Datenbanksysteme verwenden Indexstrukturen, um Suchanfragen zu beschleunigen. Im Laufe der letzten Jahre haben Forscher verschiedene Ansätze zur Indexierung von Datenbanktabellen im Hauptspeicher entworfen. Hauptspeicherindexstrukturen versuchen möglichst häufig Daten zu verwenden, die bereits im Zwischenspeicher der CPU vorrätig sind, anstatt, wie bei traditionellen Datenbanksystemen, die Zugriffe auf den externen Speicher zu optimieren. Die meisten vorgeschlagenen Indexstrukturen für den Hauptspeicher beschränken sich jedoch auf Punktabfragen und vernachlässigen die ebenso wichtigen Bereichsabfragen, die in zahlreichen Anwendungen, wie in der Analyse von Genomdaten, Sensornetzwerken, oder analytischen Datenbanksystemen, zum Einsatz kommen. Diese Dissertation verfolgt als Hauptziel die Fähigkeiten von modernen Hauptspeicherdatenbanksystemen im Ausführen von Bereichsabfragen zu verbessern. Dazu schlagen wir zunächst die Cache-Sensitive Skip List, eine neue aktualisierbare Hauptspeicherindexstruktur, vor, die für die Zwischenspeicher moderner Prozessoren optimiert ist und das Ausführen von Bereichsabfragen auf einzelnen Datenbankspalten ermöglicht. Im zweiten Abschnitt analysieren wir die Performanz von multidimensionalen Bereichsabfragen auf modernen Serverarchitekturen, bei denen Daten im Hauptspeicher hinterlegt sind und Prozessoren über SIMD-Instruktionen und Multithreading verfügen. Um die Relevanz unserer Experimente für praktische Anwendungen zu erhöhen, schlagen wir zudem einen realistischen Benchmark für multidimensionale Bereichsabfragen vor, der auf echten Genomdaten ausgeführt wird. Im letzten Abschnitt der Dissertation präsentieren wir den BB-Tree als neue, hochperformante und speichereffziente Hauptspeicherindexstruktur. Der BB-Tree ermöglicht das Ausführen von multidimensionalen Bereichs- und Punktabfragen und verfügt über einen parallelen Suchoperator, der mehrere Threads verwenden kann, um die Performanz von Suchanfragen zu erhöhen. / Database systems employ index structures as means to accelerate search queries. Over the last years, the research community has proposed many different in-memory approaches that optimize cache misses instead of disk I/O, as opposed to disk-based systems, and make use of the grown parallel capabilities of modern CPUs. However, these techniques mainly focus on single-key lookups, but neglect equally important range queries. Range queries are an ubiquitous operator in data management commonly used in numerous domains, such as genomic analysis, sensor networks, or online analytical processing. The main goal of this dissertation is thus to improve the capabilities of main-memory database systems with regard to executing range queries. To this end, we first propose a cache-optimized, updateable main-memory index structure, the cache-sensitive skip list, which targets the execution of range queries on single database columns. Second, we study the performance of multidimensional range queries on modern hardware, where data are stored in main memory and processors support SIMD instructions and multi-threading. We re-evaluate a previous rule of thumb suggesting that, on disk-based systems, scans outperform index structures for selectivities of approximately 15-20% or more. To increase the practical relevance of our analysis, we also contribute a novel benchmark consisting of several realistic multidimensional range queries applied to real- world genomic data. Third, based on the outcomes of our experimental analysis, we devise a novel, fast and space-effcient, main-memory based index structure, the BB- Tree, which supports multidimensional range and point queries and provides a parallel search operator that leverages the multi-threading capabilities of modern CPUs.

EG-rätten är överordnad nationell rätt, vilket innebär att Sverige har en skyldighet att följa EG-rätten. Det övergripande målet med den Europeiska gemenskapen är att skapa en inre marknad inom gemenskapen. För att förverkliga målet att skapa en inre marknad har ett gemensamt system för mervärdesskatt utvecklats, med målsättningen att harmonisera mervärdesskatten i alla medlemsstater. Harmoniseringen har resulterat i ett flertal direktiv och det mest centrala på mervärdesskatteområdet är direktiv 2006/112/EG, mervärdesskattedirektivet. Mervärdesskattelagen[1] trädde i kraft den 1 juli 1994 och ska utformas i enlighet med mervärdesskattedirektivet. Mervärdesskatten är en allmän konsumtionsskatt, vilket innebär att den slutlige konsumenten bär bördan av skatten. Skatten tas därför ut i varje led av produktions- och distributionskedjan. Ett avdragssystem säkerställer att de skattskyldiga inte bär bördan av skatten, genom att tillåta dem att göra avdrag för den ingående mervärdesskatt som de har erlagt inom ramen för deras ekonomiska verksamhet. I de fall en skattskyldig bedriver en verksamhet med såväl skattepliktiga som icke skattepliktiga transaktioner, det vill säga en blandad verksamhet, måste den ingående mervärdesskatten fördelas mellan dessa transaktioner. Den skattskyldige får endast göra avdrag för den mervärdesskatt som är hänförlig till de skattepliktiga transaktionerna. Bestämmelserna om avdragsrätt för ingående mervärdesskatt i blandad verksamhet återfinns i artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet. Huvudregeln är att det avdragsgilla beloppet ska fastställas genom uppställning av ett bråk, baserat på verksamhetens årsomsättning. I mervärdesskattelagen återfinns reglerna om avdrag för ingående mervärdesskatt i blandad verksamhet i 8 kap. 13 § ML. Utgångspunkten är att den avdragsgilla andelen fastställs på grundval av om gjorda förvärv är hänförliga till verksamhetens skattepliktiga respektive icke skattepliktiga transaktioner. Om den avdragsgilla andelen inte kan fastställas utifrån förvärven i verksamheten ska avdragsbeloppet istället fastställas genom en uppdelning efter skälig grund, genom att använda fördelningsmetoder såsom årsomsättning eller lokalyta. 8 kap. 13 § ML har samma syfte som artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet, vilket är att säkerställa att det görs en uppdelning av ingående mervärdesskatt i blandad verksamhet. Metoderna för att göra en sådan uppdelning skiljer sig dock åt mellan mervärdesskattelagen och mervärdesskattedirektivet. Syftet med uppsatsen är därmed att utreda huruvida 8 kap. 13 § ML är förenlig med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet. Förenligheten utreds genom att lojalitetsprincipen, rättssäkerhetsprincipen och neutralitetsprincipen används som analysverktyg. Principerna är komplexa och har olika betydelser beroende på i vilket sammanhang de används och det är därför nödvändigt att definiera hur varje princip används inom ramen för uppsatsen, för att uppfylla syftet med uppsatsen. Slutsatserna indikerar om 8 kap. 13 § ML uppnår kriterierna för att uppfylla lojalitetsprincipen, rättssäkerhetsprincipen och neutralitetsprincipen. Indikationen ligger till grund för att avgöra om 8 kap. 13 § ML är förenlig med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet eller inte. Uppsatsens slutsatser är att 8 kap. 13 § ML uppfyller lojalitetsprincipen och neutralitetsprincipen, så som de definieras i uppsatsen. Bestämmelsen är därmed, utifrån dessa två principer, förenlig med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet. Rättssäkerhetsprincipens krav på förutsebarhet är dock inte uppfyllt och 8 kap. 13 § ML: s förenlighet med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet, kan därmed inte avgöras i enlighet med denna princip. [1] SFS 1994:200.

<p>EG-rätten är överordnad nationell rätt, vilket innebär att Sverige har en skyldighet att följa EG-rätten. Det övergripande målet med den Europeiska gemenskapen är att skapa en inre marknad inom gemenskapen. För att förverkliga målet att skapa en inre marknad har ett gemensamt system för mervärdesskatt utvecklats, med målsättningen att harmonisera mervärdesskatten i alla medlemsstater. Harmoniseringen har resulterat i ett flertal direktiv och det mest centrala på mervärdesskatteområdet är direktiv 2006/112/EG, mervärdesskattedirektivet. Mervärdesskattelagen[1] trädde i kraft den 1 juli 1994 och ska utformas i enlighet med mervärdesskattedirektivet.</p><p>Mervärdesskatten är en allmän konsumtionsskatt, vilket innebär att den slutlige konsumenten bär bördan av skatten. Skatten tas därför ut i varje led av produktions- och distributionskedjan. Ett avdragssystem säkerställer att de skattskyldiga inte bär bördan av skatten, genom att tillåta dem att göra avdrag för den ingående mervärdesskatt som de har erlagt inom ramen för deras ekonomiska verksamhet. I de fall en skattskyldig bedriver en verksamhet med såväl skattepliktiga som icke skattepliktiga transaktioner, det vill säga en blandad verksamhet, måste den ingående mervärdesskatten fördelas mellan dessa transaktioner. Den skattskyldige får endast göra avdrag för den mervärdesskatt som är hänförlig till de skattepliktiga transaktionerna.</p><p>Bestämmelserna om avdragsrätt för ingående mervärdesskatt i blandad verksamhet återfinns i artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet. Huvudregeln är att det avdragsgilla beloppet ska fastställas genom uppställning av ett bråk, baserat på verksamhetens årsomsättning. I mervärdesskattelagen återfinns reglerna om avdrag för ingående mervärdesskatt i blandad verksamhet i 8 kap. 13 § ML. Utgångspunkten är att den avdragsgilla andelen fastställs på grundval av om gjorda förvärv är hänförliga till verksamhetens skattepliktiga respektive icke skattepliktiga transaktioner. Om den avdragsgilla andelen inte kan fastställas utifrån förvärven i verksamheten ska avdragsbeloppet istället fastställas genom en uppdelning efter skälig grund, genom att använda fördelningsmetoder såsom årsomsättning eller lokalyta.</p><p>8 kap. 13 § ML har samma syfte som artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet, vilket är att säkerställa att det görs en uppdelning av ingående mervärdesskatt i blandad verksamhet. Metoderna för att göra en sådan uppdelning skiljer sig dock åt mellan mervärdesskattelagen och mervärdesskattedirektivet. Syftet med uppsatsen är därmed att utreda huruvida 8 kap. 13 § ML är förenlig med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet. Förenligheten utreds genom att lojalitetsprincipen, rättssäkerhetsprincipen och neutralitetsprincipen används som analysverktyg. Principerna är komplexa och har olika betydelser beroende på i vilket sammanhang de används och det är därför nödvändigt att definiera hur varje princip används inom ramen för uppsatsen, för att uppfylla syftet med uppsatsen.</p><p>Slutsatserna indikerar om 8 kap. 13 § ML uppnår kriterierna för att uppfylla lojalitetsprincipen, rättssäkerhetsprincipen och neutralitetsprincipen. Indikationen ligger till grund för att avgöra om 8 kap. 13 § ML är förenlig med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet eller inte. Uppsatsens slutsatser är att 8 kap. 13 § ML uppfyller lojalitetsprincipen och neutralitetsprincipen, så som de definieras i uppsatsen. Bestämmelsen är därmed, utifrån dessa två principer, förenlig med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet. Rättssäkerhetsprincipens krav på förutsebarhet är dock inte uppfyllt och 8 kap. 13 § ML: s förenlighet med artiklarna 173-175 i mervärdesskattedirektivet, kan därmed inte avgöras i enlighet med denna princip.</p><p>[1] SFS 1994:200.</p>

In dieser Arbeit werden Speichertransistoren mit Oxid-Nitrid-Oxid-Speicherschicht und lokaler Ladungsspeicherung untersucht, die zur nichtflüchtigen Speicherung von Informationen genutzt werden. Charakteristisch für diese Transistoren ist, dass an beiden Enden des Transistorkanals innerhalb der Isolationsschicht Informationen in Form von Ladungspaketen unabhängig und getrennt voneinander gespeichert werden. Für das Auslesen, Programmieren und Löschen der Speichertransistoren werden die physikalischen Hintergründe diskutiert und grundlegende Algorithmen zur Implementierung dieser Operationen auf einer typischen Speicherfeldarchitektur aufgezeigt. Für Standard-MOS-Transistoren wird ein Kurzkanal-Schwellspannungsmodell abgeleitet und analytisch gelöst. Anhand dieser Modellgleichung werden die bekannten Kurzkanaleffekte betrachtet. Weiterhin wird ein Modell zur Berechnung des Drainstroms von Kurzkanaltransistoren im Subthreshold-Arbeitsbereich abgeleitet und gezeigt, dass sich die Drain-Source-Leckströme bei Kurzkanaltransistoren vergrößern. Die Erweiterung des Schwellspannungsmodells für Standard-MOS-Transistoren auf den Fall der lokalen Ladungsspeicherung innerhalb der Isolationsschicht erlaubt die Ableitung eines Schwellspannungsmodells für Oxid-Nitrid-Oxid-Transistoren mit lokaler Ladungsspeicherung. Dieses Modell gestattet die qualitative und quantitative Diskussion der Erhöhung der Schwellspannung durch die lokale Injektion von Ladungsträgern beim Programmiervorgang. Weiterhin ist es mit diesem Modell möglich, die Trennung der an beiden Kanalenden des Transistors gespeicherten Informationen beim Auslesevorgang qualitativ zu erklären und diese Bittrennung in Abhängigkeit von der Drainspannung zu berechnen. Für Langkanalspeichertransistoren wird eine analytische Näherungslösung des Schwellspannungsmodells angegeben, während das Kurzkanalverhalten durch die numerische Lösung der Modellgleichung bestimmt werden kann. Für Langkanalspeichertransistoren wird ein Subthreshold-Modell zur Berechnung des Drainstroms abgeleitet. Dieses Modell zeigt, dass sich die Leckströme von programmierten Speichertransistoren im Vergleich zu Standard-MOS-Transistoren gleicher Schwellspannung vergrößern. Die Ursache dieses Effekts, die Verringerung der Subthreshold-Steigung von Transistoren im programmierten Zustand, wird analysiert. Für einige praktische Beispiele wird die Anwendung der hergeleiteten Modellgleichungen beim Entwurf von Flash-Speichern demonstriert. / In this work, memory transistors with an oxide-nitride-oxide trapping-layer and local charge storage, which are used for non-volatile information storage, are examined. Characteristic for these transistors is an independent and separated storage of information by charge packages, located at both sides of the transistor channel, in the insulation layer. The physical backgrounds for reading, programming and erasing the memory transistors are discussed, and basic algorithms are shown for implementing these operations on a typical memory array architecture. For standard MOS-transistors a short channel threshold model is derived and solved analytically. By using these model equations, the known short channel effects are considered. Further, a model for calculating the drain current of short channel transistors in the subthreshold operation region is derived. This model is used to show the increase of drain-source leakage currents in short channel transistors. By extending the standard MOS-transistor threshold voltage model for local charge storage in the insulation layers, the derivation of a threshold voltage model for oxide-nitride-oxide transistors with local charge storage is enabled. This model permits the quantitative and qualitative discussion of the increase in threshold voltage caused by local injection of charges during programming. Furthermore, with this model, the separation of the information, which are stored at both sides of the transistor channel, in the read-out operation is explained qualitatively, and the bit separation is calculated dependent on the drain voltage. For long channel memory transistors an analytical approximation of the threshold voltage model is given, whereas the short channel behaviour can be determined by solving the model equation numerically. For long channel memory transistors, a subthreshold model for calculating the drain current is derived. This model shows the increase in leakage current of programmed memory transistors in comparision to standard MOS-transistors. The root cause of this effect, the reduced subthreshold swing of transistors in the programmed state, is analysed. The application of the derived model equations for the development of flash memories is demonstrated with some practical examples.

Modern disk-storage systems have to accomplish the requirements of a variety of application classes. Applications that process continuous-media data such as video and audio streams require the storage system to guarantee sustained bandwidths. Interactive applications demand the storage system to ensure bounded response times, posing timing constraints on the execution of individual disk requests. Traditional timesharing applications may require both high throughput or overall short response times. With the described applications being more and more used together in todays computing systems, the disk-storage subsystems have to efficiently combine the different requirements of this application mix. In this thesis, I develop the design of a storage system that comprehensively addresses the various challenges posed by including the support for quality-of-service guarantees in disk-storage systems. The presented storage system provides three main properties. First, the admission control includes the support for statistical guarantees to increase the share of the disk bandwidth that can be utilized by the admission control. Second, the disk-request scheduling clearly separates the enforcement of real-time guarantees from the task to establish the optimal execution order of the requests, and it provides a flexible mechanism to combine the execution of requests with different quality-of-service requirements. Finally, the file system addresses both the needs of the former two elements of the storage system and of the various file types used by the applications by providing a flexible block-allocation policy and customized client interfaces. I show the implementation of the presented designs with the DROPS Disk-Storage System and I provide a detailed evaluation based on this implementation.

Die aktuelle Ausgabe des Newsletter für Freunde, Absolventen und Ehemalige der Technischen Universität Chemnitz.

viermal im Jahr erscheinender Newsletter für Freunde, Absolventen und Ehemalige der TU Chemnitz

dreimal im Jahr erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnitz

dreimal im Jahr erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnitz

dreimal im Jahr erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnitz