Einbettung von Interpolationsfunktionen in die Datenbanksprache SQL - Datenbankunterstützung für die Umweltforschung

Abstract

Diese Arbeit begann im Rahmen des interdisziplinären Umweltforschungsprojekts "Naturmeßfeld 'Horkheimer Insel'", das sich aus fünf Anwenderprojekten und einem Informatik-Teilprojekt zusammensetzte. Innerhalb dieses Projekts wurden von allen Anwendern unterschiedlichste Meßwerte erhoben. Zur Speicherung der Daten wurde ein relationales Datenbanksystem gewählt, weil die Strukturierung, die Sicherung und inzwischen auch die Verteilung der Daten durch ein verteiltes Datenbanksystem zufriedenstellend abgedeckt werden. Nur für die Aufbereitung speziell von Umweltdaten und Meßwerten werden noch immer keine geeigneten Werkzeuge oder Ergänzungen zu den Datenbanksystemen angeboten. Nun sind Meßreihen aus der natürlichen Umwelt oft unvollständig, weil die Ergebnisse einzelner Messungen fehlen, oder die zeitlichen bzw. räumlichen Abstände der Meßwerte können nicht in der vom weiterverarbeitenden Programm gewünschten Form geliefert werden. Hier setzt diese Arbeit an: Durch in das Datenbanksystem integrierte Interpolationsverfahren wird es möglich, Werte an beliebigen Punkten des Meßintervalls innerhalb einer "normalen" Datenbankanfrage abzufragen. Die Werte werden dann aus den umliegenden Meßwerten mit einem geeigneten Verfahren berechnet. In dieser Arbeit wird beschrieben, wie eine Anfragesprache erweitert werden muß, damit solche Anfragen möglich sind, und wie dazu das Datenbanksystem ergänzt werden muß. Verschiedene mögliche Ansätze werden aufgezeigt. Ein Ansatz wurde als Prototyp implementiert, um die Benutzerfreundlichkeit dieses Konzepts zu zeigen. Die Leistungsmessungen an einigen Beispielanfragen belegen ein akzeptables Antwortzeitverhalten.

Within this thesis the incorporation of interpolation procedures into a database management system is described. The interpolation functions are used to calculate intermediate values of sequences of measurements. The consequences of this class of embedded procedured for query evaluation and optimization are described. Starting with a user-friendly syntax, the interpolation procedures are decomposed into more refined operations on database objects. The impact of these operations and their predefined sequence on query evaluation and optimization is discussed. Promising evaluation strategies are emphasized.