Datenbanken. Prof. Dr. Steffen Staab. Organisatorisches. Organisatorisches. Vorlesung

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1 Datenbanken Organisatorisches Prof. Dr. Steffen Staab Vorlesung Beginn: 31. Oktober 2005 Montag, Uhr, Raum MF 314 Donnerstag, , Raum MF 414 Übungen Betreuer: Christoph Ringelstein, Bernhard Schüler Freitag , Beginn: außerordentlich 3. Nov 16.15, Einführung in die Übung; ordentliche Übung 4. November / Institut für Informatik ISWeb Information Systems & Semantic Web 1 2 Organisatorisches Sprechstunden nach Absprache: Prof. Dr. Steffen Staab: 0261/ Raum B110 Institut für Informatik, ISWeb Information Systems and Semantic Web Informationen im Internet: Hier ist u.a. folgendes zu finden: aktuelle Ankündigungen Folienkopien Literaturempfehlungen Termine Folgendes Buch liegt der Vorlesung zugrunde: Alfons Kemper und Andre Eickler Oldenbourg Verlag, München, aktualisierte und erweiterte Auflage Die Folien wurden weitgehend von den Autoren übernommen. (Siehe auch ) 3 4

2 Literatur A. Kemper, A. Eickler Datenbanksysteme Eine Einführung, 5. aktualisierte und erweiterte Auflage. Oldenbourg Verlag, A. Silberschatz, H. F. Korth und S. Sudarshan Database System Concepts, 3. Auflage, McGraw-Hill Book Co., R. Elmasri, S.B. Navathe: Fundamentals of Database Systems, Benjamin Cummings, Redwool City, Ca, USA, 2. Auflage, 1994 G. Vossen : Datenmodelle, Datenbanksprachen und Datenbank- Management-Systeme. Addison Wesley, D. Maier: The Theory of Relational Databases. Computer Science Press S. M. Lang, P.C. Lockemann: Datenbankeinsatz. Springer Verlage, C. Batini, S. Ceri, S.B. Navathe: Conceptual Database Design, Benjamin Cummings, Redwood City, Ca, USA, C. J. Date: An Introduction to Database Systems. McGraw-Hill, 6. Aufl., J.D. Ullmann, J. Widom: A First Course in Database Systems, McGraw Hill, A. Kemper, G. Moerkotte: Object-Oriented Database Management: Applications in Engineering and Computer Science, Prentice Hall, 1994 E. Rahm: Mehrrechner-Datenbanksysteme. Addison-Wesley, P. Dadam: Verteilte Datenbanken und Client/Server Systeme. Springer Verlag, 1996 Wertvolle Daten Addressdaten Personaldaten Kundendaten (einer Bank ) Umfragedaten Warenbestandsdaten Transaktionsdaten (Telefonanrufe, Einkäufe, ) Konstruktionsdaten (Auto, Motor, Kugellager, ) Geoinformationsdaten (Straßen, Leitungen, Flüsse, Immissionen, ). 7 8

3 Kosten / Wert Handhabung der Daten (historisch) 100 Daten Schwerpunkt der Vorlesung Postrelationale Datenmodelle Relationale Datenmodelle 90er 80er 10 Software Satzorientierte Datenmodelle (Codasyl) 70er 1 Hardware Dateisysteme 60er Bänder 50er 9 10 Motivation für den Einsatz eines Datenbank-Verwaltungssystems Typische Probleme bei Informationsverarbeitung ohne DBMS Redundanz und Inkonsistenz (Herr Herrlein wird Herr Fiebig) Datenbank vs DBMS Anwendung Beschränkte Zugriffsmöglichkeiten (alle 100 Eigenschaften von Herrn Müller lesen, um seine Telefonnummer zu sehen?) Probleme beim Mehrbenutzerbetrieb (zwei Überweisungen gleichzeitig?) Verlust von Daten (Absturz eines Programms zerstört Record, damit alle Daten?) DBMS (DB Managementsystem) Integritätsverletzung (Sicherstellung von Dateneigenschaften!) Sicherheitsprobleme (jeder Mitarbeiter darf jedes Gehalt sehen?) hohe Entwicklungskosten für Anwendungsprogramme (k * 100 PersJahre) Datenbank Ordner A Ordner B File 1 File

4 Gegenstand der Vorlesung Die Abstraktionsebenen des Datenbankentwurfs Konzeptuelle Ebene Wie sieht die Welt aus? Wie kann ich DBMS einsetzen? Wie funktioniert DBMS? Logische Ebene Welche Strukturen werden von der Anwendung manipuliert? Ordner A Physische Ebene Wie wird gespeichert? Ordner B File 1 File Die Abstraktionsebenen des Datenbankentwurfs Datenmodellierung Konzeptuelle Ebene Logische Ebene Autos sind Fahrzeuge mit Seriennummer 1 Tabelle für Autos und 1 Tabelle für Fahrzeuge mit Verbindungen Ausschnitt der Realen Miniwelt Konzeptuelles Schema (ER-Schema) Manuelle/intellektuelle Modellierung Halbautomatische Transformation Physische Ebene Seriennummer 123 wird abgelegt auf Block 7 Relationales Schema Netzwerk Schema Objektorientiertes Schema 15 16

5 Die Abstraktionsebenen eines DBMS Sicht1 Sicht 2... Sicht 3 Logische Ebene Modellierung einer kleinen Beispielanwendung Studenten Professoren Vorlesungen Reale Welt: Universität Konzeptuelle Modellierung Datenunabhängigkeit: physische Unabhängigkeit Physische Ebene MatrNr Name Studenten hören Professoren lesen PersNr Name logische Datenunabhängigkeit 17 Vorlesungen VorlNr Titel 18 Logische Datenmodelle Netzwerkmodell Hierarchisches Datenmodell Das relationale Datenmodell Studenten MatrNr Name Fichte Jonas hören MatrNr VorlNr Nr Vorlesungen Titel Grundzüge Glaube und Wissen... Relationales Datenmodell Objektorientiertes Datenmodell Deduktives Datenmodell 19 Select Name From Studenten, hören, Vorlesungen Where Studenten.MatrNr = hören.matrnr and hören.vorlnr = Vorlesungen.Nr and Vorlesungen.Titel = `Grundzüge ; update Vorlesungen set Titel = `Grundzüge der Logik where Nr = 5001; 20

6 Architekturübersicht eines DBMS Naive Benutzer Fortgeschrittene Benutzer Anwendungs- Programmierer Datenbankadministratoren Anwendung Interaktive Anfrage Präcompiler Verwaltungswerkzeug DML-Compiler Anfragebearbeitung DDL-Compiler DBMS Mehrbenutzersynchr. Fehlerbehandlung Datenbankmanager Schemaverwaltung Dateiverwaltung Logdateien Indexe Datenbasis Datenwörterbuch Hintergrundspeicher 21

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