B*-Baum Teil 2: Höhe und k-Berechnung
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Questions and Answers

Wie wird die Ebene (Level) eines Knotens in einem gewurzelten Baum definiert?

  • Die Ebene eines Knotens wird durch die Anzahl der Schritte von der Wurzel zu diesem Knoten bestimmt. (correct)
  • Die Ebene eines Knotens wird durch die Anzahl der Blättern im Unterbaum dieses Knotens bestimmt.
  • Die Ebene eines Knotens wird durch die Anzahl der direkten Nachfolgeknoten bestimmt.
  • Die Ebene eines Knotens ist unabhängig von seiner Position im Baum.
  • Welche der folgenden Aussagen über B*-Bäume ist falsch?

  • Die Höhe eines B*-Baums ist gleich der maximalen Anzahl der Schritte, die erforderlich sind, um von der Wurzel zu einem Blatt zu gelangen.
  • Jeder innere Knoten in einem B*-Baum enthält einen einzigen Schlüssel. (correct)
  • In B*-Bäumen befinden sich alle Blätter auf der gleichen Ebene.
  • B*-Bäume sind gewurzelte Bäume.
  • Was ist die Bedeutung des Parameters 'k' im Zusammenhang mit B*-Bäumen?

  • 'k' repräsentiert die Höhe des Baumes.
  • 'k' repräsentiert die minimale Anzahl der Schlüssel, die in einem inneren Knoten gespeichert werden müssen.
  • 'k' repräsentiert die maximale Anzahl der Schlüssel, die in einem inneren Knoten gespeichert werden können. (correct)
  • 'k' repräsentiert die maximale Anzahl der Blätter im Baum.
  • Wie berechnet man die maximale Anzahl von Einträgen in einem inneren Knoten eines B*-Baums, wenn Schlüsseltyp 'Integer' ist?

    <p>$(1 + 3992/12)$ (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Gleichung beschreibt die maximale Anzahl von Einträgen (Schlüssel) in einem inneren Knoten eines B*-Baums?

    <p>2*k-1 (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie groß ist die Höhe eines B*-Baums, wenn die Größe des Datenblocks 4000 Byte beträgt und Schlüssel vom Typ 'Integer' sind?

    <p>2 (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die 'k'-Berechnung ist richtig?

    <p>Der Wert von 'k' ist abhängig von der Größe der Schlüssel und der Größe des Datenblocks. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Höhe eines B*-Baums beeinflusst, wenn die Anzahl der Schlüssel in jedem inneren Knoten erhöht wird?

    <p>Die Höhe des Baums wird kleiner. (A)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Ebene und Höhe in einem B*-Baum

    In einem gewurzelten Baum beschreibt die Ebene die Anzahl der Schritte, die von der Wurzel bis zu einem Knoten zurückgelegt werden müssen. Die Ebene 0 ist die Wurzel selbst. Die Höhe eines Baumes ist die maximale Ebene aller Blätter.

    Blätter-Ebene in einem B*-Baum

    In einem B*-Baum sind alle Blätter auf der gleichen Ebene. Das heißt, die Anzahl der Schritte von der Wurzel zu jedem Blatt ist gleich.

    k in einem B*-Baum - Abhängigkeit von Schlüssel und Zeiger

    Die Größe von k in einem B*-Baum hängt von der Größe des Schlüssels und des Zeigers ab. Die Größe des Schlüssels hängt vom Datentyp des Schlüssels ab (z.B. Integer, String).

    Datenblockzeiger in einem B*-Baum

    Ein Datenblockzeiger ist ein Zeiger, der auf einen Datenblock im Speicher verweist. In einem 64-Bit-System hat ein Datenblockzeiger eine Größe von 8 Byte.

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    Blockgröße in einem B*-Baum

    Die Größe eines Datenblocks hängt von der Implementierung ab, die in einem B*-Baum verwendet wird. Typischerweise beträgt die Größe eines Datenblocks 4000 Byte.

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    Schlüsselgröße in einem B*-Baum

    Ein Integer-Schlüssel hat eine Größe von 4 Byte. Andere Datentypen wie Strings können je nach Länge unterschiedliche Größen haben.

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    Maximaler Eintrag in einem inneren Knoten

    Die maximale Anzahl von Einträgen in einem inneren Knoten eines B*-Baums kann mit der Formel 2k-1 berechnet werden. Die Formel berücksichtigt die Größe des Schlüssels und des Zeigers.

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    Eintraggröße in einem B*-Baum mit Integer-Schlüsseln

    Wenn in einem B*-Baum die Schlüssel als Integer betrachtet werden, benötigt der erste Eintrag 8 Byte. Jeder weitere Eintrag benötigt 12 Byte. Die maximale Anzahl von Einträgen in einem inneren Knoten kann mit der Formel 1 + (Blockgröße - 8) / 12 berechnet werden.

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    Study Notes

    B*-Baum (Teil 2)

    • Ebene und Höhe: Gewurzelte Bäume gruppieren Knoten anhand der Schritte zur Wurzel, Ebene 0 ist die Wurzel. Die Höhe des Baums ergibt sich durch die maximale Anzahl an Schritten, um alle Blätter zu erreichen. In B*-Bäumen alle Blätter auf derselben Ebene.

    • k-Berechnung: Die Variable k hängt vom Schlüssel und der Pointergröße ab. Aktuelle 64-Bit-Maschinen verwenden 8 Byte für Datenblock-Pointer. Die Blockgröße wird auf 4000 Byte geschätzt. Integer-Schlüssel benötigen 4 Byte. Jeder weitere Eintrag benötigt 12 Byte. Mit diesen Parametern ergibt sich eine maximale Eintragung von 333 Einträgen pro inneren Knoten. Empfohlener Wert für k ist 167.

    • Höhe des B-Baums:* Die Höhe des Baums ist entscheidend für die Anzahl der Blockzugriffe. Die maximale Anzahl an Blättern wird mit n/(k*) berechnet, wobei n die Anzahl der Sätze ist und k* die minimale Belegung pro Knoten. Es gibt auch eine Formel die die maximale Anzahl an Eltern-Knoten etc. pro Baumhöhe spezifiziert.

    • Beispiel-Aufgabe (minimal): Bei 300 Datensätzen, k=5 und k*=2 werden 4 Baum-Ebenen benötigt. Die Anzahl der Knoten pro Ebene sind für Ebene 0 (Wurzel): 1; Ebene 1: 6; Ebene 2: 30; Ebene 3: 150.

    • Beispiel-Aufgabe (Klausur): Erforderlich ist die Analyse des B*-Baums mit Parametern und die Anzahl an Knoten pro Ebene in Bezug auf 300 Datensätze, k=5 und k*=2.

    • Pinned ...: Wenn Datensätze aus der Hauptdatei "pinned" sind, können sie in den Blättern nicht sortiert werden. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines Dense Index, der die pinned Datensätze verweist.

    • Dense Index: Ein Dense Index ist eine Datei mit einem Satz von (Schlüsselwert,Hauptdatei-Position) für jeden Schlüsselwert in der Hauptdatei. Es ermöglicht die Vermeidung von teilgefüllten Blöcken und die Verwendung einfacher Einfüge-Strategien.

    • Operationen Dense Index: Suche nach Blocks, Löschen, Einfügen in den Dense Index, bei Bedarf und abhängig von Erfolgt der Suche.

    • Vorteile von Dense Index: Vorteile beinhalten sortierter Aufbau, kleinerer Platzbedarf für die Einträge und kürzere Bucketgrößen. Es kann sinnvoll sein.

    • Weitere Kompensationsfaktoren: Platzersparnis bei Verwendung von Dense Index.

    • Zusammenarbeit von Hash und Dense Index: In diesem Fall bildet jedes Bucket einen eigenen, sortierten Dense Index, die Verweise auf die Einzel-Buckets sind nicht sortiert, Range-Queries bleiben ein Problem.

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    Quiz Team

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    B*-Baum Part 2 (PDF)

    Description

    In diesem Quiz werden die Konzepte der Höhe und der k-Berechnung in B*-Bäumen behandelt. Verstehen Sie, wie die Struktur der gewurzelten Bäume und die erforderlichen Berechnungen zur Optimierung der Speicherplatznutzung erfolgen. Testen Sie Ihr Wissen über die Eigenschaften und die Effizienz von B*-Bäumen in der Informatik.

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