OctaDB Engine

Überblick

In diesem Projekt erstellen Sie eine kleine Datenbank-Engine mit Unterstützung für Octrees-Indizes. Die erforderlichen Funktionalitäten sind

1. Tabellen erstellen
2. Tupel einfügen
3. Tupel aktualisieren
4. Tupel löschen
5. Suche in Tabellen Binär
6. Erstellen eines Octrees nach Bedarf
7. Gegebenenfalls die erstellten Octrees verwenden.

Tische

1. Jede Tabelle/Beziehung wird als Seite auf der Festplatte gespeichert (jede Seite ist eine separate Datei).
2. Der unterstützte Typ für die Spalte einer Tabelle ist einer der folgenden: java.lang.Integer , java.lang.String , java.lang.Double , java.util.Date (Hinweis: Das zulässige Datumsformat ist „JJJJ-MM-TT“).

Seiten

1. Eine Seite hat eine vorgegebene feste maximale Anzahl von Zeilen (N). Wenn eine Tabelle beispielsweise 40.000 Tupel hat und N=200 ist, wird die Tabelle in 200 Dateien gespeichert.
2. Sie müssen die binäre Objektdatei (.class) von Java zum Emulieren einer Seite verwenden (um zu vermeiden, dass Sie mit Dateisystemseiten arbeiten müssen, was nicht Gegenstand dieses Kurses ist). Eine einzelne Seite muss als serialisierter Vektor (java.util.Vector) gespeichert werden, da Vektoren threadsicher sind. Beachten Sie, dass Sie jedes Java-Objekt auf/von der Festplatte speichern/laden können, indem Sie die java.io.Serializable-Schnittstelle implementieren. Sie müssen Ihrer Klasse eigentlich keinen Code hinzufügen, um sie auf der Festplatte zu speichern.
3. Ein einzelnes Tupel sollte in einem separaten Objekt innerhalb der Binärdatei gespeichert werden.
4. Sie müssen das Laden einer Seite verschieben, bis die Tupel auf dieser Seite tatsächlich benötigt werden. Beachten Sie, dass der Zweck der Verwendung von Seiten darin besteht, das Laden des gesamten Tabelleninhalts in den Speicher zu vermeiden. Daher wird der Zweck, alle Seiten beim Programmstart zu laden, zunichte gemacht.
5. Wenn alle Zeilen auf einer Seite gelöscht werden, müssen Sie diese Seite löschen. Bewahren Sie keine völlig leeren Seiten auf. Wenn Sie beim Einfügen eine ganze Seite einfügen möchten, verschieben Sie eine Zeile nach unten auf die nächste Seite. Erstellen Sie keine neue Seite, es sei denn, Sie befinden sich auf der letzten Seite der Tabelle und diese war voll.
6. Es kann hilfreich sein, eine Table-Java-Klasse zu erstellen, um relevante Informationen zu den Seiten zu speichern und sie genauso zu serialisieren, wie Sie eine Seite serialisieren.

• Sie müssen die Metadaten in einer Textdatei speichern. Dies sollte das folgende Layout haben: TableName, ColumnName, ColumnType, ClusteringKey, IndexName, IndexType, min, max
  • ClusteringKey wird auf „true“ gesetzt, wenn die Spalte der Primärschlüssel ist. Der Einfachheit halber werden Sie die Zeilen in der Tabelle immer nach dem Primärschlüssel sortieren. Aus diesem Grund wird er auch Clusteringkey genannt. Nur 1 Clustering-Schlüssel pro Tabelle.
  • min und max beziehen sich auf die minimalen und maximalen Werte, die für diese Spalte möglich sind. Wenn ein Benutzer beispielsweise eine Tabelle/Beziehung „CityShop“ erstellt und dabei mehrere Attribute mit ihren Typen usw. angibt, sieht die Datei wie folgt aus:

 Table Name, Column Name, Column Type, ClusteringKey, IndexName,IndexType, min, max 
CityShop, ID, java.lang.Integer, True, null, null, 0,10000 
CityShop, Name, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ” 
CityShop, X, java.lang.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Y, java.util.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Z, java.lang.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Specialization, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ” 
CityShop, Address, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ”

*Sie müssen die oben genannten Metadaten in einer einzigen Datei namens metadata.csv speichern. Machen Sie sich in Ihrer Lösung keine Gedanken über die Größe (also nicht auf Seiten).

*Sie müssen die Datei metadata.csv verwenden, um mehr über die Typen der übergebenen Daten zu erfahren und zu überprüfen, ob es sich um den richtigen Typ handelt. Behandeln Sie metadata.csv also nicht als Dekoration!

Indizes

1. Sie müssen ein Octree verwenden, um die Erstellung von Indizes zu unterstützen. Ein Octree hat genau drei Dimensionen. Sie sind nicht verpflichtet, andere Arten von Indizes zu unterstützen.
2. Jeder Spalte ist ein Bereich (Minimum, Maximum) zugeordnet. Sie sollten diesen Bereich verwenden, um die Unterteilungen auf der Indexskala zu erstellen.
3. Sie sollten vorhandene relevante Indizes aktualisieren, wenn ein Tupel eingefügt/gelöscht wird.
4. Wenn ein Index erstellt wird, nachdem eine Tabelle gefüllt wurde, haben Sie keine andere Wahl, als die gesamte Tabelle zu durchsuchen, um die Daten zu lesen und in den Index einzufügen.
5. Beim Start der Anwendung; Um zu vermeiden, dass alle Tabellen durchsucht werden müssen, um vorhandene Indizes zu erstellen, sollten Sie den Index selbst auf der Festplatte speichern und ihn laden, wenn die Anwendung das nächste Mal gestartet wird.
6. Wenn eine Tabelle erstellt wird, müssen Sie keinen Index erstellen. Ein Index wird später erstellt, wenn der Benutzer dies über einen Methodenaufruf von createIndex anfordert
7. Sobald ein Index vorhanden ist, sollte er nach Möglichkeit zum Ausführen von Abfragen verwendet werden. Wenn also kein Index für die abgefragten Spalten vorhanden ist (z. B. „wählen Sie * aus T aus, wobei x = 20 und y = 30 und z = 20)“ , wird die Abfrage mit linearem Scannen in T beantwortet. Wenn jedoch Für die drei abgefragten Spalten wird ein Index erstellt. Anschließend sollte der Index verwendet werden.
8. Beachten Sie, dass Indizes bei der Beantwortung mehrdimensionaler Teilabfragen verwendet werden sollten, wenn ein Index für eine der in der Abfrage verwendeten Spalten erstellt wurde, z. B. „select * from Table1“ mit „Table1.column1=value1“ und „Table1.column2=value2“ und „Table1.column3=“. value3 andTable1.column4=value4; und ein Index für Table1.column1, Table1.column2 und Table1.column3 erstellt wurde, sollte dieser zur Beantwortung der Abfrage verwendet werden.
9. Der Operator in SQLTerm kann entweder >, >=, <, <=, != oder = sein
10. Operatoren zwischen SQLTerm (wie in strarrOperators oben) sind AND, OR oder XOR.
11. DBAppException ist eine generische Ausnahme, um zu verhindern, dass die Testfälle bei der Ausführung unterbrochen werden. Sie können die Ausnahme anpassen, indem Sie bei der Erstellung eine andere Nachricht übergeben. Sie sollten die Ausnahme immer dann auslösen, wenn Ihnen Daten übergeben werden, die die Integrität Ihres Schemas verletzen.
12. SQLTerm ist eine Klasse mit 4 Attributen: String _strTableName, String _strColumnName, String _strOperator und Object _objValue
13. Iterator ist java.util.Iterator. Es handelt sich um eine Schnittstelle, die es Clientcode ermöglicht, die Ergebnisse Zeile für Zeile zu durchlaufen. Welches Objekt Sie auch immer mit der Ergebnismenge zurückgeben, es sollte die Iterator-Schnittstelle implementieren. 14.Sie sollten die übergebenen Typen überprüfen und nicht einfach jeden Typ akzeptieren – sonst stürzt Ihr Code mit ungültigen Eingaben ab. *Ihre Hauptklasse sollte DBApp.java heißen und über die folgenden sieben Methoden mit der angegebenen Signatur verfügen. Die Parameternamen werden in ungarischer Notation geschrieben

 public void init( ); 
public void createTable(String strTableName, String strClusteringKeyColumn, Hashtable<String,String> htblColNameType, Hashtable<String,String> htblColNameMin, Hashtable<String,String> htblColNameMax ) throws DBAppException(){}
public void createIndex(String strTableName, String[] strarrColName) throws DBAppException(){}
public void insertIntoTable(String strTableName, Hashtable<String,Object> htblColNameValue) throws DBAppException(){} 
public void updateTable(String strTableName, String strClusteringKeyValue, Hashtable<String,Object> htblColNameValue ) throws DBAppException(){}
public void deleteFromTable(String strTableName,Hashtable<String,Object> htblColNameValue) throws DBAppException(){}
public Iterator selectFromTable(SQLTerm[] arrSQLTerms, String[] strarrOperators) throws DBAppException(){}