Projektarbeit: Skalierbare Verarbeitung von Ortsinformationen

Stichworte: Ortsinformationen, Skalierbarkeit, Datenbanken, In-Memory

Beschreibung

In vielen mobilen Apps werden Informationen oder Funktionen in Abhängigkeit vom aktuellen Aufenthaltsort des Nutzers angeboten. Nutzer sollen zum Beispiel sehen können, ob sich Freunde in der Nähe befinden oder es sollen ortsabhängig relevante Restaurants oder Geschäfte angezeigt werden.

Für die Speicherung solcher Informationen können sogenannte geo-spatial Erweiterungen von Datenbanksystemen verwendet werden. Zum Beispiel bietet MySQL Datentypen zur Speicherung von Punkten undPolygonen. Bei NoSQL Datenbanken sind Datentypen für geometrische Objekte oft schon standardmäßig vorhanden. Diese Systeme bieten natürlich auch Suchverfahren an, die zum Beispiel die Distanz zwischen Objekten berücksichtigen.

Auf der technischen Ebene müssen bei diesen Lösungen jedoch einige Nachteile berücksichtigt werden. Die Performance beim Schreiben ist vor allem aufgrund der aufwändigen Index-Operationen bei großen Datenmengen schlecht. Damit können Anwendungsfälle, in denen es um sehr häufige Aktualisierungen geht, nicht realisiert werden. Für eine horizontale Skalierbarkeit bieten die Systeme oft keine Unterstützung oder sind aufgrund schlechter Performance nicht mehr praktisch einsetzbar.

Aufgabenstellung

In dieser Projektarbeit sollen aktuelle Datenbanksysteme hinsichtlich der Skalierbarkeit systematisch miteinander verglichen werden. Dabei wird insbesondere Wert gelegt auf Möglichkeiten zur horizontalen Skalierbarkeit bei sehr großen Datenmengen und hohen Update-Frequenzen.

Alternativ zu den Datenbanksystemen soll ein eigenes Verfahren implementiert werden, bei dem die Datenstrukturen zur Verwaltung von Geo-Daten (z.B. ein R-Tree) ausschließlich im Hauptspeicher gehalten werden. Das Verfahren soll ebenfalls horizontal skalierbar sein.

Anzahl Studenten

Das Thema eignet sich für drei und mehr Studenten. In Abhängigkeit von der Anzahl wird die Menge der zu überprüfenden Datenbanksysteme verändert.

Voraussetzungen

Kenntnisse in der Programmiersprache Java und Vorwissen im Bereich von Datenbanken und verteilten Systemen.

Beginn der Projektarbeit

So bald wie möglich.

Betreuung

Prof. Dr. Peter Braun
Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt
peter dot braun at fhws dot de

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