Analyse und Bewertung von Versionierungsstrategien in objektrelational verwalteten Datenbanken

Kurzfassung

Diese Arbeit untersucht, wie der Zustand einer objektrelational verwalteten Datenbank effizient versioniert werden kann, um historische Systemzustände nachvollziehbar zu speichern. Als Anwendungskontext dient das FTI-Metamodell des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, das den Aufbau und Zustand komplexer Flugversuchsinstrumentierungen in einer PostgreSQL- atenbank abbildet. Durch eine Versionierung dieser Datenbank wird die Nachvollziehbarkeit einzelner Messdaten aus vergangenen Flugversuchen mitsamt ihrer Entstehung verbessert, was insbesondere bei der Auswertung von Messungen und der Fehlerdetektion der Sensortechnik unterstützt. Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Frage, welche Versionierungsstrategie sich hinsichtlich Speicherbedarf, Geschwindigkeit der Versionserstellung und Zugriff auf historische Versionen für diesen Anwendungskontext eignet. Dazu wurden zunächst bestehende Versionierungsansätze im Rahmen einer Literaturrecherche untersucht und verglichen. Auf dieser Grundlage wurden drei unterschiedliche Strategien konzeptioniert und prototypisch implementiert. Diese Prototypen generieren automatisch Versionierungstabellen und speichern darin historische Zustände der Datenbanktabellen. Anschließend wurden sie in einem Benchmark hinsichtlich ihres Speicherbedarfs und der Geschwindigkeit der Versionserstellung verglichen. Die Komplexität der Rekonstruktion historischer Zustände wurde zusätzlich theoretisch anhand der O-Notation bewertet. Die gewonnenen Erkenntnisse aus dem Strategienvergleich ermöglichten es, zentrale Anforderungen an eine geeignete Versionierungsstrategie abzuleiten und bei ihrer Konzeption zu berücksichtigen. Auf dieser Grundlage wurde eine kombinierte Strategie empfohlen, die eine effiziente Speicherung und Rekonstruktion historischer Zustände ermöglicht und gleichzeitig die unterschiedlichen Eigenschaften der zu versionierenden Daten berücksichtigt. Sie bildet die Grundlage für die weitere Entwicklung eines funktionsfähigen Versionierungsfeatures für das FTI-Metamodell.