Dominik Probst (M.Sc.)

Mit dem andauernden Anstieg globaler Datenvolumina gewinnt die Datenbankkompression immer weiter an Relevanz. Während die Kompression numerischer Datentypen umfassend erforscht wurde, erfährt die Kompression von Zeichenketten erst neuerdings wieder verstärkte wissenschaftliche Beachtung.

Ein vielversprechender Ansatz zur Stringkompression ist die Kompression mittels Symboltabellen, bei der wiederkehrende Substrings innerhalb einer Datenbank durch kurze Codes substituiert werden. Eine korrespondierende Tabelle ermöglicht dabei eine reibungslose Rekonstruktion der Originaldaten. Dieser Ansatz besticht durch kurze Kompressions- und Dekompressionszeiten, wobei die Kompressionsrate stark von der Qualität der Symboltabelle abhängig ist.

Das Forschungsprojekt FST fokussiert sich auf die Erzeugung optimierter Symboltabellen zur Maximierung der Kompressionsrate. Dafür werden die namensgebenden Frequent-Substring Trees konstruiert, eine Trie-artige Datenstruktur, die alle potenziellen Tabelleneinträge abbildet und die mit Hilfe von Metadaten die Identifizierung optimaler Einträge ermöglicht.

Das primäre Ziel des Forschungsprojektes ist die Steigerung der Kompressionsrate von Stringkompressionsverfahren, ohne die Kompressions- und Dekompressionszeiten signifikant zu beeinträchtigen.

Die Kompression von Daten spielt im Datenmanagement nicht erst seit Kurzem eine entscheidende Rolle. Komprimierte Daten lassen sich platzsparender dauerhaft ablegen und effizienter über das Netzwerk versenden. Durch die ständig steigenden Datenmengen erhöht sich die Wichtigkeit guter Kompressionsverfahren jedoch immer weiter.

Im Rahmen von Projekt Anania (Architektur von Nicht-Multiplen Autoencodern mit Nicht-Verlustbehafteter Informations-Agglomeration) erforschen wir, inwiefern klassische Kompressionsverfahren in relationalen Datenbanken über Verfahren aus dem maschinellen Lernen ergänzt und verbessert werden können.

Im Fokus des Projektes stehen Autoencoder, die bei tupelweiser Anwendung semantische Zusammenhänge in Relationen erkennen können und so eine weitere Verbesserung bei der Kompression von relationalen Daten versprechen. Auch bilden Kombinationen von Autoencodern und klassischen Kompressionsverfahren einen möglichen Betrachtungsschwerpunkt des Projektes.

Randbemerkung: Der Name des Projektes "Anania" wurde in Anlehnung an den Schmetterling "Anania funebris" gewählt. Ein Autoencoder erinnert in seiner stilisierten Form stark an die Silhouette eines Schmetterlings mit ausgebreiteten Flügeln, wodurch die Wahl dieses Akronyms passend erschien.