Datenbanken - Wiederholung. Norbert Fuhr

Transkript

1 Datenbanken - Wiederholung Norbert Fuhr

2 Einführung Welches sind typische Probleme bei der Informationsverarbeitung ohne DBMS? Welche Abstraktionsebenen unterscheidet man bei einem DBMS? Was sind die Vorteile von physischer/logischer Datenunabhängigkeit?

3 Datenbankentwurf Abstraktionsebenen beim Datenbankentwurf? Phasen beim Datenbankentwurf? Wesentlichen Konstrukte beim ER-Modell? Wie kann man Kardinalitäten bei Beziehungstypen angeben? Erläutern Sie die Semantik von Funktionalitäten beim n-stelligen Beziehungen! Wodurch unterscheidet sich ein schwacher von einem starken Entity-Typ? Wesentliche Unterschiede zwischen UML und ER-Modell?

4 Das relationale Modell Begriffe: Relation, Schema, Ausprägung, Schlüssel, Primärschlüssel Relationale Darstellung von Entitytypen Relationale Darstellung von Beziehungen? Schlüssel? Verfeinerung bei 1:N-Beziehungen? Relationale Algebra: Basisausdrücke, Operatoren? Relationenkalkül: Atome, Formeln, Sicherheit? Domänenkalkül: Form Ausdruckskraft: Relationale Algebra / Relationenkalkül / Domänenkalkül

5 SQL Definition von Schemata in SQL Operationen zur Veränderung des Datenbestandes Wozu dient select distinct? Tupelvariablen in SQL Übersetzung einer Tupelkalkül(TK)-Anfrage in SQL Wie übersetzt man Existenzquantoren aus dem TK in SQL? Wie übersetzt man Allquantoren aus dem TK in SQL? Kanonische Übersetzung einer SQL-Anfrage in Relationenalgebra Semantik von Aggregatfunktionen / group by/ having Abarbeitungsreihenfolge bei Verwendung von Aggregatfunktionen? Wo weicht SQL von der Relationenalgebra ab?

6 SQL (2) Auswertung von Nullwerten Joins in SQL: Varianten, Syntax Rekursion in SQL Änderungen am Datenbestand Sichten: Spezifikation, Änderbarkeit Arten der Einbettung von SQL in Anwendungsprogramme DB-Zugriff via JDBC Zusammenhang zwischen QBE und Domänenkalkül

7 Integritätsbedingungen Welche Arten von Integritätsbedingungen kann man unterscheiden? Beispiele? Was versteht man unter referentieller Integrität? Welche Möglichkeiten gibt es in SQL, um referentielle Integrität bei Änderungen aufrechtzuerhalten? Wie kann man dynamische Integritätsbedingungen in SQL überwachen?

8 Relationale Entwurfstheorie Begriffe: Superschlüssel, Kandidatenschlüssel, volle funktionale Abhängigkeit Bestmmung der transitiven Hülle einer Attributmenge Berechnung der kanonischen Überdeckung Zerlegungskriterien für Relationenschemata: Verlustlosigkeit, Abhängigkeitserhaltung Wie kann man Verlustlosigkeit bzgl. FDs/MVDs überprüfen? Definition der Normalformen: 1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF Synthesealgorithmus/Eigenschaften Dekompositionsalgorithmus für BCNF/4NF Eigenschaften des Dekompositionsalgorithmus?

9 Transaktionen Welche Operationen gibt es auf der Transaktionsebene? Eigenschaften von Transaktionen: ACID Transaktionsverwaltung in SQL Mögliche Zustände einer Transaktion

10 Mehrbenutzersynchronisation Fehler bei unkontrolliertem Mehrbenutzerbetrieb Definition: Serialisierbarkeit / Unterschied zu serieller Historie Konfliktoperationen, Aquivalenz von Historien Serialisierbarkeitsgraph, Serialisierbarkeitstheorem Klassen von Historien: serialisierbare, rücksetzbare, rücksetzbar ohne Kaskadierung, strikte sperrbasierte Synchronisation 2-Phasen-Sprerrprotokoll (2PL), strenges 2PL Deadlocks: Erkennung und Vermeidung Multi-Granularity Locking Zeitstempel-basierte Synchronisation Optimistische Synchronisation

11 Objektorientierte Datenbanken Vorteile objektorientierter Datenmodellierung Eigenschaften von Objekten Arten von Operationen Vererbung: Eigenschaften, Operationen OQL: Pfadausdrücke

12 Objekt-relationale und erweiterbare Datenbanksysteme Objektorientierte Konzepte für ORDBMS Einfache benutzerdefinierte Typen: Definition, Konvertierung Table Functions Definition und Anlegen komplexer Typen Behandlung von Referenzen Vererbung von Objekttypen

13 Deduktive Datenbanken extensionale vs. intensionale DB Aufbau von Regeln, Sicherheit Auswertung nicht-rekursiver Regeln Auswertung rekursiver Regeln: naiv, semi-naiv Negation: stratifizierte Programme, Auswertung Ausdruckskraft von Datalog

14 Sicherheitsaspekte Grundlegende Sicherheitsmechanismen: Authentisierung, Zugriffskontrolle, Auditing Discretionary Access Control: Aufbau von Zugriffsregeln Zugriffskontrolle in SQL Sichten Auditing Verfeinerungen des Autorisierungsmodells: explizite/implizite Autorisierung positive/negative Autorisierung starke/schwache Autorisierung implizite Autoirisierung entlang einer Typhierarchie Mandatory Access Control Aufbau vpon Multilevel-relationen Integritätsbedingungen: Entity-Integrität, Null-Integrität, Interinstanz-Integrität, Polyinstanziierungs-Integrität

15 Verteilte Datenbanken Fragmentierung, Allokation und Replikation Transparenz: Fragmentierungs-Transparenz Allokations-Transparenz Lokale-Schema-Transparenz Anfrageübersetzung und -optimierung Joins in verteilten DBn Transaktionskontrolle in VDBn: 2-phase-commit Serialisierbarkeit Deadlock-Erkennung: timeout/lokal/zentral Deadlock-Vermeidung: Zeitstempel, optimistische Synchronisation Synchronisation bei replizierten Daten: Quorum Consensus-Verfahren

16 XML Unterschiede: HTML XML Relationale Datenbanken Standards: Namespaces, DTDs, XML Schema XPath XQuery: FLOWOR-Ausdrücke Unterschied FOR/LET Joins Unterschiede XPath - XQuery SQL-XML-Integration Speicherung von XML in RDBMS/Auswertung von Pfadausdrücken SQL mit XQuery-Anteilen SQL/XML-Standard Web Services Standards: UDDI, WSDL, SOAP Erstellen eines Web-Services Nutzung eines Web-Services

17 Fehlerbehandlung (Recovery) Fehlerklassifikation Speicherhierarchie und Strategien zu ihrer Verwaltung Struktur von Log-Einträgen Schreiben der Log-Information Wiederanlauf nach einem Fehler: Redo, Undo Sicherungspunkte

18 Anfragebearbeitung Logische Optimierung Kanonische Übersetzung äquivalenzerhaltende Transformationsregeln Heuristische Anwendung der Transformationsregeln Physische Optimierung Pipelining Join-Implementierung Hash-Join Mengendurchschnitt mit Hash/Partitionierung Externes Sortieren Auswertungspläne Kostenmodelle Selektivität Statistiken Kostenabschätzungen Tuning Analysieren von Leistungsengpässen Optimierung durch Dynamische Programmierung