Database management systems (DBMS) are typically tuned for high performance and scalability. Nevertheless, carbon footprint and energy efficiency are also becoming increasing concerns. Unfortunately, existing studies mainly present theoretical contributions but fall short on proposing practical techniques. These could be used by administrators or query optimizers to increase the energy efficiency of the DBMS. Thus, this paper explores the effect of so-called sweet spots, which are energy-efficient CPU frequencies, on the energy required to execute queries. From our findings, we derive the Sweet Spot Technique, which relies on identifying energy-efficient sweet spots and the optimal number of threads that minimizes energy consumption for a query or an entire database workload. The technique is simple and has a practical implementation leading to energy savings of up to 50% compared to using the nominal frequency and maximum number of threads.

Die Arbeit stellt ein Konzept zur Verwaltung von geowissenschaftlichen 3D Daten mit mobilen Datenbanksystemen vor. Es wird auf die derzeitigen Ansätze zur Modellierung geometrischer 3D-Datenmodelle und den Stand der Forschung bei 3D-Datenbanksystemen eingegangen, sowie ein Überblick existierender Ansätze und Forschungen auf dem Gebiet mobiler Datenbanken vorgestellt. Das Konzept basiert auf der Integration mobiler Datenbanken über ein Versionsmanagement im Server-Datenbanksystem. Das konzipierte Versionsmodell erlaubt eine intuitive Modellierung von Revisionen und alternativen Entwicklungen von 3D-Modellen in den Geowissenschaften. Die Repräsentation komplexer 3D-Geoobjekte im Versionsmanagement wird diskutiert und eine Umsetzung für das Datenmodell der simplizialen Komplexe beschrieben. Für die effiziente Speicherung und Verwaltung von Versionen wird ein Konzept der Versionsspeicherung über Änderungsoperationen aufgestellt. Ein weiterer Bereich der Arbeit beschäftigt sich mit der Datenbank auf den mobilen Endgeräten. Für die Optimierung auf die eingeschränkte Leistungsfähigkeit der mobilen Endgeräte werden Ansätze diskutiert und vereinzelt im Prototypen implementiert. Das Konzept des Versionsmanagements wird, basierend auf der prototypischen Implementierung der mobilen Datenbank und des Versionsmanagements des Server-Datenbanksystems, evaluiert. Die Evaluierung der Nutzbarkeit des Versionsansatzes erfolgt anhand eines Anwendungsszenarios Hangrutschungen. Die Evaluation zeigt die prinzipielle Anwendbarkeit des Ansatzes bei der Modellierung und Verwaltung geowissenschaftlicher Prozesse.

In den sächsischen Hochschulbibliotheken existiert eine große Anzahl an wissenschaftlichen Datenbanken (Referenzwerke, Fakten- und Volltextsammlungen), die den Benutzern zur Verfügung gestellt werden. Neben den zunehmend wichtiger werdenden Internetangeboten gibt es nach wie vor auch sehr viele Datenbanken auf CD-ROM oder DVD. Der Zugriff auf diese Werke soll künftig sachsenweit einheitlich über das Internet erfolgen....

In parallelen Datenbanken, die für Decision-Support-Aufgaben wie z. B. Data Warehousing eingesetzt werden, spielen hohe Durchsatzraten, kurze Antwortzeiten und damit auch Lastbalancierungsfragen eine entscheidende Rolle. Dies gilt insbesondere für komplexe Operationen wie den relationalen Join. Das größte Problem bei seiner parallelen Ausführung sind nichtuniforme Daten- und Werteverteilungen (Skew), die nur begrenzt vorhersehbar sind und somit zur Laufzeit behandelt werden müssen. Dies ist in den verbreiteten Shared-Nothing-Rechnerarchitekturen jedoch nur schwer zu realisieren, da Datenumverteilungen mit hohem Zusatzaufwand verbunden sind. Wir schlagen daher ein dynamisches Lastbalancierungsverfahren auf Basis einer Shared-Disk-Architektur vor, welches aufgrund der uniformen Zugriffsstruktur weitaus effizienter arbeitet, als dies in Shared-Nothing-Systemen möglich ist. In einer Simulationsstudiezeigt es sich einem herkömmlichen prädiktiven Algorithmus deutlich überlegen.

Growing number of applications store data in relational databases. Moving database applications to the cloud faces challenges related to flexible and scalable management of data. The obvious strategy of hosting legacy database management systems (DMBSs) on virtualized cloud resources leads to sub optimal utilization and performance. However, the layered architecture inside the DBMS allows for virtualization and consolidation above the OS level which can lead to significantly better system utilization and application performance. Finding an optimal database cloud solution requires finding an assignment from virtual to physical resources as well as configurations for all components. Our goal is to provide a virtualization advisor that aids in setting up and operating a database cloud. By formulating analytic cost, workload, and resource models performance of cloud-hosted relational database services can be significantly improved.

Managing and efficiently analysing the vast amounts of data produced by a huge variety of data sources is one of the big challenges in computer science. The development and implementation of algorithms and applications that can extract information diamonds from these ultra-large, and often distributed, databases is a key challenge for the design of future data management infrastructures. Today’s data-intensive applications often suffer from performance problems and an inability to scale to high numbers of distributed data sources. Therefore, distributed and parallel databases have a key part to play in overcoming resource bottlenecks, achieving guaranteed quality of service and providing system scalability. The increased availability of distributed architectures, clusters, Grids and P2P systems, supported by high performance networks and intelligent middleware provides parallel and distributed databases and digital repositories with a great opportunity to cost-effectively support key everyday applications. Further, there is the prospect of data mining and knowledge discovery tools adding value to these vast new data resources by automatically extracting useful information from them.

Scientific computations and analytical business applications are often based on linear algebra operations on large, sparse matrices. With the hardware shift of the primary storage from disc into memory it is now feasible to execute linear algebra queries directly in the database engine. This paper presents and compares different approaches of storing sparse matrices in an in-memory column-oriented database system. We show that a system layout derived from the compressed sparse row representation integrates well with a columnar database design and that the resulting architecture is moreover amenable to a wide range of non-numerical use cases when dictionary encoding is used. Dynamic matrix manipulation operations, like online insertion or deletion of elements, are not covered by most linear algebra frameworks. Therefore, we present a hybrid architecture that consists of a read-optimized main and a write-optimized delta structure and evaluate the performance for dynamic sparse matrix workloads by applying workflows of nuclear science and network graphs.

Die Bedeutung der in den relationalen Datenbankmanagementsystemen dargestellten Realwelt-Objekten wird weder explizit noch vollständig beschrieben. Demzufolge treffen häufig diese Systeme mit den Anfrageantworten nicht die Benutzerabsichten. Die vorliegende Dissertation präsentiert einen ontologie-basierten Ansatz für die semantische Anfrageverarbeitung. In diesem Ansatz sollen semantische Informationen aus einer gegebenen Ontologie abgeleitet und für die Umformulierung der Benutzeranfrage verwendet werden. Dies führt zu einer neuen Anfrage, die für den Benutzer sinnvollere Ergebnisse aus der Datenbank zurückliefern kann. Wir definieren und spezifizieren Einschränkungen und Abbildungen zwischen der Ontologie- und den Datenbank-Konzepten, um eine Ontologie mit einer Datenbank zu verknüpfen. Des Weiteren entwickeln wir eine Reihe von Algorithmen, die uns helfen, diese Abbildungen auf eine halbautomatische Weise zu finden. Au"serdem entwickeln wir eine Reihe von semantischen Regeln, die für die Umformulierung einer Anfrage benutzt werden. Die Haupteigenschaft einer Regel ist es, Begriffe einer Anfrage durch andere Begriffe zu ersetzen oder anzureichern, die von denselben ontologischen Konzepten dargestellt werden. Weiterhin benutzen wir die Theorie der Termersetzungssysteme, um den Transformationsprozess zu formalisieren und die wesentlichen Eigenschaften für das Anwenden der Regeln zu studieren. Aufbauend auf diesem Ansatz wurde ein Prototyp implementiert und wurde die Fähigkeit unseres Ansatzes durch einer real existierenden Anwendung ausgewertet. / Currently, database management systems solely rely on exact syntax of queries to retrieve data. As consequence query answers often do not meet the user''s intention. In this thesis we propose an ontology-based semantic query processing approach for database systems. We use ontologies to transform a user query into another query that may provide a more meaningful answer to the user. For this purpose, we define and specify different mappings that relate concepts of an ontology with those of an underlying database and develop a set of algorithms that allow us to find these mappings in a semi-automatic way. Moreover, we propose a set of semantic rules for transforming queries using terms derived from the ontology. We classify the rules and demonstrate their usefulness using practical examples. Furthermore, we make use of the theory of term rewriting systems to formalize the transformation process and to study the basic properties for applying these rules. Finally, we implement a prototype system using current technologies and evaluate its capability by using a real world application.

The article is a review of the newly published Atlas of German Family Names. Vol. 1. The authors determine the place of this publication in the history of anthroponymic research as a completely new type of map book. Its results are achieved with the aid of a special software, that turns out to be a mighty means of creating distributional maps of present-day German family names on the basis of digitally stored phone connections (CD-ROM). – Within the scope of grammatical and lexical issues number 1 in a series of volumes to be published deals with the vocalism of family names. After summarising the structure of the book and the new impetus it gives not only to anthroponymy but, beyond that, to further linguistic and historical disciplines, the authors also point to some shortcomings that should be avoided in the following volumes. On the whole, the atlas is appreciated as an important step to a deeper insight into the growth and linguistic structure of both widespread and, as to the respective problem, typical German family names.

To date, toponomastic surveys in the German speech area were mainly etymological. Now, a recently engineered prototype of a cartographic programme provides new possibilities for analyzing settlement names in Germany to follow morphological, phonological, and graphematical questions. This paper aims at illustrating the benefit of this programme by the example of settlement names with differing addendums. They can be written with hyphen (e. g., Groß-Zimmern), with space (Groß Grönau), or in compound spelling (Großopitz). Unexpectedly clear regional preferences for these types of spelling appeared: Settlement names with space are found in Northern Germany, whereas the compound spelling is preferentially used in the South. In Hessen and Rheinhessen, the writing with hyphen is predominant. These conventions of spelling must have developed during the last 200 years.