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  • Folie 1
  • 1 Datenbanksysteme Oliver Vornberger Fachbereich Mathematik/Informatik Universitt Osnabrck 49069 Osnabrck oliver@uos.de
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  • 2 Literatur Alfons Kemper, Andr Eickler: Datenbanksysteme - Eine Einfhrung Oldenbourg Verlag, Mnchen, 3. Auflage, 1999, 68 DM Oliver Vornberger: Datenbanksysteme Vorlesungsskript Heft 92, SS 1999, 7 DM Online-Material zur Vorlesung: http://www-lehre.inf.uos/~dbs
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  • 3...mehr Literatur Date, C.J: An Introduction to Database Systems, Addison-Wesley, 1995. Elmasri R. & S. Navathe: Fundamentals of Database Systems, Addison Wesley, 2000 Hamilton G., R. Cattell, M. Fisher: JDBC Datenbankzugriff mit Java, Addison-Wesley, 1998 Heuer, A. & G. Saake: Datenbanken - Konzepte und Sprachen, International Thompson Publishing, 2000. Schlageter, G. & W. Stucky: Datenbanksysteme: Konzepte und Modelle Teubner 1983 Silberschatz, A. & H.F. Korth & S. Sudarshan: Database System Concepts, Mc Graw-Hill, 1991. Ullman, J. D.: Principles of Data and Knowledge-Base Systems, Computer Science Press, 1988. Riordan, R: SQL-Server 2000 Programmierung Schritt fr Schritt, Microsoft Press, 2001
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  • 4 Gliederung 1.Einfhrung 2.Konzeptuelle Modellierung 3.Logische Datenmodelle 4.Physikalische Datenorganisation 5.Mehrdimensionale Suchstrukturen 6.Das Relationale Modell 7.Relationale Abfragesprachen 8.Datenintegritt 9.Datenbankapplikationen 10.Relationale Entwurfstheorie 11.Transaktionsverwaltung 12.Mehrbenutzersynchronisation 13.Recovery 14.Sicherheit 15.Objektorientierte Datenbanken 16.Data Warehouse
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  • 5 Definition Datenbasis zur Beschreibung eines Ausschnitts der Realwelt Programme zum geregelten Zugriff auf die Datenbasis. Ein Datenbanksystem ist ein computergesttztes System, bestehend aus ( auch genannt: Datenbankverwaltungssystem, DBMS = data base management system)
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  • 6 Motivation Redundanz Inkonsistenz Integrittsverletzung Verknpfungseinschrnkung Mehrbenutzerprobleme Verlust von Daten Sicherheitsprobleme Hohe Entwicklungskosten Separate Abspeicherung von miteinander in Beziehung stehenden Daten
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  • 7 Isolierte Dateien versus zentrale Datenbasis Programm 1 Physikalische Datei n Physikalische Datei 1 Programm n... Logische Datei n Logische Datei 1 Programm n Programm 1 DBMS Daten basis...
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  • 8 Datenabstraktion Gesamtsicht konzeptuelle Ebene Sicht 1 Sicht 2Sicht n externe Ebene physikalische Speicherung interne Ebene
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  • 9 Schema versus Ausprgung Datenbankschema = Struktur der abspeicherbaren Daten Datenbankausprgung = momentan gltiger Zustand der Datenbasis
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  • 10 Transformationsregeln Transformationsregeln fr Verbindungen zwischen den Ebenen Bundesbahn: konzeptuelles Schema = Kursbuch externes Schema = Stdteverbindungen Osnabrck internes Schema= Abbildung auf Dateisystem Personaldatei: konzeptuelle Ebene = Angestellte mit ihren Namen, Wohnorten und Geburtsdaten externes Schema = Geburtstagsliste mit Name, Datum, Alter internes Schema= Abbildung auf Dateisystem
  • Folie 11
  • 11 Datenunabhngigkeit Physische Datenunabhngigkeit: keine nderung des externen Schemas bei nderung des internen Schemas Logische Datenunabhngigkeit: keine nderung des externen Schemas bei nderungen des konzeptuellen Schemas
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  • 12 Modellierungskonzepte konzeptuelles Schema externes Schema internes Schema Datenbanksystem reale Welt logisches Schema
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  • 13 Entity-Relationship-Modell entity: Gegenstand des Denkens und der Anschauung relationship: Beziehung zwischen den entities
  • Folie 14
  • 14 ER-Diagramm Student VornameNachname PLZMat-NrStudienfachName Ortwohnt in
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  • 15 ER-Diagramm Studenten VornameNachname PLZMat-NrStudienfachName Ortewohnt in
  • Folie 16
  • 16 Logisches Schema Das hierarchische Modell (z. B. IMS von IBM) Das Netzwerkmodell (z. B. UDS von Siemens) Das relationale Modell (z. B. Access von Microsoft) Das objektorientierte Modell (z. B. O 2 von O 2 Technology)
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  • 17 Architektur eines DBMS "Naive" Benutzer Fortgeschrittene Benutzer Anwendungs- programmierer Datenbank- administratoren Anwendung interaktive Anfrage Prcompiler Verwaltungs- werkzeug DML- CompilerDDL-Compiler Anfragebearbeitung DatenbankmanagerSchemaverwaltung Mehrbenutzersynchr. Fehlerbehandlung DBMS LogdateienIndexeDatenwrterbuchDatenbasis Filemanager Hintergrundspeicher
  • Folie 18
  • 18 Das Entity-Relationship-Modell VorlNr SWS Titel voraussetzen NachfolgerVorgnger MatrNr Name Sem hren Note StudentenVorlesungen lesen Assistenten Fachgebiet Name PersNr Rang Raum Name PersNr prfen Professoren arbeitenFr
  • Folie 19
  • 19 Schlssel Schlsselkandidat= minimale identifizierende Menge von Attributen Primrschlssel = ein ausgezeichneter (oft knstlicher) Schlssel
  • Folie 20
  • 20 Das Entity-Relationship-Modell (Schlssel unterstrichen) VorlNr SWS Titel voraussetzen NachfolgerVorgnger MatrNr Name Sem hren Note StudentenVorlesungen lesen Assistenten Fachgebiet Name PersNr Rang Raum Name PersNr prfen ProfessorenarbeitenFr
  • Folie 21
  • 21 Beispiel fr Schlsselkandidaten 49080OsnabrckAltenburger Str.14 49080OsnabrckAltenburger Str. 16 49080OsnabrckBlumenhaller Weg 52 49082OsnabrckHochstr.10 33699BielefeldAltenburger Str.14 Adresse PLZOrtHausnrStrae Schlsselkandidat: PLZ + Strae + Hausnummer
  • Folie 22
  • 22 Beispiel fr Schlsselkandidaten XMLSchreinerMO, 12:0031/322 XMLSchreinerDO, 16:1531/449a DBSVornbergerMO, 14:1531/449a Vorlesungsverzeichnis TitelDozentRaumTermin Schlsselkandidaten: Titel + Termin Dozent + Termin Raum + Termin
  • Folie 23
  • 23 Charakterisierung von Beziehungstypen 1:1-Beziehung (one-one) 1:N-Beziehung (one-many) N:1-Beziehung (many-one) N:M-Beziehung (many-many)
  • Folie 24
  • 24 1:1 E 1 E 2 EE 1:N 12 N:1 E 1 E 2 N:M E 1 E 2 Binre Beziehungen
  • Folie 25
  • 25 Modellierung einer Literaturliste Buch AuflageTitelISBNJahr M N N 1 Autor Verlag verfat_von erscheint_bei IDVornameNachname ID NameOrt AutorVerlag
  • Folie 26
  • 26 Modellierung einer Fluggesellschaft Instanz_von gebucht_auf Passagier Nachname VornameKdn-Nr Adresse Abflug Datum Flug Nr StartZielAbflugzeitAnkunftszeit N M N 1
  • Folie 27
  • 27 Die (min, max)-Notation Fr jeden an einem Beziehungstyp beteiligten Entitytyp wird ein (min,max)-Wert festgelegt. Der (min, max)-Wert gibt an, wie oft ein Entity mindestens und wie oft es hchstens an einer Beziehung beteiligt ist.
  • Folie 28
  • 28 ER-Diagramm fr Begrenzungsflchen- darstellung von Polyedern PolyederFlchenKantenPunkte PolyID FlchenIDKantenID Begrenzung StartEnde 1 N (4,*) (1,1) N M (3,*) (2,2) N M (3,*) Hlle Y Z X
  • Folie 29
  • 29 Existenzabhngige Entity-Typen GebNr Hhe Gebude liegt_in N1 Gre RaumNr Rume
  • Folie 30
  • 30 Generalisierung Name Uni-Mitglieder is-a MatrNr Studenten PersNr Angestellte is-a Fachgebiet AssistentenProfessoren Raum Rang
  • Folie 31
  • 31 Modellierung einer Fluggesellschaft bedient_von Instanz_von gebucht_auf Passagier Nachname VornameKdn-Nr Adresse N Abflug Datum M M N Flug Nr StartZielAbflugzeitAnkunftszeit 1 Angestellter Vorname PersNr Nachname Pilot Lizenz Flugzeug 1 1 M N 1 Typ N Maschine isa P_Info Modell SerienNr Hersteller N
  • Folie 32
  • 32 Aggregation
  • Folie 33
  • 33 Konsolidierung globales Schema redundanzfrei widerspruchsfrei Synonyme bereinigt Homonyme bereinigt Sicht 1 Sicht 2 Sicht 3
  • Folie 34
  • 34 Drei Sichten einer Universittsdatenbank Studenten Assistenten Professoren erstellen Diplomarbeiten Titel Dissertationen verfassen betreuen bewerten Titel Sicht 1: Erstellung von Dokumenten als Prfungsleistung Bibliotheken leiten UniMitglieder Fakultt besitzen Dokumente entleihen Datum Signatur Autoren Titel Jahr Sicht 2: Bibliotheksverwaltung Vorlesungen Dozenten empfehlen Bcher Autoren Titel Jahr Verlag Sicht 3: Buchempfehlungen fr Vorlesungen
  • Folie 35
  • 35 Konsolidiertes Schema der Universittsdatenbank
  • Folie 36
  • 36 Logische Datenmodelle Hierarchisches Modell Netzwerkmodell Relationales Modell Objektorientiertes Modell
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  • 37 Hierarchisches Modell Vorlesung VorlNrTitelSWS Student MatrNrNameSemester Dozent PersNrNameRangRaum MustermannStochastikVJavaVStadjeDVogtD SchreinerDWackerSZahlentheorieVVogtD S Ausprgung (S = Student, V = Vorlesung, D = Dozent): Schema:
  • Folie 38
  • 38 COURSE#TITLEDESCRIPN COURSE COURSE#TITLE PREREQ OFFERING LOCATIONDATEFORMAT EMP#NAMEEMP#NAMEGRADE STUDENTTEACHER Schema im Hierarchischen Modell
  • Folie 39
  • 39 M 23 COURSE Dynamics CalculusM 19 TrigonometryM 16 PREREQ Oslo750106F 2 OFFERING Dublin741104 F 3 OFFERING Madrid730813F 3 OFFERING Sharp, R.421633 Tallis, T.761620B STUDENT Gibbons, O.183009A STUDENT Byrd, W.102141B STUDENT TEACHER Ausprgung im Hierarchischen Modell
  • Folie 40
  • 40 COURSE#TITLEDESCRIPN COURSE COURSE#TITLE PREREQ OFFERING LOCATIONDATEFORMAT EMP#NAMEEMP#NAMEGRADE STUDENTTEACHER Operationen im Hierarchischen Modell GU COURSE(COURSE#='M23'

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