Grundlagen von Datenbanken

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1 Grundlagen von Datenbanken Aufgabenzettel 1 Grundlagen

2 Datenbanken: Kurzer historischer Überblick (1) Anwendung 1 Anwendung 2 Datei 1 Datei 2 Datei 3 Zugriff auf Dateien ohne spezielle Verwaltung 2

3 Exkurs: Probleme bei gleichzeitigem Zugriff Zeitpunkt Programm 1 Gespeicherte Anzahl SMS Programm Lesen des Kontingents Ergebnis: Lesen des Kontingents Ergebnis: Versenden einer SMS: = 99 Schreiben des Wertes Versenden von SMS: = 99 Schreiben des Wertes 3

4 Datenbanken: Kurzer historischer Überblick (1) Anwendung 1 Anwendung 2 Datei 1 Datei 2 Datei 3 Wo Probleme des gleichzeitigen Zugriffs lösen? 4

5 Datenbanken: Kurzer historischer Überblick (2) Anwendung 1 Anwendung n Anwendung k Datei- Verwaltungssystem 1 Datei- Verwaltungssystem 2 Datei 1 Datei 2 Datei 3 Dateiverwaltungssoftware für Dateien 5

6 Datenbanken: Kurzer historischer Überblick (3) Anwendung 1 Anwendung n DBMS DBS Datenbank Datenbank-Management-Systeme 6

7 Datenbank-Management-Systeme: Klassifikation nach Codd (1) Anwendung 1 DBMS DBS Anwendung n Datenbank Datenbank-Management-Systeme Integration Einheitliche Verwaltung aller von Anwendungen benötigten Daten Dadurch Vermeidung von Redundanzen Operationen Daten speichern, suchen und verändern Katalog Data Dictionary: Ermöglicht Zugriffe auf die Datenbankbeschreibungen Benutzersichten Unterschiedliche Anwendungen benötigen unterschiedliche Sichten auf Datenbestand; vor allem in Bezug auf: - Relevanz - Strukturierung Konsistenzüberwachung Korrektheit der Daten, korrekte Ausführung von Änderungen 7

8 Datenbank-Management-Systeme: Klassifikation nach Codd (2) Anwendung 1 DBMS DBS Anwendung n Datenbank Datenbank-Management-Systeme Zugriffskontrolle Verhindern unauthorisierter Zugriffe auf gespeicherte Daten Transaktionen Zusammenfassung von Datenbankoperationen zu Funktionseinheiten Werden ganz oder gar nicht ausgeführt Effekte von Transaktionen sind persistent Synchronisation Ausschluss von gegenseitigen Beeinflussungen nebenläufiger Transaktionen Datensicherung Wiederherstellung von Daten bei Systemfehlern. 8

9 Datendarstellung Aufbau: Drei-Ebenen-Schema-Architektur (1) Externes Schema 1 Externes Schema N Konzeptuelles Schema Anfragebearbeitung internes Schema 9

10 Aufbau: Drei-Ebenen-Schema-Architektur (2) Externes Schema 1 Konzeptuelles Schema internes Schema Externes Schema N Internes Schema Beschreibt systemspezifische Realisierung der Datenbank Konzeptuelles Schema Implementierungsunabhängiges Datenmodell der gesamten Datenbank Externes Schema Definiert anwendungsspezifische Sichten auf das konzeptuelle Schema 10

11 Aufbau: Drei-Ebenen-Schema-Architektur (3) Externes Schema 1 Konzeptuelles Schema internes Schema Externes Schema N Beispiele Konzeptionelle Sicht AUTOR Name Nr BuchId Meier Schulze Ibsen Buch BuchID Titel ISBN 3745 Unix X Datenbank Externe Sicht TITEL Name Nr ISBN Titel Meier Datenbank 2 Schulze Unix X Ibsen Unix X 11

12 Aufbau: Drei-Ebenen-System-Architektur (1) Externe Ebene Konzeptuelle Ebene Interne Ebene Anfragen Updates Optimierer Auswertung Plattenzugriff Datenkatalog Sichtendefinition Dateiorganisation Datendefinition ANSI-SPARC 3-Ebenen-System-Architektur 12

13 Aufbau: Drei-Ebenen-System-Architektur (2) Externe Ebene Konzeptuelle Ebene Interne Ebene Anfragen Optimierer Auswertung Plattenzugriff Updates Datenkatalog Sichtendefinition Dateinorganisation Datendefinition Dateiorganisation Definition der Dateiorganisation und Zugriffspfade der internen Ebene Datendefinition Konzeptuelles Schema Sichtdefinition Definition von Benutzersichten Anfragen/Updates Interaktiver Zugriff auf Datenbestand Optimierer Optimiert Datenbankzugriffe Plattenzugriff Steuerung des Zugriffs auf die Platte Auswertung Auswertung von Anfragen und Änderungen Data Dictionary Zentraler Datenbestand für alle für die Datenhaltung wichtigen Informationen 13

14 Merke: Zwischen Änderungsoperation und persistenten Speicherung auf der Platte vergeht Zeit! Operation Ausschreiben auf die Platte Änderung nur im Hauptspeicher Zeit A Stromausfall B 14

15 Zusammenfassung: Charakteristika eines Datenbanksystems Kontrolle über die operationalen Daten Zentralisierte Verwaltung der operationalen Daten (Rolle des DB-Administrators) Leichte Handhabbarkeit der Daten Adäquate Schnittstellen (Datenmodell und DB- Sprache) Kontrolle der Datenintegrität Datenkontrolle, insbes. zentrale Kontrolle der Datenintegrität und kontrollierter Mehrbenutzerbetrieb Leistung und Skalierbarkeit Hoher Grad an Daten-Unabhängigkeit 15

16 16

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