Saarbrücker Informatiker verbessern Datenbank-Technologie

Damit Datenbanken bestimmte Suchanfragen möglichst schnell beantworten, bauen Datenbank-Optimierer über einen Teil der Daten eine spezielle Struktur, einen sogenannten Index. Ein einfaches Beispiel dafür findet sich in jedem Telefonbuch. Da hier die Nachnamen alphabetisch geordnet sind, lässt sich die Telefonnummer zu einer bestimmten Person schnell herausfinden. Doch diese Geschwindigkeit gibt es nicht umsonst. Die Namen müssen alle vorab geordnet werden und sobald eine neue Person ihre Auflistung im Telefonbuch beantragt, muss dieses neu gedruckt werden. Bei Datenbanken ist dies nicht anders. „Die sogenannte adaptive Indexierung, auch Database Cracking genannt, galt bisher als guter Mittelweg zwischen den beiden Extremen, nämlich kein Index und der damit verbundenen langsamen Suche, oder dem perfekten Index, dessen Erstellung Zeit und Rechenkraft kostet“, erklärt Jens Dittrich, Professor für Datenbanksysteme an der Universität des Saarlandes.

Der Clou beim „Database Cracking“ ist, dass hier nicht vorab mühsam ein Index aufgebaut wird, sondern erst im Laufe der Zeit als Nebenprodukt der Anfragen entsteht. „Jede Anfrage versetzt die Datenbank in einen besseren Zustand, die Daten werden erst nach und nach systematisiert“, erklärt Dittrich. Auf diese Weise würden die Kosten für die Indexerstellung reduziert. Die Idee dazu kam vor rund zehn Jahren auf, seither haben sich die Methoden für das Database Cracking verfeinert. Die Saarbrücker Informatiker Felix Martin Schuhknecht, Alekh Jindal und Jens Dittrich nahmen dies zum Anlass, dieses Feld zu überprüfen und veröffentlichten die Ergebnisse in ihrem Fachaufsatz „The Uncracked Pieces in Database Cracking“. Laut eigener Aussage ist dies die erste Studie einer unabhängigen Forschergruppe. „Unser Ziel war eine umfangreiche Bestandsaufnahme von Database Cracking. Wir haben für diese Publikation sechs veröffentlichte Arbeiten wiederholt, sie reproduziert und aus den aktuellen Beobachtungen neue Forschungsrichtungen für künftige Arbeiten abgeleitet“, so Dittrich.

Das Saarbrücker Team unter der Leitung von Professor Dittrich konnte bestätigen, dass die bekannten Algorithmen für Database Cracking zwar funktionieren, diese jedoch nur unter gewissen Voraussetzungen optimal arbeiten und somit noch viele Verbesserungen möglich sind. „Inzwischen ist die Hardware so leistungsfähig, dass sich Indexe sehr schnell mit ihr bauen lassen. Daher ist Database Cracking nicht immer der beste Ansatz“, stellt Dittrich fest. Die Forscher-Gemeinde war diese Erkenntnis eine besondere Auszeichnung wert. Auf der diesjährigen international wichtigsten Datenbank-Konferenz, der VLDB („Very Large Data Bases“) im chinesischen Hangzhou erhielt die Arbeit der Saarbrücker Informatiker einen „Best Paper Award“. 

Den ausgezeichneten Fachaufsatz finden Sie hier (PDF). [bl]