Leichtgewichtige Kompressionsverfahren zur Optimierung komplexer Datenbankanfragen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Lehner
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255187874

Große Datenmengen, die mit Hilfe von Datenbanksystemen verwaltet werden, liegen üblicherweise auf dem Externspeichermedium in komprimierter Form vor, um sowohl Plattenkapazität zu sparen als auch IO-Kosten beim Laden in den Hauptspeicher zu reduzieren. Alle während der Anfrageverarbeitung anfallenden Daten, respektive die Zwischenergebnisse, werden üblicherweise unkomprimiert im Hauptspeicher gehalten und dort verarbeitet. Damit wird in der Speicherhierarchie die Stufe vom Hauptspeicher zum Prozessorcache besonderes bei Mehrkernarchitekturen aber zum Flaschenhals. In diesem Forschungsprojekt adressieren wir daher die Untersuchung von leichtgewichtigen Kompressionsverfahren, um ein ausgewogenes Verhältnis von reduziertem Datenvolumen und Berechnungsmehraufwand durch die Kompression zu erzielen. Die Hauptidee ist, die temporär erzeugten Zwischenergebnisse in einem Anfrageplan einer leichtgewichtigen Kompression zu unterziehen, so dass nicht nur die effektive Speicherbandbreite erhöht wird, sondern möglichst auch einzelne Datenbankoperatoren auf den komprimierten Datenbeständen arbeiten können. Dazu werden sowohl Techniken für eine Intra- als auch eine Interoperatorkompression entwickelt und in die Anfrageverarbeitung integriert. Des Weiteren soll die Kompression der Zwischenergebnisse über ein erweitertes Kostenmodell integraler Bestandteil der Anfrageoptimierung werden. Wir sehen den ausgewogenen Einsatz leichtgewichtiger Kompressionstechniken als eine richtungsweisende Technik an, um Speicherengpässe insbesondere bei zukünftigen Mehrkern-Architekturen zu reduzieren und damit einen skalierbaren Einsatz für Datenbankanwendungen zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen