Unterstützung von Computersimulationen durch objektorientierte Datenbanksysteme am Beispiel einer Anwendung aus der Medizin

Zusammenfassung

Computersimulationen und Datenbanken (DB) spielen in vielen Anwendungsbereichen der Informatik eine große Rolle. Obwohl bei Simulationen häufig große Datenmengen anfallen, ist es eher die Ausnahme, daß ein Simulationssystem die Datenhaltung mit Unterstützung durch ein Datenbanksystem (DBS) durchführt.

In dieser Arbeit soll gezeigt werden, wie DBSs eine Infrastruktur für Simulationssysteme bereitstellen können. Aufgrund der starken Strukturierung von Simulationsdaten vor allem in Anwendungen aus der Biologie und der Medizin bieten sich objektorientierte Datenbanksysteme (OODBS) als Grundlage an. Wir gehen auf die Anforderungen ein, die von Simulationsseite an ein DBS gestellt werden und zeigen unter anderem, wie das Problem von Anfragen, die sich auf noch nicht vorhandene Datenbestände beziehen, mit Hilfe von Funktionsaufrufen in OODBS gelöst werden kann. Dieses Problem ergibt sich immer dann, wenn eine Simulation noch nicht weit genug fortgeschritten ist, um eine Anfrage zu beantworten.

Wir stellen den Prototypen eines lauffähigen Simulationssystems auf der Basis des OODBSs O₂ vor. Als Beispiel dient eine Anwendung aus der Medizin: die Simulation des Nachlassens der Muskelkraft bei der Krankheit Amyotrophe Late-ralsklerose.

Abstract

Computer simulations and databases play an important role in computer science. Although simulations often produce large amounts of data, simulation systems usually do not take advantage of a database system for data storage.

In this paper we show how database systems can provide an infrastructure for simulation systems. Due to the complex structure of simulation data, especially in biological and medical applications, object oriented database systems (OODBS) are well suited for this task. We identify the requirements simulation systems impose on database systems. Moreover, we show how the problem of queries on not yet existing data can be solved by using method invocations in an OODBS. This allows for a demand driven execution of simulations.

We present the prototype of a working simulation system based on the OODBS O₂. As an example we use a medical application: We simulate the decrease of muscle force during the progress of the disease Amyotrophic Lateral Sclerosis.

Die Arbeit dieses Autors entstand am Institut für Medizinische Informatik der Medizinischen Universität zu Lübeck.