Systemy baz danych : kompletny podręcznik / Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom. - wyd. 2. Gliwice, cop

Transkrypt

1 Systemy baz danych : kompletny podręcznik / Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom. - wyd. 2. Gliwice, cop Spisy treści Wstęp 25 O autorach Świat systemów baz danych Ewolucja systemów baz danych Wczesne systemy zarządzania bazami danych Relacyjne systemy baz danych Coraz mniejsze systemy Coraz większe systemy Integrowanie informacji Elementy systemu zarządzania bazami danych Polecenia w języku definicji danych Omówienie przetwarzania zapytań Zarządzanie pamięcią i buforem Przetwarzanie transakcji Procesor zapytań Zarys dziedziny systemów baz danych Literatura do rozdziału I: Modelowanie relacyjnych baz danych Relacyjny model danych Przegląd modeli danych Czym jest model danych? WaŜne modele danych Krótki opis modelu relacyjnego Krótki opis modelu semistrukturalnego Inne modele danych Porównanie podejść do modelowania Podstawy modelu relacyjnego Atrybuty Schematy Krotki Dziedziny RównowaŜne reprezentacje relacji Egzemplarze relacji Klucze relacji Przykładowy schemat bazy danych Ćwiczenia do podrozdziału Definiowanie schematu relacji w języku SQL Relacje w SQL-u Typy danych Proste deklaracje tabel Modyfikowanie schematów relacji Wartości domyślne Deklarowanie kluczy Ćwiczenia do podrozdziału Algebraiczny język zapytań Dlaczego potrzebujemy specjalnego języka zapytań? 61

2 Czym jest algebra? Przegląd algebry relacji Operacje specyficzne dla zbiorów wykonywane na relacjach Projekcja Selekcja Iloczyn kartezjański Złączenia naturalne Złączenia warunkowe Łączenie operacji w celu tworzenia zapytań Nadawanie i zmienianie nazw ZaleŜności między operacjami Notacja liniowa wyraŝeń algebraicznych Ćwiczenia do podrozdziału Więzy relacji Algebra relacji jako język więzów Więzy integralności referencyjnej Więzy klucza Inne przykłady dotyczące więzów Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Teoria projektowania relacyjnych baz danych ZaleŜności funkcyjne Definicja zaleŝności funkcyjnej Klucze relacji Nadklucze Ćwiczenia do podrozdziału Reguły dotyczące zaleŝności funkcyjnych Wnioskowanie na temat zaleŝności funkcyjnych Reguła podziału i łączenia Trywialne zaleŝności funkcyjne Obliczanie domknięcia atrybutów Dlaczego algorytm obliczania domknięć działa? Reguła przechodniości Domykanie zbiorów zaleŝności funkcyjnych Projekcje zaleŝności funkcyjnych Ćwiczenia do podrozdziału Projektowanie schematów relacyjnych baz danych Anomalie Dekompozycja relacji Postać normalna Boyce'a-Codda Dekompozycja do BCNF Ćwiczenia do podrozdziału Dekompozycja - dobre, złe i okropne skutki Odzyskiwanie informacji po dekompozycji Test dla złączeń bezstratnych oparty na algorytmie chase Dlaczego algorytm chase działa? Zachowywanie zaleŝności Ćwiczenia do podrozdziału Trzecia postać normalna Definicja trzeciej postaci normalnej Algorytm syntezy do schematów o trzeciej postaci normalnej 117

3 Dlaczego algorytm syntezy do 3NF działa? Ćwiczenia do podrozdziału ZaleŜności wielowartościowe NiezaleŜność atrybutów i wynikająca z tego nadmiarowość Definicja zaleŝności wielowartościowej Wnioskowanie na temat ZW Czwarta postać normalna Dekompozycja do czwartej postaci normalnej Związki między postaciami normalnymi Ćwiczenia do podrozdziału Algorytm wyprowadzania ZW Domknięcie i algorytm chase Rozszerzanie algorytmu chase na ZW Dlaczego algorytm chase działa dla ZW? Projekcje ZW Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Wysoko poziomowe modele baz danych Model związków encji Zbiory encji Atrybuty Związki Diagramy ER Egzemplarze diagramów ER Krotność w związkach binarnych w modelu ER Związki wieloargumentowe Role w związkach Atrybuty związków Przekształcanie związków wieloargumentowych na binarne Podklasy w modelu ER Ćwiczenia do podrozdziału Zasady projektowania Wierność Unikanie nadmiarowości Prostota ma znaczenie Wybór odpowiednich związków Wybór elementów odpowiedniego rodzaju Ćwiczenia do podrozdziału Więzy w modelu ER Klucze w modelu ER Reprezentowanie kluczy w modelu ER Integralność referencyjna Więzy stopni Ćwiczenia do podrozdziału Słabe zbiory encji Przyczyny tworzenia słabych zbiorów encji Wymogi związane ze słabymi zbiorami encji Notacja do opisu słabych zbiorów encji Ćwiczenia do podrozdziału Z diagramów ER na projekty relacyjne Ze zbiorów encji na relacje 162

4 Ze związków ER na relacje Łączenie relacji Przekształcanie słabych zbiorów encji Ćwiczenia do podrozdziału Przekształcanie struktur podklas na relacje Przekształcanie w stylu modelu ER Podejście obiektowe Stosowanie wartości null do łączenia relacji Porównanie podejść Ćwiczenia do podrozdziału Język UML Klasy w języku UML Klucze klas w UML-u Asocjacje Asocjacje zwrotne Klasy asocjacji Podklasy w UML-u Agregacje i kompozycje Ćwiczenia do podrozdziału Z diagramów UML na relacje Podstawy przekształcania diagramów UML na relacje Z podklas w UML-u na relacje Z agregacji i kompozycji na relacje Odpowiednik słabych zbiorów encji w UML-u Ćwiczenia do podrozdziału Język ODL Deklaracje klas Atrybuty w ODL-u Związki w ODL-u Związki zwrotne Krotność związków Typy w ODL-u Podklasy w ODL-u Deklarowanie kluczy w ODL-u Ćwiczenia do podrozdziału Z projektów w ODL-u na projekty relacyjne Z klas w ODL-u na relacje Atrybuty złoŝone w klasach Przedstawianie atrybutów wartości w formie zbioru Reprezentowanie innych konstruktorów typów Przedstawianie związków w ODL-u Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału II: Programowanie relacyjnych baz danych Algebraiczne i logiczne języki zapytań Operacje relacyjne na wielozbiorach Dlaczego wielozbiory? Suma, część wspólna i róŝnica dla wielozbiorów Projekcje wielozbiorów Selekcja na wielozbiorach Iloczyn kartezjański wielozbiorów 207

5 Złączenia wielozbiorów Ćwiczenia do podrozdziału Dodatkowe operatory algebry relacji Eliminowanie powtórzeń Operatory agregacji Grupowanie Operator grupowania Rozszerzanie operatora projekcji Operator sortowania Złączenia zewnętrzne Ćwiczenia do podrozdziału Logika relacji Predykaty i atomy Atomy arytmetyczne Reguły i zapytania w Datalogu Znaczenie reguł Datalogu Predykaty ekstensjonalne i intensjonalne Reguły Datalogu stosowane do wielozbiorów Ćwiczenia do podrozdziału Algebra relacji i Datalog Operacje logiczne Projekcja Selekcja Iloczyn kartezjański Złączenia Symulowanie w Datalogu operacji złoŝonych Porównanie Datalogu i algebry relacji Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału SQL - język baz danych Proste zapytania w SQL-u Projekcje w SQL-u Selekcja w SQL-u Porównywanie łańcuchów znaków Dopasowywanie wzorców w SQL-u Data i czas Wartości NULL i porównania z takimi wartościami Wartość logiczna UNKNOWN Porządkowanie danych wyjściowych Ćwiczenia do podrozdziału Zapytania obejmujące więcej niŝ jedną relację Iloczyn kartezjański i złączenia w SQL-u Jednoznaczne określanie atrybutów Zmienne krotkowe Przetwarzanie zapytań obejmujących wiele relacji Suma, część wspólna i róŝnica zapytań Ćwiczenia do podrozdziału Podzapytania Podzapytania zwracające wartości skalarne Warunki dotyczące relacji Warunki obejmujące krotki 262

6 Podzapytania skorelowane Podzapytania w klauzulach FROM WyraŜenia ze złączeniami w SQL-u Złączenia naturalne Złączenia zewnętrzne Ćwiczenia do podrozdziału Operacje na całych relacjach Eliminowanie powtórzeń Powtórzenia w sumach, częściach wspólnych i róŝnicach Grupowanie i agregacja w SQL-u Operatory agregacji Grupowanie Grupowanie, agregacja i wartości null Klauzule HAVING Ćwiczenia do podrozdziału Modyfikowanie bazy danych Wstawianie Usuwanie Aktualizowanie Ćwiczenia do podrozdziału Transakcje w SQL-u MoŜliwość szeregowania operacji Atomowość Transakcje Transakcje tylko do odczytu Odczyt "brudnych danych" Inne poziomy izolacji Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Więzy i wyzwalacze Klucze zwykłe i klucze obce Deklarowanie więzów klucza obcego Zachowywanie integralności referencyjnej Odroczone sprawdzanie więzów Ćwiczenia do podrozdziału Więzy atrybutów i krotek Więzy NOT NULL Więzy CHECK atrybutów Więzy CHECK krotek Porównanie więzów krotek i atrybutów Ćwiczenia do podrozdziału Modyfikowanie więzów Przypisywanie nazw więzom Modyfikowanie więzów tabel Ćwiczenia do podrozdziału Asercje Tworzenie asercji Stosowanie asercji Ćwiczenia do podrozdziału Wyzwalacze Wyzwalacze w SQL-u 313

7 MoŜliwości w zakresie projektowania wyzwalaczy Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Widoki i indeksy Widoki wirtualne Deklarowanie widoków Zapytania o widoki Zmienianie nazw atrybutów Ćwiczenia do podrozdziału Modyfikowanie widoków Usuwanie widoku Widoki modyfikowalne Wyzwalacze INSTEAD OF dla widoków Ćwiczenia do podrozdziału Indeksy w SQL-u Cel stosowania indeksów Deklarowanie indeksów Ćwiczenia do podrozdziału Wybieranie indeksów Prosty model kosztów Wybrane przydatne indeksy Obliczanie najlepszych indeksów Automatyczne wybieranie tworzonych indeksów Ćwiczenia do podrozdziału Widoki zmaterializowane Przechowywanie widoku zmaterializowanego Okresowa konserwacja widoków zmaterializowanych Modyfikowanie zapytań w celu zastosowania widoków zmaterializowanych Automatyczne tworzenie widoków zmaterializowanych Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału SQL w środowisku serwerowym Architektura trójwarstwowa Warstwa serwerów WWW Warstwa aplikacji Warstwa bazy danych Środowisko SQL-a Środowiska Schematy Katalogi Klienty i serwery w środowisku SQL-a Połączenia Sesje Moduły Interfejs łączący SQL z językiem macierzystym Problem niezgodności impedancji Łączenie SQL-a z językiem macierzystym Sekcja DECLARE 355

8 UŜywanie zmiennych wspólnych Jednowierszowe instrukcje SELECT Kursory Modyfikowanie danych za pomocą kursora Zabezpieczanie się przed jednoczesnymi aktualizacjami Dynamiczny SQL Ćwiczenia do podrozdziału Procedury składowane Tworzenie funkcji i procedur w PSM-ie Wybrane proste formy instrukcji w PSM-ie Instrukcje rozgałęziające Zapytania w PSM-ie Pętle w PSM-ie Pętle FOR Wyjątki w PSM-ie Stosowanie funkcji i procedur PSM-a Ćwiczenia do podrozdziału UŜywanie interfejsu poziomu wywołań Wprowadzenie do SQL/CLI Przetwarzanie instrukcji Pobieranie danych z wyników zapytania Przekazywanie parametrów do zapytań Ćwiczenia do podrozdziału Interfejs JDBC Wprowadzenie do JDBC Tworzenie instrukcji w JDBC Operacje na kursorach w JDBC Przekazywanie parametrów Ćwiczenia do podrozdziału PHP Podstawy PHP Tablice Biblioteka DB z repozytorium PEAR Tworzenie połączenia z bazą danych za pomocą biblioteki DB Wykonywanie instrukcji SQL-a Operacje oparte na kursorze w PHP Dynamiczny SQL w PHP Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Zaawansowane zagadnienia z obszaru relacyjnych baz danych Bezpieczeństwo i uwierzytelnianie uŝytkowników w SQL-u Uprawnienia Tworzenie uprawnień Proces sprawdzania uprawnień Przyznawanie uprawnień Diagramy przyznanych uprawnień Odbieranie uprawnień Ćwiczenia do podrozdziału Rekurencja w SQL-u Definiowanie relacji rekurencyjnych w SQL-u Problematyczne wyraŝenia w rekurencyjnym SQL-u 407

9 Ćwiczenia do podrozdziału Model obiektowo-relacyjny Od relacji do relacji obiektowych Relacje zagnieŝdŝone Referencje Podejście obiektowe a obiektowo-relacyjne Ćwiczenia do podrozdziału Typy definiowane przez uŝytkownika w SQL-u Definiowanie typów w SQL-u Deklaracje metod w typach UDT Definicje metod Deklarowanie relacji za pomocą typów UDT Referencje Tworzenie identyfikatorów obiektów dla tabel Ćwiczenia do podrozdziału Operacje na danych obiektowo-relacyjnych PodąŜanie za referencjami Dostęp do komponentów krotek o typie UDT Generatory i modyfikatory Sortowanie elementów o typie UDT Ćwiczenia do podrozdziału Techniki OLAP OLAP i hurtownie danych Aplikacje OLAP Wielowymiarowe ujęcie danych w aplikacjach OLAP Schemat gwiazdy Podział i wycinki Ćwiczenia do podrozdziału Kostki danych Operator kostki CUBE Operator kostki w SQL-u Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału III: Modelowanie i programowanie danych semistrukturalnych Semistrukturalny model danych Dane semistrukturalne Uzasadnienie powstania modelu danych semistrukturalnych Reprezentowanie danych semistrukturalnych Integrowanie informacji za pomocą danych semistrukturalnych Ćwiczenia do podrozdziału XML Znaczniki semantyczne XML ze schematem i bez niego Poprawny składniowo XML Atrybuty Atrybuty łączące elementy Przestrzenie nazw XML i bazy danych Ćwiczenia do podrozdziału Definicje typów dokumentu Forma definicji DTD 456

10 Korzystanie z definicji DTD Listy atrybutów Identyfikatory i referencje Ćwiczenia do podrozdziału XML Schema Struktura dokumentów XML Schema Elementy Typy złoŝone Atrybuty Typy proste z ograniczeniami Klucze w XML Schema Klucze obce w dokumentach XML Schema Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Języki programowania dla formatu XML XPath Model danych w języku XPath Węzły dokumentu WyraŜenia XPath Względne wyraŝenia XPath Atrybuty w wyraŝeniach XPath Osie Kontekst wyraŝeń Symbole wieloznaczne Warunki w wyraŝeniach XPath Ćwiczenia do podrozdziału Język XQuery Podstawy języka XQuery WyraŜenia FLWR Zastępowanie zmiennych ich wartościami Złączenia w XQuery Operatory porównywania w XQuery Eliminowanie powtórzeń Kwantyfikatory w XQuery Agregacje Rozgałęzianie w wyraŝeniach XQuery Sortowanie wyników zapytania Ćwiczenia do podrozdziału Język XSLT Podstawy języka XSLT Szablony Pobieranie wartości z danych w formacie XML Rekurencyjne stosowanie szablonów Iteracje w XSLT Instrukcje warunkowe w XSLT Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału

11 IV: Implementowanie systemów baz danych Zarządzanie pamięcią drugiego stopnia Hierarchia pamięci Hierarchia pamięci Transfer danych między poziomami Pamięć nietrwała i trwała Pamięć wirtualna Ćwiczenia do podrozdziału Dyski Mechanika dysków Kontroler dysku Cechy operacji dostępu do dysku Ćwiczenia do podrozdziału Przyspieszanie dostępu do pamięci drugiego stopnia Model przetwarzania oparty na wejściu-wyjściu Porządkowanie danych według cylindrów UŜywanie wielu dysków Tworzenie dysków lustrzanych Szeregowanie operacji dyskowych i algorytm windy Wstępne pobieranie i buforowanie na duŝą skalę Ćwiczenia do podrozdziału Problemy z dyskami Nieregularne błędy Sumy kontrolne Pamięć stabilna MoŜliwości obsługi błędów w pamięci stabilnej Przywracanie danych po awarii dysku Tworzenie kopii lustrzanych jako technika zapewniania nadmiarowości Bloki parzystości Usprawnienie - RAID Obsługa awarii kilku dysków Ćwiczenia do podrozdziału Porządkowanie danych na dysku Rekordy o stałej długości Umieszczanie rekordów o stałej długości w blokach Ćwiczenia do podrozdziału Przedstawianie adresów bloków i rekordów Adresy w systemach klient-serwer Adresy logiczne i ustrukturyzowane Przemiana wskaźników Zapisywanie bloków z powrotem na dysku Rekordy i bloki przyklejone Ćwiczenia do podrozdziału Dane i rekordy o zmiennej długości Rekordy o polach o zmiennej długości Rekordy z powtarzającymi się polami Rekordy o zmiennym formacie Rekordy, które nie mieszczą się w bloku Obiekty BLOB Zapisywanie kolumn Ćwiczenia do podrozdziału Modyfikowanie rekordów 552

12 Wstawianie Usuwanie Aktualizacje Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Struktury indeksów Podstawy struktur indeksów Pliki sekwencyjne Indeksy gęste Indeksy rzadkie Wiele poziomów indeksu Indeksy pomocnicze Zastosowania indeksów pomocniczych Poziom pośredni w indeksach pomocniczych Pobieranie dokumentów i indeksy odwrócone Ćwiczenia do podrozdziału Drzewa zbalansowane Struktura drzew zbalansowanych Zastosowania drzew zbalansowanych Wyszukiwanie w drzewach zbalansowanych Zapytania zakresowe Wstawianie elementów do drzew zbalansowanych Usuwanie elementów z drzew zbalansowanych Wydajność drzew zbalansowanych Ćwiczenia do podrozdziału Tablice z haszowaniem Tablice z haszowaniem w pamięci drugiego stopnia Wstawianie elementów do tablicy z haszowaniem Usuwanie elementów z tablicy z haszowaniem Wydajność indeksów opartych na tablicy z haszowaniem Tablice z haszowaniem rozszerzalnym Wstawianie do tablic z haszowaniem rozszerzalnym Tablice z haszowaniem liniowym Wstawianie do tablic z haszowaniem liniowym Ćwiczenia do podrozdziału Indeksy wielowymiarowe Zastosowania indeksów wielowymiarowych Wykonywanie zapytań zakresowych za pomocą tradycyjnych indeksów Wykonywanie zapytań o najbliŝszego sąsiada z wykorzystaniem tradycyjnych indeksów Przegląd struktur wielowymiarowych indeksów Struktury haszujące na wielowymiarowe dane Pliki siatki Wyszukiwanie w pliku siatki Wstawianie danych do plików siatki Wydajność plików siatki Podzielone funkcje haszujące Porównanie plików siatki i haszowania podzielonego Ćwiczenia do podrozdziału Struktury drzewiaste dla danych wielowymiarowych 606

13 Indeksy na wielu kluczach Wydajność indeksów na wielu kluczach Drzewa kd Operacje na drzewach kd Przystosowywanie drzew kd do pamięci drugiego stopnia Drzewa czwórkowe R-drzewa Operacje na r-drzewach Ćwiczenia do podrozdziału Indeksy bitmapowe Uzasadnienie stosowania indeksów bitmapowych Bitmapy skompresowane Operacje na wektorach bitowych w postaci kodów długości serii Zarządzanie indeksami bitmapowymi Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Wykonywanie zapytań Wprowadzenie do operatorów z fizycznego planu zapytania Skanowanie tabel Sortowanie w trakcie skanowania tabel Model obliczeń dla operatorów fizycznych Parametry do pomiaru kosztów Koszty operacji wejścia-wyjścia dla operatorów skanowania Iteratory do implementowania operatorów fizycznych Algorytmy jednoprzebiegowe Algorytmy jednoprzebiegowe dla operacji krotkowych Algorytmy jednoprzebiegowe dla jednoargumentowych operacji na całych relacjach Algorytmy jednoprzebiegowe dla operacji dwuargumentowych Ćwiczenia do podrozdziału Złączenia zagnieŝdŝone Krotkowe złączenia zagnieŝdŝone Iterator dla krotkowych złączeń zagnieŝdŝonych Algorytm złączenia zagnieŝdŝonego opartego na blokach Analiza złączeń zagnieŝdŝonych Przegląd opisanych wcześniej algorytmów Ćwiczenia do podrozdziału Algorytmy dwuprzebiegowe oparte na sortowaniu Dwuetapowe wielościeŝkowe sortowanie przez scalanie Eliminowanie powtórzeń za pomocą sortowania Grupowanie i agregacja z wykorzystaniem sortowania Algorytm obliczania sumy oparty na sortowaniu Obliczanie za pomocą sortowania części wspólnej i róŝnicy Prosty algorytm złączenia oparty na sortowaniu Analiza prostego złączenia przez sortowanie Wydajniejsze złączenie przez sortowanie Omówienie algorytmów opartych na sortowaniu Ćwiczenia do podrozdziału Dwuprzebiegowe algorytmy oparte na haszowaniu Podział relacji przez haszowanie Algorytm usuwania powtórzeń oparty na haszowaniu 654

14 Grupowanie i agregacja oparte na haszowaniu Suma, część wspólna i róŝnica oparte na haszowaniu Algorytm złączenia przez haszowanie Zmniejszanie liczby dyskowych operacji wejścia-wyjścia Przegląd algorytmów opartych na haszowaniu Ćwiczenia do podrozdziału Algorytmy oparte na indeksach Indeksy klastrujące i nieklastrujące Selekcja oparta na indeksie Złączenie za pomocą indeksu Złączenia z wykorzystaniem posortowanego indeksu Ćwiczenia do podrozdziału Zarządzanie buforem Architektura menedŝera buforów Strategie zarządzania buforami Związki między fizycznym operatorem selekcji a zarządzaniem buforami Ćwiczenia do podrozdziału Algorytmy o więcej niŝ dwóch przebiegach Wieloprzebiegowe algorytmy oparte na sortowaniu Wydajność wieloprzebiegowych algorytmów opartych na sortowaniu Wieloprzebiegowe algorytmy oparte na haszowaniu Wydajność wieloprzebiegowych algorytmów opartych na haszowaniu Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Kompilator zapytań Parsowanie i przetwarzanie wstępne Analiza składni i drzewa wyprowadzenia Gramatyka prostego podzbioru SQL-a Preprocesor Przetwarzanie wstępne zapytań obejmujących widoki Ćwiczenia do podrozdziału Prawa algebraiczne pomocne przy ulepszaniu planów zapytań Prawa przechodniości i łączności Prawa obejmujące selekcję Przenoszenie selekcji Prawa obejmujące projekcję Prawa dotyczące złączeń i iloczynów Prawa obejmujące eliminowanie powtórzeń Prawa dotyczące grupowania i agregacji Ćwiczenia do podrozdziału Od drzewa wyprowadzenia do logicznych planów zapytań Przekształcanie na algebrę relacji Eliminowanie podzapytań z warunków Usprawnianie logicznego planu zapytania Grupowanie operatorów łącznych i przechodnich Ćwiczenia do podrozdziału Szacowanie kosztów operacji Szacowanie wielkości relacji pośrednich Szacowanie rozmiaru po projekcji Szacowanie rozmiaru relacji po selekcji 708

15 Szacowanie rozmiaru wyniku złączenia Złączenia naturalne oparte na wielu atrybutach Złączenia wielu relacji Szacowanie rozmiaru wyników innych operacji Ćwiczenia do podrozdziału Wprowadzenie do wyboru planu na podstawie kosztów Szacowanie parametrów związanych z rozmiarem Obliczanie statystyk Heurystyki zmniejszania kosztów logicznych planów zapytań Sposoby wyliczania planów fizycznych Ćwiczenia do podrozdziału Określanie kolejności złączeń Znaczenie lewego i prawego argumentu złączenia Drzewa złączeń Lewostronnie zagłębione drzewa złączeń Programowanie dynamiczne przy określaniu kolejności złączeń i grupowaniu Programowanie dynamiczne i bardziej szczegółowe funkcje obliczania kosztów Algorytm zachłanny wyboru kolejności złączenia Ćwiczenia do podrozdziału Uzupełnianie fizycznego planu zapytania Wybór metody selekcji Wybieranie metody złączenia Przekazywanie potokowe a materializacja Przekazywanie potokowe w operacjach jednoargumentowych Przekazywanie potokowe w operacjach dwuargumentowych Notacja dla fizycznych planów zapytań Porządkowanie operacji fizycznych Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Radzenie sobie z awariami systemu Problemy i modele z obszaru odpornych operacji Rodzaje awarii Więcej o transakcjach Prawidłowe wykonywanie transakcji Operacje podstawowe w transakcjach Ćwiczenia do podrozdziału Rejestrowanie z moŝliwością wycofywania Rekordy dziennika Reguły rejestrowania z moŝliwością wycofywania Przywracanie stanu z wykorzystaniem rejestrowania z moŝliwością wycofywania Tworzenie punktów kontrolnych Nieblokujące punkty kontrolne Ćwiczenia do podrozdziału Rejestrowanie z moŝliwością powtarzania Reguła rejestrowania z moŝliwością powtarzania Przywracanie stanu przy stosowaniu rejestrowania z moŝliwością powtarzania Tworzenie punktów kontrolnych w dzienniku z moŝliwością

16 powtarzania Przywracanie stanu za pomocą dziennika z moŝliwością powtarzania z punktami kontrolnymi Ćwiczenia do podrozdziału Rejestrowanie z moŝliwością wycofywania i powtarzania Reguły wycofywania i powtarzania Przywracanie stanu przy rejestrowaniu z moŝliwością wycofywania i powtarzania Tworzenie punktów kontrolnych w dziennikach z moŝliwością wycofywania i powtarzania Ćwiczenia do podrozdziału Zabezpieczanie się przed uszkodzeniem nośnika Archiwum Archiwizowanie nieblokujące Przywracanie stanu za pomocą archiwum i dziennika Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Sterowanie współbieŝnością Harmonogramy szeregowe i szeregowalne Harmonogramy Harmonogramy szeregowe Harmonogramy szeregowalne Skutki semantyki działania transakcji Notacja do opisu transakcji i harmonogramów Ćwiczenia do podrozdziału Szeregowalność konfliktowa Konflikty Grafy poprzedzania i sprawdzanie szeregowalności konfliktowej Dlaczego test z wykorzystaniem grafu poprzedzania działa? Ćwiczenia do podrozdziału Wymuszanie szeregowalności za pomocą blokad Blokady Program szeregujący z funkcją blokowania Blokowanie dwufazowe Dlaczego blokowanie dwufazowe działa? Ćwiczenia do podrozdziału Systemy blokowania z kilkoma rodzajami blokad Blokady dzielone i na wyłączność Macierze zgodności "Rozwijanie" blokad Blokady z aktualizacją Blokady inkrementacji Ćwiczenia do podrozdziału Architektura programu szeregującego z funkcją blokowania Program szeregujący wstawiający operacje związane z blokadami Tablica blokad Ćwiczenia do podrozdziału Hierarchie elementów bazy danych Blokady o róŝnej szczegółowości Blokady ostrzegawcze Fantomy i poprawna obsługa wstawiania 820

17 Ćwiczenia do podrozdziału Protokół drzewa Uzasadnienie blokowania opartego na drzewach Reguły dostępu do danych w strukturach drzewiastych Dlaczego protokół drzewa działa? Ćwiczenia do podrozdziału Sterowanie współbieŝnością za pomocą znaczników czasu Znaczniki czasu Fizycznie niewykonalne działania Problemy z "brudnymi" danymi Reguły szeregowania na podstawie znaczników czasu Wielowersyjne znaczniki czasu Znaczniki czasu a blokowanie Ćwiczenia do podrozdziału Sterowanie współbieŝnością przez sprawdzanie poprawności Architektura programu szeregującego opartego na sprawdzaniu poprawności Reguły sprawdzania poprawności Porównanie trzech mechanizmów sterowania współbieŝnością Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Więcej o zarządzaniu transakcjami Szeregowalność a moŝliwość przywracania stanu Problem "brudnych" danych Kaskadowe ponawianie Harmonogramy odtwarzalne Harmonogramy zapobiegające kaskadowemu ponawianiu Zarządzanie ponawianiem przy uŝyciu blokad Zatwierdzanie grupowe Rejestrowanie logiczne Przywracanie stanu na podstawie dzienników logicznych Ćwiczenia do podrozdziału Zakleszczenie Wykrywanie zakleszczenia za pomocą limitów czasu Graf oczekiwania Zapobieganie zakleszczeniu przez porządkowanie elementów Wykrywanie zakleszczeń za pomocą znaczników czasu Porównanie metod zarządzania zakleszczeniem Ćwiczenia do podrozdziału Długie transakcje Problemy z długimi transakcjami Sagi Transakcje kompensujące Dlaczego transakcje kompensujące działają? Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Równoległe i rozproszone bazy danych Równoległe algorytmy działające na relacjach Modele równoległości 870

18 Równoległe wykonywanie operacji działających krotka po krotce Algorytmy równoległe dla operacji działających na całych relacjach Wydajność algorytmów równoległych Ćwiczenia do podrozdziału System map-reduce do obsługi równoległości Model pamięci Funkcja odwzorowująca Funkcja redukująca Ćwiczenia do podrozdziału Rozproszone bazy danych Podział danych Transakcje rozproszone Replikacja danych Ćwiczenia do podrozdziału Przetwarzanie zapytań rozproszonych Problem złączenia w środowisku rozproszonym Redukcje za pomocą złączeń częściowych Złączenia wielu relacji Hipergrafy acykliczne Ciągi kompletnej redukcji dla hipergrafów acyklicznych Dlaczego algorytm pełnej redukcji działa? Ćwiczenia do podrozdziału Zatwierdzanie w środowisku rozproszonym Zapewnianie atomowości w środowisku rozproszonym Dwufazowe zatwierdzanie Przywracanie stanu przy transakcjach rozproszonych Ćwiczenia do podrozdziału Blokowanie w środowisku rozproszonym Scentralizowane systemy blokad Model kosztów dla algorytmów blokowania rozproszonego Blokowanie zreplikowanych elementów Blokowanie kopii podstawowej Blokady globalne oparte na blokadach lokalnych Ćwiczenia do podrozdziału Wyszukiwanie rozproszone w systemach P2P Sieci P2P Problem z haszowaniem rozproszonym Scentralizowane rozwiązania z obszaru haszowania rozproszonego Okrąg z cięciwami Odnośniki w okręgach z cięciwami Wyszukiwanie z wykorzystaniem tablicy podręcznej Dodawanie nowych węzłów Opuszczanie sieci przez węzły Awaria węzła Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału V: Inne zagadnienia z obszaru zarządzania duŝymi zbiorami danych Integrowanie informacji Wprowadzenie do integrowania informacji Po co stosować integrowanie informacji? Problem heterogeniczności 915

19 21.2. Tryby integrowania informacji Federacyjne systemy baz danych Hurtownie danych Mediator Ćwiczenia do podrozdziału Nakładki w systemach opartych na mediatorze Szablony wzorców zapytań Generatory nakładek Filtry Inne operacje nakładki Ćwiczenia do podrozdziału Optymalizacja oparta na moŝliwościach Problem ograniczonych moŝliwości źródeł Notacja do opisywania moŝliwości źródeł Wybór planu zapytania na podstawie moŝliwości Dołączanie optymalizacji na podstawie kosztów Ćwiczenia do podrozdziału Optymalizowanie zapytań mediatora Uproszczona notacja dla ozdobników Uzyskiwanie wyników podzadań Algorytm łańcuchowy Sumowanie widoków w mediatorze Ćwiczenia do podrozdziału Mediator lokalny w formie widoku Uzasadnienie stosowania mediatorów LAV Terminologia dotycząca mediatorów LAV Rozszerzanie rozwiązań Zawieranie się zapytań koniunkcyjnych Dlaczego test na istnienie odwzorowania zawierającego działa? Wyszukiwanie rozwiązań dla zapytań mediatora Dlaczego twierdzenie LMSS jest prawdziwe? Ćwiczenia do podrozdziału Określanie encji Określanie, czy rekordy reprezentują tę samą encję Scalanie podobnych rekordów Przydatne cechy funkcji określania podobieństwa i scalania Algorytm R-Swoosh dla rekordów ICAR Dlaczego algorytm R-Swoosh działa? Inne sposoby określania encji Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału DrąŜenie danych Wyszukiwanie często występujących zbiorów elementów Model koszyka zakupów Podstawowe definicje Reguły asocjacji Model obliczeń dla często występujących zbiorów elementów Ćwiczenia do podrozdziału Algorytmy do wyszukiwania często występujących zbiorów elementów Rozkład często występujących zbiorów elementów 967

20 Naiwny algorytm wyszukiwania częstych zbiorów elementów Algorytm a-priori Implementacja algorytmu a-priori Lepsze wykorzystanie pamięci głównej Kiedy warto stosować algorytm PCY? Algorytm wieloetapowy Ćwiczenia do podrozdziału Wyszukiwanie podobnych elementów Miara podobieństwa Jaccarda Zastosowania podobieństwa Jaccarda Minhashing Minhashing i odległość Jaccarda Dlaczego minhashing działa? Implementowanie minhashingu Ćwiczenia do podrozdziału LSH Określanie encji i przykład zastosowania LSH Zastosowanie LSH do sygnatur Łączenie minhashingu i LSH Ćwiczenia do podrozdziału Grupowanie duŝych zbiorów danych Zastosowania grupowania Miary odległości Grupowanie aglomeracyjne Algorytmy oparte na k-średnich Algorytm k-średnich dla duŝych zbiorów danych Przetwarzanie porcji punktów z pamięci Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Systemy baz danych i internet Architektura wyszukiwarek Komponenty wyszukiwarek Roboty internetowe Przetwarzanie zapytań w wyszukiwarkach Tworzenie rankingu stron Określanie waŝnych stron za pomocą wskaźnika PageRank Intuicyjne podstawy algorytmu PageRank Rekurencyjne ujęcie wskaźnika PageRank - pierwsze podejście Pułapki i ślepe uliczki Wskaźnik PageRank z uwzględnieniem pułapek i ślepych uliczek Ćwiczenia do podrozdziału Wskaźnik PageRank specyficzny dla tematu Zbiór teleportacji Obliczanie wskaźnika PageRank specyficznego dla tematu Spam odnośnikami Wskaźnik PageRank specyficzny dla tematu i spam odnośnikami Ćwiczenia do podrozdziału Strumienie danych Systemy zarządzania strumieniami danych Zastosowania strumieni Model danych oparty na strumieniach 1021

21 Przekształcanie strumieni na relacje Przekształcanie relacji na strumienie Ćwiczenia do podrozdziału DrąŜenie danych w strumieniach Uzasadnienie Określanie liczby bitów Określanie liczby róŝnych elementów Ćwiczenia do podrozdziału Podsumowanie rozdziału Literatura do rozdziału Skorowidz 1037 oprac. BPK