1 / 35

Institut für Kartographie und Geoinformation

Institut für Kartographie und Geoinformation. Inhalt Einführung Bearbeitung raumbezogener Anfragen Ausblick. Seminar Geoinformation  Themenblock: „Implementierung raumbezogener Anfragen“ Beitragsthema: „ Verschachtelte Anfragen“ Wintersemester 2001/2002. Betreuer: Dr. Gerhard Gröger

armand-hudson
Télécharger la présentation

Institut für Kartographie und Geoinformation

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Institut für Kartographie und Geoinformation Inhalt Einführung Bearbeitung raumbezogener Anfragen Ausblick Seminar Geoinformation  Themenblock:„Implementierung raumbezogener Anfragen“ Beitragsthema: „Verschachtelte Anfragen“ Wintersemester 2001/2002 Betreuer: Dr. Gerhard Gröger Referent: Stefan Rattmann Seminar Geoinformation

  2. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse Seminar Geoinformation

  3. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Seminar Geoinformation

  4. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Evaluation Seminar Geoinformation

  5. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Evaluation Benutzer-anfrage Seminar Geoinformation

  6. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung Benutzeranfrage „Suche zu jedem US-Bundesstaat die zugehörigen counties!“ formuliert in SQL: select s.sname, c.cname from states s, counties c where s.id = c.state Seminar Geoinformation

  7. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Evaluation Type checker Parser Benutzer-anfrage Seminar Geoinformation

  8. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung Parser (Analysator) Übersetzung der Anfrage in einen algebraischen Ausdruck type checker (Kontrollprozedur) Kontrolle von Existenz und Konsistenz der in der Anfrage benutzten Bestandteile (z.B.: Attributnamen, Attributtypen, Operatoren…) Seminar Geoinformation

  9. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Evaluation Type checker Parser Benutzer-anfrage Algebraischer Baum Seminar Geoinformation

  10. Query Execution Plan (QEP) p states counties Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung algebraischer Baum aus logischen Operatoren symbolische Darstellung: Seminar Geoinformation

  11. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Evaluation Type checker Parser Optimizer Benutzer-anfrage Algebraischer Baum Seminar Geoinformation

  12. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung Optimizer (Optimierer) Effizientere Bearbeitung der Anfrage durch Optimierung der Auswertestrategie Seminar Geoinformation

  13. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Evaluation Type checker Parser Optimizer Benutzer-anfrage Algebraischer Baum QEP Seminar Geoinformation

  14. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung Query Execution Plan (Anfrage-Ausführungsmodell) Entwurf des QEP beruhend auf einem Auswahlsatz physikalischer Operatoren und Indizes Symbolische Darstellung: project merge sort sort scan (states) scan (counties) Seminar Geoinformation

  15. Query Execution Plan (QEP) Inhalt Einführung  Query Execution Plan Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick Schritte einer Anfragebearbeitung syntaktische Analyse semantische Analyse Evaluation Type checker Query prozessor Parser Optimizer Benutzer-anfrage Algebraischer Baum QEP Seminar Geoinformation

  16. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick Seminar Geoinformation

  17. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 1. Notwendigkeit eines Verfeinerungsschrittes aufgrund der mbr-Approximation* * mbr = minimum bounding rectangle Seminar Geoinformation

  18. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 1. Notwendigkeit eines Verfeinerungsschrittes aufgrund der mbr-Approximation Erläuterung am Beispiel (Danke Andreas!) „Überlappen sich (grünes) Naturschutzgebiet und (rotes) Stadtgebiet (1)?“ Naturschutzgebiet mbrStadtgebiet mbrNaturschutzgebiet Stadtgebiet Seminar Geoinformation

  19. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 1. Notwendigkeit eines Verfeinerungsschrittes aufgrund der mbr-Approximation Erläuterung am Beispiel „Überlappen sich (grünes) Naturschutzgebiet und (rotes) Stadtgebiet (1)?“ Naturschutzgebiet • keine Überlappung möglich ! Stadtgebiet Seminar Geoinformation

  20. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 1. Notwendigkeit eines Verfeinerungsschrittes aufgrund der mbr-Approximation Erläuterung am Beispiel „Überlappen sich (grünes) Naturschutzgebiet und (rotes) Stadtgebiet (2)?“ Naturschutzgebiet Stadtgebiet Seminar Geoinformation

  21. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 1. Notwendigkeit eines Verfeinerungsschrittes aufgrund der mbr-Approximation Erläuterung am Beispiel „Überlappen sich (grünes) Naturschutzgebiet und (rotes) Stadtgebiet (2)?“ Naturschutzgebiet Stadtgebiet • Überlappung möglich ! Seminar Geoinformation

  22. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 1. Notwendigkeit eines Verfeinerungsschrittes aufgrund der mbr-Approximation Zugriff auf die komplexe geometrische Beschreibung der Objekte erforderlich 2. (hohe) Kosten raumbezogener Operatoren Seminar Geoinformation

  23. Probleme bei der Bearbeitung Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 1. Notwendigkeit eines Verfeinerungsschrittes aufgrund der mbr-Approximation Zugriff auf die komplexe geometrische Beschreibung der Objekte erforderlich 2. (hohe) Kosten raumbezogener Operatoren Während der Zeitaufwand für die Auswertung von Anfragen bei relationalen DBMS durch die Anzahl der Ein- und Ausgaben abgeschätzt werden kann, muss man bei der Abschätzung im raumbezogenen Fall die CPU- Rechenzeit ebenfalls mitberücksichtigen. Seminar Geoinformation

  24. multiway joins Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick multiway join = Abfolge paarweiser joins (verschachtelte Anfragen) R1 R2 ... Rn zur besseren Anschauung: - Beschränkung der Diskussion auf Zweiwege-joins R1 R2 R3 Vorstellung des begleitenden Beispiels „Suche alle Straßen, die Wald durchqueren, der wiederum von Flüssen durchzogen ist!“ Gewünschte Ausgabe: - Straßen - durchquerte Wälder - „umwaldete“ Flüsse Seminar Geoinformation

  25. multiway joins I1 I3 I2 Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick Vorstellung der Verfahren (1) pipelined strategy Idee: - Fließband - symbolische Darstellung INL STT Ablauf: • Eingaben: R-Bäume I1 und I2 • Filterschritt von R1 R2 (STT-join) • Eingaben: Ergebnis des ersten Filterschrittes und I3 • Filterschritt von R2 R3 (INL-join) • Ergebnis: Satz von Tripeln (ID1, ID2, ID3) mit den Identifiern für den Verfeinerungsschritt Seminar Geoinformation

  26. multiway joins Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick pipelined strategy Bewertung: Vorteile: • einfache Konstruktion • kurze Antwortzeiten • flexibel in Bezug auf den Einbau des bislang nicht betrachteten Verfeinerungsschrittes Nachteile: • Mehrfaches Laden des R-Baums I3 Seminar Geoinformation

  27. multiway joins I1 I3 I2 Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick Vorstellung der Verfahren (2) build-and-match strategy Idee: Vermeiden des wiederholten Ladens von Teilen des R-Baums I3 durchVorverarbeitung des Ergebnisse des ersten Filterschritts STT (vgl. vorherige Strategie) zu einem Index (R-Baum), so dass eine Zugriffsstruktur entsteht, die effizient mit dem R-Baum I3 zusammen verarbeitet werden kann STT Build STT Seminar Geoinformation

  28. multiway joins Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick build-and-match strategy Nachteile: - Filterschritt von R1 R2 (STT-join) muss vor der Erstellung des R-Baumes abgeschlossen sein Vorteile: • trotz des Zeitaufwandes für den Bau der Zugriffsstruktur ist der nachgeschaltete Filterschritt R1 R2 (STT) so effizient, dass die Gesamt-Performance besser ausfällt als vorher Seminar Geoinformation

  29. multiway joins I1 I3 I2 Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick Vorstellung der Verfahren (3) 3-way-STT Idee: Verallgemeinerung der STT-Methode durch gleichzeitige Einbeziehung dreier (oder allgemeiner: von n) R-Bäume STT Seminar Geoinformation

  30. multiway joins Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 3-way-STT Beispiel: N1 i5 N3 i1 k4 k5 i4 k2 k3 i2 k6 j1 k7 k1 j4 i3 j3 j5 j2 j6 N2 3 Knoten N1, N2 und N3 (Teilbereiche) vom jeweiligen R-Baum I1, I2 und I3 sollen einem Zweiwege-join unterzogen werden Seminar Geoinformation

  31. multiway joins Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 3-way-STT Erster Schritt eines klassischen Filterschritts R1 R2 N1 i5 i1 i4 i2 j1 j4 i3 j3 j5 j2 j6 N2 => potentielle Ergebnisse j1, j3 und j4 Seminar Geoinformation

  32. multiway joins Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick 3-way-STT Erster Schritt eines 3-way-STT - Filterschritts R1 R2 R3 N1 i5 N2 i1 k4 k5 i4 k2 k3 i2 k6 j1 k7 k1 j4 i3 j3 j5 j2 j6 N3 => potentielle Ergebnisse j1 und j3 Seminar Geoinformation

  33. multiway joins Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen  Probleme bei der Bearbeitung raumbezogener QEP  multiway-joins Ausblick Bewertung der Verfahren in Bezug auf den Verfeinerungsschritt • Eine Anfrage-Auswertestrategie, die geringe Speichererfordernis, einen effizienten Filterschritt und einen optimalen Ablauf für den Verfeinerungsschritt in sich vereinigt, ist bislang noch nicht gefunden. Seminar Geoinformation

  34. Ausblick spatial join t Inhalt Einführung Bearbeitung raum- bezogener Anfragen Ausblick ... wünscht einen erholsamen Abend! Seminar Geoinformation

  35. Institut für Kartographie und Geoinformation Inhalt Einführung Bearbeitung raumbezogener Anfragen Ausblick Seminar Geoinformation  Themenblock:„Implementierung raumbezogener Anfragen“ Beitragsthema: „Verschachtelte Anfragen“ Wintersemester 2001/2002 Betreuer: Dr. Gerhard Gröger Referent: Stefan Rattmann Seminar Geoinformation

More Related