Einsatz und Nutzen von objektorientierten Betriebssystemen

f?r die Implementierung von Datenbanksystemen*)

Silvia Nittel

Institut f?r Informatik der Universit?t Z?rich
Winterthurerstr. 190, CH- 8057 Z?rich

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Kurzfassung

Ein Ziel von Datenbankverwaltungssystemen (DBMS) ist es, f?r viele Anwender m?glichst kurze Antwortzeiten zu erreichen. Diese Anforderungen gelten insbesondere f?r objektorientierte DBMS (OODBMS), die f?r neue Anwendungsbereiche wie die Ingenieurwissenschaften und den Multimedia-Bereich eingesetzt werden, und f?r die h?ufig eine Verarbeitung von gro?en, komplexen Objekten charakteristisch ist. Die EinEbenen-Speicherarchitektur (engl. single-level storage) ist ein Konzept, um eine deutliche Vereinfachung der Verarbeitung und auch Leistungsverbesserungen zu erreichen. Zur Implementierung dieser Architektur ist allerdings eine spezifische Betriebssystemunterst?tzung notwendig, die bei klassischen Betriebssystemen nicht gegeben ist. Der Einsatz von Mikrokern-basierten, objektorientierten Betriebssystemen (OOBS) bietet nicht nur Voraussetzungen f?r einen Ein-Ebenen-Speicher, sondern erm?glicht auch eine lokale Anpassung des Betriebssystems an DBMS-Bed?rfnisse und bietet Konzepte, durch die Aufgaben wie die Datenverteilung oder parallele Verarbeitung in DBMS einfacher gel?st und weitere Leistungsverbesserungen erreicht werden k?nnen. In diesem Papier wird am Beispiel des OOBS MACH ein Konzept vorgestellt, wie eine effiziente Kooperation zwischen einem DBMS und einem OOBS gestaltet werden kann.

1. Motivation

Wie in anderen Systemen auch, sind f?r DBMS Laufzeitverbesserungen immer erw?nscht. Dieses Ziel durch die Optimierung der internen Arbeitsabl?ufe und Algorithmen zu erreichen, ist eine der Hauptaufgaben der DBS-Forschung. Seit der Entwicklung von grunds?tzlich neuen Architekturen und Verarbeitungsparadigmen im Bereich der Betriebssysteme stellt sich die Frage, ob eine Leistungsverbesserung nicht auch durch eine neue Art der Kooperation zwischen DBMS und Betriebssystemen erreicht werden kann.

Die traditionelle Kooperation zwischen DBS und konventionellen Betriebssystemen weist eine Vielzahl von Inkompatibilit?ten auf. Dateisysteme und Pufferverwaltung, die in traditionellen Betriebssystemen implementiert sind, sind nicht f?r die Datenorganisation und das Verarbeitungsverhalten von DBMS geeignet [Stonebraker 81]. Ein Versuch, in das Betriebssystem UNIX alternative DBMS-ad?quate Komponenten zu integrieren, schlug fehl, da aufgrund der monolithischen Struktur des Betriebssystemkerns ?nderungen unverh?ltnism??ig aufwendig wurden [Stonebraker et al 83]. Da aber DBMS an die Architektur von auf breiter Ebene eingesetzten Betriebssystemen wie z.B

*) Institut f?r Informatik, Universit?t Z?rich, Technischer Bericht Nr. 93.15