Übungsblatt 3

Datenbanken & Informationssysteme
Wintersemester 2015/2016
Prof. Dr.-Ing. Klaus Berberich
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Übungsblatt 3
Das Übungsblatt wird in der Veranstaltung am 30. November besprochen.
Aufgabe 3.1
Fehlerwahrscheinlichkeiten von Festplatten
Ein Hersteller gibt die mittlere Zeit bis zu einem Fehler seiner Festplatten mit 2 · 106 Stunden an.
(a) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler an einem bestimmten Tag auftritt?
(b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler in einem bestimmten Jahr auftritt?
Beschreiben Sie Ihre Vorgehensweise und welche Annahmen Sie treffen.
Aufgabe 3.2
Fehlerwahrscheinlichkeiten von RAIDs
Die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer Festplatte eines Herstellers in einem bestimmten Jahr ein Fehler
auftritt, betrage 1%. Zudem nehmen wir an, dass Fehler bei verschiedenen Festplatten unabhängig
voneinander auftreten, d.h. die zugehörigen Ereignisse sind stochastisch unabhängig. Ihre Aufgabe
ist es, eine Speicherlösung aufzusetzen. Hierzu stehen Ihnen 5 Festplatten mit Kapazität 4TB des
Herstellers zur Verfügung.
(a) Wieso ist unsere Unabhängigkeitsannahme in der Praxis fragwürdig?
(b) Wie hoch ist die Fehlerwahrscheinlichkeit Ihrer Speicherlösung, wenn Sie hierzu ein RAID-Level
0, 1 oder 5 verwenden? Nehmen Sie hierzu an, dass Fehler einzelner Festplatten irreparabel
sind. Fällt beispielsweise bei RAID-Level 0 eine Festplatte aus, bedeutet dies einen Fehler ihrer
Speicherlösung, und alle Daten wären verloren.
(b) Wie hoch ist die Kapazität Ihrer Speicherlösung bei den verschiedenen RAID-Levels?
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Prof. Dr.-Ing. Klaus Berberich
Aufgabe 3.3
Seitenersetzungsstrategien
Wir haben in der Vorlesung verschiedene Strategien kennengelernt, um die im Puffer zu ersetzende
Seite zu bestimmen. Es sei die folgende Zugriffshistorie auf Seiten gegeben:
h P1 , P2 , P1 , P1 , P3 , P2 , P4 , P4 , P2 , P5 , P1 , P3 , P2 , P3 , P5 i
Unser Puffer soll eine Kapazität von 3 Seiten haben.
(a) Bestimmen Sie den Zustand des Puffers nach jedem Seitenzugriff bei Verwendung von FIFO,
LFU und LRU-K (K = 2 und R = 1).
(b) Bestimmen Sie die Fehlseitenrate, basierend auf der gesamten Zugriffshistorie, für die verschiedenen Strategien.
Aufgabe 3.4
Implementierung von LRU-K
Implementieren Sie LRU-K in Pseudo-Code. Eine naïve Implementierung würde sich die gesamte
Zugriffshistorie merken und bei jedem Seitenzugriff die Rückwärts-K-Distanz aller Seiten ermitteln,
um ein Opfer zu bestimmen. Wie können Sie es durch geschickte Buchhaltung vermeiden, die gesamte
Zugriffshistorie zu erinnern? Welche Datenstrukturen verwenden Sie?
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