Ziele der Vorlesung (1)

Transkript

1 Datenbanken und InformationsSysteme Wolfgang Menzel Natürlichsprachliche Systeme (NATS) Norbert Ritter Verteilte Systeme und Informationssysteme (VSIS) NATS Menzel/Ritter, DIS, SS Ziele der Vorlesung (1) Vermittlung von Grundlagen- und Methodenwissen sowie Erwerb von Fähigkeiten und Fertigkeiten im Bereich Datenbanken und Informationssysteme Entwurf, Aufbau und Wartung von Datenbanken, insbesondere auf der Basis: Entity/Relationship-Modell und Erweiterungen (objekt-)relationales Datenmodell und SQL (Standards) Sicherung der Abläufe auf Datenbanken (Transaktionsprogramme) Mehrbenutzerbetrieb, Fehlerbehandlung Semantische Integrität, Datenschutz/Zugriffskontrolle Beschreibung und Analyse von Klassen wichtiger DB-Anwendungen, wie Transaktions-, Data-Warehouse- und Data-Mining-Systemen Verwaltung und Handhabung semi- und unstrukturierter Daten/Dokumente Markup-Sprachen, Web-Zugriff Information Retrieval Multimedia (VITA: Video, Image, Text, Audio) Menzel/Ritter, DIS, SS

2 Ziele der Vorlesung (2) Voraussetzungen für Übernahme von Tätigkeiten: Entwicklung von (betrieblichen) Anwendungs- und Informationssystemen, insbes. datenbankgestützter Anwendungen Nutzung strukturierter, semi-strukturierter und unstrukturierter Datenquellen unter Verwendung spezifischer Sprachansätze Systemverantwortlicher für Informations- und Datenbanksysteme, insbesondere Unternehmens-, Datenbank-, Anwendungs- und Datensicherungsadministrator Menzel/Ritter, DIS, SS Gliederung der Vorlesung (1) Übersicht TEIL I: Norbert Ritter 1. Motivation, Einführung und Grundbegriffe Miniwelt modellhafte Abbildung Information was ist das? Aufgaben eines Informationssystems (IS) Daten in Informationssystemen Beispiele für Informationssysteme 2. Anforderungen (an) und Beschreibungsmodelle (für DBS) Anforderungen an DBS Aufbau von DBS Beschreibungsmodelle (Fünf-Schichten-Modell, Drei-Ebenen-Beschreibungsarchitektur) Menzel/Ritter, DIS, SS

3 Gliederung der Vorlesung (2) 3. Informationsmodelle Vorgehensweise bei DB-Entwurf und -Modellierung Erinnerung: Entity-Relationship-Modell (ERM) Erweiterungen, insbesondere Abstraktionskonzepte 4. Grundlagen des Relationenmodells Konzepte des Relationenmodells (RM) Relationenalgebra Algebraische Optimierung Abbildung ERM RM 5. Die Standardsprache SQL(92) Überblick Anfragesprache, Datenmanipulation, Datendefinition Abbildung und Wartung von Beziehungen (Referentielle Integrität/Aktionen) Schemaevolution Indexstrukturen Sicht-Konzept Menzel/Ritter, DIS, SS Gliederung der Vorlesung (3) 6. Logischer DB-Entwurf Konzeptioneller DB-Entwurf Normalformenlehre (1NF, 2NF, 3NF, 4NF) Synthese von Relationen 7. Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) Kopplung mit einer Wirtssprache Übersetzung von DB-Anweisungen Eingebettetes / Dynamisches SQL, PSM CLI, JDBC und SQLJ 8. Transaktionsverwaltung Transaktionskonzept Serialisierbarkeit und Synchronisation Commit-Protokolle Logging und Recovery Menzel/Ritter, DIS, SS

4 Gliederung der Vorlesung (4) 9. Integritätskontrolle und aktives Verhalten Semantische Integritätskontrolle Regelverarbeitung in DBS Trigger-Konzept von SQL Definition und Ausführung von ECA-Regeln 10. Datenschutz und Zugriffskontrolle Technische Probleme des Datenschutzes Konzepte der Zugriffskontrolle Zugriffskontrolle in SQL Sicherheitsprobleme in statistischen DBS 11. Objektorientierung und Datenbanken Beschränkungen klassischer Datenmodelle Grundkonzepte objektorientierter DBS Menzel/Ritter, DIS, SS Gliederung der Vorlesung (5) 12. SQL:1999 Neue Funktionalität Einführung in ein OR-Datenmodell (SQL:1999) ORDBS: Anforderungen, Architekturvorschläge Erhöhung der Anfragemächtigkeit, Rekursion 13. Große Objekte Anforderungen und Verarbeitung mit SQL Lokator-Konzept Speicherungsstrukturen, Erweiterbares Typsystem Umbenannte Typen Benutzerdefinierte Datentypen/Funktionen Typ- und Tabellenhierarchien,... Konstruierte Typen Menzel/Ritter, DIS, SS

5 Gliederung der Vorlesung (6) TEIL II: Wolfgang Menzel 15. Data Warehouses und OLAP Architekturen für Data Warehouses Informationsfusion Zugriffsmechanismen für OLAP 16. Data Mining Phasen Klassifikation, Clustern, Assoziationsregeln Trendanalyse Visualisierung 17. Dokumentenrecherche Evaluationsmaße Indexierung Boolesche Suche Vektorraummodelle Dimensionalitätsreduktion Menzel/Ritter, DIS, SS Gliederung der Vorlesung (7) 18. Semistrukturierte Daten Auszeichnungssprachen Erweiterbare Auszeichnungssprachen Definition von Syntax und Semantik Dynamische Inhalte Metadaten Semantic Web 19. Web Mining WWW-Suche und Suchkriterien Zugriffsanalyse Evaluation 20. Texterschließung Informationssuche Informationsextraktion Text-Mining Fragebeantwortung Menzel/Ritter, DIS, SS

6 Gliederung der Vorlesung (8) 21. Multimediadaten gesprochene Sprache Musik Bilder Video Menzel/Ritter, DIS, SS Literatur (1) Kemper, A., Eickler, A.: Datenbanksysteme Eine Einführung, Oldenbourg, 5. Auflage, 2004 Date, C.J.: An Introduction to Database Systems, Addison-Wesley Publ, 8th Edition, 2003 Garcia-Molina, H., Ullman, J.D., Widom, J.: Database Systems - The Complete Book, Prentice Hall, Int. Edition, 2002 Ullmann, J.D., Widom, J.: A First Course in Database Systems, Prentice Hall, 2002 Elmasri, R., Navathe, S.B.: Grundlagen von Datenbanksystemen, Addison- Wesley, Pearson, 3. Auflage, 2002 (neue Kapitel zu XML, Internet-Datenbanken und Data Mining online verfügbar) Heuer, A., Saake, G.: Datenbanken Konzepte und Sprachen, 2. Auflage, Thompson, 2000 Lausen, G.: Datenbanken Grundlagen und XML-Technologien, 1. Auflage, Elsvier GmbH, 2005 Türker, C.: SQL:1999 & SQL:2003 Objektrelationales SQL, SQLJ & SQL/XML, dpunkt, 1. Auflage, 2003 Melton, J., Simon, A. R.: SQL: Understanding Relational Language Components, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, CA, 2002 Menzel/Ritter, DIS, SS

7 Literatur (2) Baeza-Yates, R., Ribeiro-Neto, B.: Modern information retrieval, 10th print. Addison-Wesley, Berry, M. W.: Survey of Text Mining - Clustering, Classification, and Retrieval, Springer, Chakrabarti, S.: Mining the Web - Discovering Knowledge from Hypertext Data, Morgan Kaufmann, Dunham, M. H.: Data Mining - Introductory and Advanced Topics, Pearson, Kantardzic, M.: Data Mining - Concepts, Models, Methods, and Algorithms, Wiley-Interscience, Mitra, S.; Acharya, T.: Data Mining : Multimedia, Soft Computing, and Bioinformatics, Wiley-Interscience, Pyle, D.: Business Modeling and Data Mining, Morgan Kaufmann, Menzel/Ritter, DIS, SS Literatur (3) ZEITSCHRIFTEN: TODS Transactions on Database Systems, ACM Publikation (vierteljährlich) Information Systems, Pergamon Press (6-mal jährlich) The VLDB Journal (vierteljährlich) IFE Informatik - Forschung und Entwicklung (vierteljährlich) TAGUNGSBÄNDE: SIGMOD Tagungsband, jährliche Konferenz der ACM Special Interest Group on Management of Data VLDB Tagungsband, jährliche Konferenz Very Large Data Bases ICDE Tagungsband, jährliche Konferenz Int. Conf. on Data Engineering GI Tagungsbände der Tagungen der Gesellschaft für Informatik, Tagungen innerhalb des Fachausschusses 2.5 Informationssysteme, insbes. BTW: Datenbanksysteme in Business, Technologie und Web und viele weitere Konferenzreihen Menzel/Ritter, DIS, SS

8 Grundlagenveranstaltung Aufbauende Veranstaltungen in VSIS Vertiefungs-/Spezialvorlesungen Transaktionale Informationssysteme (4 SWS, voraussichtlich wieder im WS0506) DB-Middleware (2 SWS) Workflows und Web-Services (2 SWS) Implementierung von Datenbanksystemen (2 SWS) Projekte Seminare Bakkalaureats- und Diplomarbeiten Menzel/Ritter, DIS, SS Übungen und Leistungsnachweise Übungskonzept Aufbau eigener (DB-)Anwendungen auf eigenem Rechner mit freier Software Vorgabe der Anforderungen und Arbeitsschritte in Aufgaben Bereitstellung der Aufgaben im NatsWiki Bearbeitung der Aufgaben in 3er-Gruppen Dokumentation der Arbeitsergebnisse im NatsWiki Rückmeldungen per und/oder im persönlichen Gespräch NatsWiki über NATS-Seiten erreichbar in der ersten Woche Anfreunden mit dem NatsWiki-System Benutzerregistrierung (einzeln, DisGroup) Bildung von Arbeitsgruppen und Anlegen entsprechender Gruppenbereiche Menzel/Ritter, DIS, SS

9 Arbeitsmaterial Folien Teil I Übungsbetrieb und Folien Teil II im NatsWiki Menzel/Ritter, DIS, SS