemented at the IBM Heidelberg Scientific Center. In this paper we examine the problem of detecting and deleting duplicates within this data model. Several alternative approaches are evaluated and a new method, based on sorting complex objects, is proposed, which is both time- and space-efficient.

Uberlegungen zur Datenbank-Kooperation zwischen Server und Workstations

Viele Rechneranwendungen erfordern heute den Einsatz von Arbeitsplatzrechnern (Workstations) in Verbindung mit einem zentralen Universalrechner, der einen Datenbank-Service zur Verfugung stellt. Von besonderer Bedeutung ist dabei die effiziente Kooperation zwischen Datenbank-Server und Workstations. In dieser Arbeit erlautern und begrunden wir das Server-Workstation-Konzept und gehen auf bestehende Ansatze der Kooperation ein. Anhand der Architektur von Non-Standard-Datenbanksystemen klassifizieren wir dann die verschiedenen Moglichkeiten der Kooperation und ordnen sie im Hinblick auf ihre Qualitat ein.

Managing Complex Objects in R2D2

R2D2 — A Relational Robotics Database System with Extensible Data Types — is a joint project of the IBM Heidelberg Scientific Center and the University of Karlsruhe, Computer Science Department. It aims at the design and implementation of a data management system to support engineering (esp. robotics) applications. The management of complex objects in R2D2 is supported by the underlying database system AIM-P. In this paper we describe the AIM-P system in some detail, its data model and database language, and we emphasize the aspects of extensibility by user defined data types and functions.

The recovery manager of the advanced information management prototype

Abstract The physical integrity of a database can be violated by many different kinds of software and hardware failures. Well-known examples for these kinds of failures are application program interrupts (e.g. due to a division by 0), system crashes (e.g. due to a power failure), and disk crashes (e.g. due to some kind of mechanical concussion). To restore the database to a consistent state in these and other situations, appropriate database logging and recovery mechanisms must be provided and must be integrated into the Database Management System (DBMS). This paper presents the logging and recovery strategies of the Advanced Information Management Prototype (AIM-P), a DBMS prototype which has been designed and implemented in a research project at the IBM Heidelberg Scientific Center. AIM-P transaction management is heavily based on the use of so-called ‘Transaction-Oriented Work Spaces’ (short TWSs). Each TWS can be seen as a private database partition (segment) where a running transaction can store its modified data before the end of the transaction. The TWS can be used, as we will show, for efficient transaction undo and redo processing in case of a failure. In the present paper, the TWS concept is introduced, its effects on AIM-P transaction management are explained, and its usage for database recovery is outlined.

Sperren disjunkter, nicht-rekursiver komplexer Objekte mittels objekt- und anfragespezifischer Sperrgraphen

Die Benutzung von Datenbanksystemen im Bereich der sogenannten Nicht-Standard-Anwendungen wie etwa CAD/CAM, Robotik und Kunstliche Intel1igenz fuhrt zu zahlreichen neuen Anforderungen. Dazu zahlen vor allem die Verwaltung komplexer Objekte und die Unterstutzung von Workstation-Server-Umgebungen mit den dort vorherrschenden langen Transaktionen. Traditionelle Synchronisationsverfahren fur den Mehrbenutzerbetrieb weisen im Hinblick auf diese Anforderungen gravierende Nachteile auf: Entweder werden Transaktionen, die eigentlich parallel ablaufen konnten, unnotigerweise serialisiert, oder aber der systeminterne Aufwand fur die Mehrbenutzerkontrolle steigt drastisch an, was sich auf das gesamte Systemverhalten einer Anwendung stark leistungsmindernd auswirken kann.

Eine APL2-Programmschnittstelle für ein Datenbanksystem mit erweiterten NF2-Relationen

Heutige Datenbanksysteme weisen Schnittstellen sowohl fur den Ad-hoc-Zugriff vom Bildschirm als auch fur den Zugriff aus Anwendungsprogrammen auf. Programmiersprachen groser Machtigkeit, wie etwa APL2, bieten fur den Anwendungsprogrammzugriff gewichtige Vorteile, da Datenmodell und Operatoren der Programmiersprache und des Datenbanksystems nicht allzuweit voneinander entfernt liegen. In dem Beitrag wird auf die Konzepte und Realisierung einer APL2-Programmschnittstelle fur ein NF2-Datenbanksystem eingegangen. Sowohl APL2 als auch das Datenbanksystem sind in der Verarbeitung mengenorientiert und unterstutzen komplexe, geschachtelte Objektstrukturen. Im folgenden wird aufgezeigt, wie eine Schema- und Datenabbildung zwischen APL2 und dem erweiterten NF2-Datenmodell (eNF2) erfolgen kann, wie mit komplexen eNF2-Datenbankobjekten in der Programmiersprache umgegangen wird und wie sich ein effizienter APL2-Zugriff auf die Datenbank in einer Workstation-Server-Umgebung realisieren last.

Workstation-Server-Datenbanksysteme für Ingenieuranwendungen: Anforderungen, Probleme, Lösungsmöglichkeiten

Datenbanksysteme spielen schon seit Jahren in den verschiedensten Anwendungsbereichen — vor allem betriebswirtschaftlicher Art — eine entscheidende Rolle. In letzter Zeit ist daruber hinaus ein deutlicher Trend dahingehend zu erkennen, Datenbanksysteme verstarkt auch in technischen Anwendungsgebieten, etwa im Konstruktionsbereich (CAD) einzusetzen. Dort werden typischerweise dezentrale Arbeitsplatzrechner (Workstations) benutzt, von denen aus zur Datenverwaltung bei Bedarf ein Zugriff zum Zentralrechner (Server) und zur dort befindlichen Datenbank erfolgt. Die heute ublichen und als Produkt erhaltlichen Datenbanksysteme sind fur solche Ingenieuranwendungen in Workstation-Server-Umgebungen kaum geeignet, da sie u.a. keine hinreichende Entkopplung zwischen Workstation und Server (Workstation-Autonomie) aufweisen, keine geeigneten Mechanismen fur die Check-Out- und Check-In- Verarbeitung bieten, Versionskonzepte nur unzureichend unterstutzen etc. Im vorliegenden Papier werden die Anforderungen an Workstation-Server-Datenbanksysteme zusammengestellt und diskutiert, und es wird auf die Probleme in diesem Umfeld hingewiesen. Entsprechende Losungsmoglichkeiten werden herausgearbeitet, wobei grostenteils auf Konzepte des Advanced Information Management Prototype (AIM-P) zuruckgegriffen werden kann.

Quantitative Bewertung fehlertoleranter B*-Baum-Implementierungen in Datenbanksystemen durch Simulationsreihen

An absorber for increasing the concentration of oxygen in a solution has a pressure chamber therein which receives oxygen under pressure as well as a liquid to be oxygenated within an upper portion thereof. A shaft on which a turbine blade agitator is mounted is located in the upper portion of the chamber. The shaft is driven rotationally by a motor through a rotary seal in the pressure chamber cover. A baffle plate is mounted within the pressure chamber to define a lower portion therebeneath, which is in communication with the upper portion, but isolated from the agitation in the upper portion. The oxygen-liquid solution which drains into the lower portion is subsaturated and relatively quiescent, so that large oxygen bubbles therein disengage and rise into the upper portion, and entrained small bubbles therein dissolve in the subsaturated oxygen-liquid solution. Consequently, substantially all of the oxygen contained in the oxygen-liquid mixture is in solution when the oxygen-liquid solution is removed from the lower chamber.