Data Warehouse Technologien

6.2 Partitionierung

Partitionierung kann unabhängig von und ergänzend zu Indexverfahren ge-

nutzt werden, um die Performanz von Data-Warehouse-Systemen zu steigern.

6.2.1 Partitionierung in relationalen Datenbanken

Die Partitionierung ist die Aufteilung von Daten, etwa um diese Teile verteilt

speichern zu können. Speziell in RDBMS ist Partitionierung die Aufteilung

umfangreicher Relationen in kleinere Teilrelationen (die sogenannten Parti-

tionen oder Fragmente). In RDBMS richtet sich Größe und Inhalt der Parti-

tionen nach der Anfrage- und Aktualisierungscharakteristik. Partitionierung

wurde ursprünglich für verteilte Datenbanken eingeführt, um Lastverteilung

auf mehrere Knoten zu unterstützen, wird aber heutzutage auch für die Opti-

mierung anderer Auslastungscharakteristika genutzt. Im engeren Sinne um-

fasst die Partitionierung eigentlich nur die logische Aufteilung von Relationen,

die physische Verteilung ist dann Aufgabe der Allokation, also der Zuordnung

zu physischen Ressourcen.

In RDBMS werden zwei Arten der Partitionierung unterschieden: die hori-

zontale und die vertikale Partitionierung. In beiden Fällen wird eine Relation

R in kleinere Teile aufgeteilt. R wird dabei auch als Masterrelation bezeichnet.

Horizontale Partitionierung

Bei der horizontalen Partitionierung wird eine Relation R vollständig in paar-

weise disjunkte Teilrelationen R

1

, ..., R

n

aufgeteilt:

R = R

1

∪ ... ∪ R

n

; R

i

∩ R

j

= ∅ für i 6= j

Alle Teilrelationen haben dasselbe Relationenschema. Es sind verschiedene

Formen der Aufteilung möglich:

• Die Range-Partitionierung oder Bereichspartitionierung teilt die Tabelle

anhand eines Attributs in Bereiche auf, z.B. eine Aufteilung in Jahresschei-

ben. Jede Partition wird also durch ein Selektionskriterium definiert, also

R

i

:= σ

ϕ

(R) wobei ϕ eine Selektionsbedingung ist, die einen Bereich fest-

legt (die range restriction).

• Bei der Hash-Partitionierung wird eine Hash-Funktion (angewendet auf

das ganze Tupel oder einzelne Attribute) festgelegt, die bestimmt, zu wel-

cher Partition ein Tupel gehört. Tupel mit gleichem Hash-Wert (oder Hash-

Werten in einem vorgegebenen Bereich) befinden sich in derselben Partiti-

on.

6.2 Partitionierung 167

Masterrelation Partitionen

Abbildung 6.9: Horizontale Partitionierung

Abbildung 6.9 verdeutlicht das Prinzip der Range-Partitionierung.

Als Variante der horizontalen Partitionierung ist noch die sogenannte ab-

geleitete Partitionierung bekannt. Der Begriff „abgeleitet“ bezieht sich darauf,

dass das Prädikat für die Partitionierung im Rahmen einer Verbundanfrage

aus einer anderen Tabelle übernommen wird. Die abgeleitete Partitionierung

erreicht eine gemeinsame Zuordnung von Verbundpartnern, etwa bei Fremd-

schlüsselbeziehungen, zur selben Partition und ermöglicht dort eine lokale Ver-

bundberechnung.

Vertikale Partitionierung

Bei der vertikalen Partitionierung erfolgt eine Verteilung der einzelnen Attribu-

te (Spalten) auf die Partitionen. Damit entspricht eine Partition R

i

einer Pro-

jektion auf die Masterrelation:

R

i

:= π

attrl ist

(R)

Um die Masterrelation rekonstruieren zu können, muss ein gemeinsames Attri-

but bzw. eine gemeinsame Attributkombination in den Partitionen existieren,

von der jeweils die restlichen Attribute funktional abhängig sind. Die Rekon-

struktion erfolgt dann über den natürlichen Verbund:

R :=

i

R

i

In der Regel ist dies der Primärschlüssel von R, der somit in allen Partitionen

enthalten sein muss. Ist R in dritter Normalform, so muss es der Primärschlüs-

sel sein.

Abbildung 6.10 verdeutlicht das Prinzip der vertikalen Partitionierung.

Unter einer gemischten Partitionierung versteht man die Kombination einer

horizontalen und einer vertikalen Partitionierung.

168 6 Speicherung

Projektion

A B CK

001

002

003

004

005

006

D

A BK

001

002

003

004

005

006

C DK

001

002

003

004

005

006

Abbildung 6.10: Vertikale Partitionierung

Partitionierung in Oracle

Die Partitionierung in RDBMS ist Teil der physischen Datendefinition und da-

her nicht Teil des SQL-Standards.

JBeispiel 6-7I Wir zeigen exemplarisch die Definition von Partitionierungen

im Oracle-System. Eine Bereichspartitionierung kann wie folgt deklariert wer-

den:

CREATE TABLE Verkauf (

Datum DATE NOT NULL,

...)

PARTITION BY RANGE(Datum) (

PARTITION Verkauf2009

VALUES LESS THAN (to

_

date(’2010-01-01’)),

PARTITION Verkauf2010

VALUES LESS THAN (to

_

date(’2011-01-01’)),

PARTITION Verkauf2011

VALUES LESS THAN (to

_

date(’2012-01-01’)));

Eine Hash-Partitionierung wird in Oracle wie folgt definiert:

CREATE TABLE Verkauf (

ArtikelID INT NOT NULL,

FilialID INT NOT NULL,

...)

PARTITION BY HASH(ArtikelID, FilialID) PARTITIONS 5;

2

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