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Florian Lautenschlager
Effiziente Speicherung von Zeitreihen mit Betriebsdaten aus Software-Systemen zur Analyse von Laufzeitanomalien
Arbeiten geschäftsrelevante Software-Systeme ineffizient oder fallen aus, können sie zu wirtschaftlichem Schaden führen. Diese Software-Systeme müssen daher hohen Stabilitätsansprüchen genügen. Erreichen sie die Ansprüche nicht, können sie auffälliges Laufzeitverhalten zeigen, wie anormale Ressourcennutzung oder sporadische Fehler durch Synchronisationskonflikte. Die Analyse des Laufzeitverhaltens ist ein Mittel, um das Verhalten des Software-Systems zu verstehen. Sie erfordert ein strukturiertes Vorgehen und eine Werkzeugkette.
Die Werkzeugkette besteht aus Werkzeugen zum Aufzeichnen, Speichern und Analysieren: Monitoring-Werkzeuge sammeln Betriebsdaten ein. Analysen nutzen spezielle Techniken zum Erkennen von Auffälligkeiten in den Betriebsdaten. Dazwischen existiert eine Lücke, da Standard-Zeitreihendatenbanken, wenn sie zum Speichern der Betriebsdaten verwendet werden, diese nicht für die Analyse des Laufzeitverhaltens optimiert speichern.
Diese Arbeit beschreibt die domänenspezifische Zeitreihendatenbank Chronix, welche die Einschränkungen der Standard-Zeitreihendatenbanken nicht besitzt. Chronix hat ein generisches multidimensionales Datenmodell, einen Erweiterungsmechanismus für Zeitreihentypen und -Zeitreihenfunktionen, berücksichtigt den in dieser Arbeit beschriebenen Ansatz zum Synchronisieren von Zeitreihen und hat einen effizienten funktional-verlustfreien Langzeitspeicher. In der quantitativen Evaluation hat Chronix einen geringeren Arbeitsspeicherbedarf, spart 20 % – 68 % des Festplattenspeicherbedarfs, ist 80 % – 92 % schneller beim Datenzugriff und spart 73 % – 97 % der Laufzeiten bei datenbankseitigen Analysefunktionen. Die qualitative Evaluation zeigt zudem die Vorteile anhand von drei Fallstudien.
Die Werkzeugkette besteht aus Werkzeugen zum Aufzeichnen, Speichern und Analysieren: Monitoring-Werkzeuge sammeln Betriebsdaten ein. Analysen nutzen spezielle Techniken zum Erkennen von Auffälligkeiten in den Betriebsdaten. Dazwischen existiert eine Lücke, da Standard-Zeitreihendatenbanken, wenn sie zum Speichern der Betriebsdaten verwendet werden, diese nicht für die Analyse des Laufzeitverhaltens optimiert speichern.
Diese Arbeit beschreibt die domänenspezifische Zeitreihendatenbank Chronix, welche die Einschränkungen der Standard-Zeitreihendatenbanken nicht besitzt. Chronix hat ein generisches multidimensionales Datenmodell, einen Erweiterungsmechanismus für Zeitreihentypen und -Zeitreihenfunktionen, berücksichtigt den in dieser Arbeit beschriebenen Ansatz zum Synchronisieren von Zeitreihen und hat einen effizienten funktional-verlustfreien Langzeitspeicher. In der quantitativen Evaluation hat Chronix einen geringeren Arbeitsspeicherbedarf, spart 20 % – 68 % des Festplattenspeicherbedarfs, ist 80 % – 92 % schneller beim Datenzugriff und spart 73 % – 97 % der Laufzeiten bei datenbankseitigen Analysefunktionen. Die qualitative Evaluation zeigt zudem die Vorteile anhand von drei Fallstudien.
Schlagwörter: Zeitreihendatenbank; Zeitreihen; Laufzeitverhalten; Zeitreihensynchronisation; Software-Systeme; Analyse
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