Teil 2-7. Vorlesung. Modul: Programmierung B-PRG Grundlagen der Programmierung II

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1 Teil 2-7. Vorlesung Modul: Programmierung B-PRG Grundlagen der Programmierung II Professur für Datenbanken und Informationssysteme Dr. Karsten Tolle 1

2 seit Person (u:v) (w:x) lebt_in Ort AusweisNr. Name Vorname PLZ Ortsname Abhängig von u, v, w und x PERSON (AusweisNr., Name, Vorname) ORT (PLZ, Ortsname) LEBT_IN (AusweisNr., PLZ, seit) PERSON (AusweisNr., Name, Vorname) ORT (PLZ, Ortsname, AusweisNr., seit) PERSON (AusweisNr., Name, Vorname) ORT (PLZ, Ortsname) LEBT_IN (AusweisNr., PLZ, seit) PERSON (AusweisNr., Name, Vorname) ORT (PLZ, Ortsname) LEBT_IN (AusweisNr., PLZ, seit) PERSON ORT (AusweisNr., Name, Vorname, PLZ, seit) (PLZ, Ortsname) Auto KFZ-Kennzeichen Hersteller (3:5) (0:1) hat_räder Fabr.-Nr. Rad Breite PERSON_ORT PERSON_ORT PERSON_ORT (AusweisNr., Name, Vorname, PLZ, Ortsname, seit) (AusweisNr., Name, Vorname, PLZ, Ortsname, seit) (AusweisNr., Name, Vorname, PLZ, Ortsname, seit) 2 Grundlagen der Programmierung II

3 Generalisierung ER rel. Modell Möglichkeit 1: KONTO (Kto.Nr., Kunde, Kto.Stand) GIROKONTO (Kto.Nr., Kunde, Kto.Stand, Kreditrahmen) SPARKONTO (Kto.Nr., Kunde, Kto.Stand, Zinssatz) Girokonto Kto.-Nr. Kunde Kto.Stand Konto Sparkonto Möglichkeit 2: KONTO (Kto.Nr., Kunde, Kto.Stand) GIROKONTO (Kto.Nr., Kreditrahmen) SPARKONTO (Kto.Nr., Zinssatz) Kreditrahmen Zinssatz Möglichkeit 3: KONTO (Kto.Nr., Kunde, Kto.Stand, Kreditrahmen, Zinssatz) 3 Grundlagen der Programmierung II

4 Normalisierung ID HERSTELLER ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN 1 VW bis 3.5 B 2 MB bis 7.5 C1 3 MB bis 8.5 C 4 MAN bis 12 C 5 MB bis 12 C 6 VW bis 12 C F = { ID R, ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN} ID HERSTELLER ZUGEL_GES_GEW 1 VW bis MB bis MB bis MAN bis 12 5 MB bis 12 6 VW bis 12 ZUGEL_GES_GEW bis 3.5 bis 7.5 bis 8.5 bis 12 bis 12 bis 12 FÜHRERSCHEIN B C1 C C C C 4 Grundlagen der Programmierung II

5 rel. Modell ER???? Gegeben R (A, B, C) S (D, E) T (B, D, F) U (A, G) Was ist Entity-Typ, was Beziehungstyp? Bilden S und U zusammen ein Entity-Typ? Sind R.B und T.B überhaupt GLEICH? R und U könnten eine Generalisierung darstellen???? 5 Grundlagen der Programmierung II

6 OO (ER) und rel. Modell Als Object-relational Impedance Mismatch (auch objekt-relationale Unverträglichkeit genannt) bezeichnet man die Unverträglichkeit zwischen dem relationalem Datenmodell und dem objektorientieren Programmierparadigma. Unverträglichkeit bedeutet, dass die Abbildungen von dem einen ins andere Modell (und zurück) nicht eindeutig ohne Zusatzwissen möglich ist. 6 Grundlagen der Programmierung II

7 (Fast) Alle Wege führen nach Rom. Prüfe die Anforderungen und denke an die Zukunft!

8 Prinzipien des digitalen Speicherns I Ein Datensatz sollte offensichtlich/eindeutig und schnell mit dem Objekt, welches es repräsentiert, in Verbindung gebracht werden können. ISBN TITLE ISBN Number

9 Prinzipien des digitalen Speicherns II Atomisierung der Daten teile die Daten in ihre kleinste Einheit auf 1. Normalform ISBN AUTHORS TITLE Jeffrey Hoffer, Mary Prescott and Fred McFadden ISBN TITLE ISBN AUTHORS Jeffrey Hoffer Mary Prescott Fred McFadden

10 Prinzipien des digitalen Speicherns III ein weiteres Beispiel (aus der Realität). RULER Hadrian (Sabina) Bedeutet: Hadrian war der Prägeherr und prägte die Münze für (zu ehren von) Sabina. RULER COINED_FOR Hadrian Sabina

11 Prinzipien des digitalen Speicherns IV Handhabung unsicherer Informationen: RULER Hadrian??Nero Nero Bedeutung: nicht wirklich sicher / abgeleitet aus anderen Informationen. RULER QUALIFICATION Hadrian uncertain Nero inferred Nero certain

12 Prinzipien des digitalen Speicherns V Vermeidung underschiedlicher Namen für gleiche Dinge, z.b.: Gaius Julius Caesar Octavianus = Gaius Octavius = Caesar Augustus (63 BCE - 14 CE) = Augustus (27 BC 14 AD) Konsistenz auch in der Namensgebung für Tabellen und Attribute. coinlist metal_information ID CODE coin_list better metal_information ID ID

13 CPU z.b. AMD Geode 1750NX 1400 MHz Hersteller AMD Bezeichnung Athlon XP Geode Taktfrequenz 1400 MHz Level 1 Cache 128 KB Level 2 Cache 256 KB Bustakt 266 MHz RAM z.b. 1GB G-Skill PC3200/400 CL 3 Speichergeschwindigkeit 400 MHz ( PC3200 ) Festplatte z.b. WD 1TB SATA 3 8,9cm (3,5") Spindelgeschwindigkeit 7200 rpm Datenübertragungsrate 600 MBps Cache-Größe 32 MB Durchschnittliche Latenzzeit 4,20 ms (Nennwert)

14 (alte Tabelle von 2010)

15 Vergleich von Nano- vs Millisekunde 1 Nanosekunde (ns) = 1000 Pikosekunden = 0, Sekunden 1 Mikrosekunde (μs) = 1000 Nanosekunden = 0, Sekunden 1 Millisekunde (ms) = 1000 Mikrosekunden = 0,001 Sekunden In einer Nanosekunde (10-9 s) legt das Licht die Strecke von etwa 30 cm zurück. In einer Mikrosekunde also 1000 * 30 cm cm = 300 m. In einer Millisekunde also 1000 * 300 m m = 300 km.

16 Vergleich von Nano- vs Millisekunde (2) 1 Nanosekunde (ns) = 1000 Pikosekunden (ps) = 0, Sekunden 1 Mikrosekunde (μs) = 1000 Nanosekunden = 0, Sekunden 1 Millisekunde (ms) = 1000 Mikrosekunden = 0,001 Sekunden 333 ps (3, ) Taktzeit für einen Prozessor mit 3 GHz Taktfrequenz 1 ns ~ 3 Takte 1 ms ~ 1000 * 1000 * 3 Takte = Takte = 3 Millionen Takte 20 ns ~ 60 Takte (mittlere Zugriffszeit für den Arbeitsspeicher RAM) 3,5 ms ~ 10,5 Millionen Takte (mittlere Zugriffszeit für die Festplatte) Für Datenbanksysteme ist meist die Anzahl der Blockzugriffe entscheidend.

17 Beispiel aus der Praxis Tabelle mytable mit: Attributen: a, b und c Einträgen Index auf Attribut a Anfrage: SELECT a,b,c FROM mytable WHERE a > Ausführungszeit lag bei 10 Minuten!

18 Beispiel aus der Praxis In einem Beispiel waren ca. 50% der Einträge unter Attribut a mit dem Wert belegt. Nutzung des Index nicht sinnvoll? In Oracle können Hints in SQL Anfragen eingebaut werden: SELECT /*+ full(mytable)*/ a, b, c FROM mytable WHERE a > Ausführungszeit ohne Index ~15sec

19 Zugriff auf RDBMS aus Java mit JDBC 1. JDBC Treiber für DBMS in Classpath aufnehmen, Beispiel: set JDBC_Driver="C:\MySQL\mysql-connector-java bin.jar" java classpath %JDBC_Driver% MyAnwendung 2. Treiber im Program laden und aktivieren, Beispiel: try { Class.forName(jdbcdriver); } catch (Exception e) {} 3. Verbindung herstellen, Beispiel: try { Connection con = DriverManager.getConnection(dburl, username, passwd); } catch (Exception e) {}

20 Zugriff auf RDBMS aus Java mit JDBC 4. SQL Statement (Objekt) erzeugen Statement stmt = con.createstatement(); 5. SQL Anfrage erzeugen und an DBS schicken: ResultSet rs = stmt.executequery( select * from mytable ); 6. Mit dem Ergebnis arbeiten: while (rs.next()) { String name = rs.getstring( Name ); System.out.println( Name = +name); }

21 Klausur Samstag 23. Juli Anmeldung online (über PRG2-Seite) bis Heute Ort: Hörsaal H II, H V oder H VI siehe PRG2-Seite Zeit: ab 09:00 Uhr da sein Studentenausweis mitbringen keine Hilfsmittel (kein Skript, kein Handy, ) kein Bleistift und keine roten Stifte 21 Grundlagen der Programmierung II