DBMS für spezielle Anwendungen XML als Mittel der Datenbank-Interoperabilität

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1 DBMS für spezielle Anwendungen XML als Mittel der Datenbank-Interoperabilität Seminarvortrag von D. Zimmermann 26-Februar-2004

2 Gliederung Datenbanken und Interoperabilität Begriffe Bedarf Ansätze XML als Mittel für Interoperabilität XML SQL/XML Einsatzfelder

3 Begriffe Interoperabilität Fähigkeit zur Zusammenarbeit System gem. Client-Server-Modell Unabhängigkeit (Hard-,Software) Datenbanksystem Datenbank Datenbankmanagementsystem

4 Bedarf an Interoperabilität historisch bedingt 1960er Jahre erste DBS Großrechner Datenspeicherung Verwaltung aller Daten eines Unternehmens Workstations, Personalcomputer Dezentralisierung heterogene DBS (Abteilungen) zunehmende Zusammenarbeit gemeinsame genutzte Daten

5 Der Fabrikplanungsprozess (Beispielszenario) Flächenmodelle CAD (computer-aided-design) Anordnungsmodell Fabrikgrundfläche Materialflussberechnung Verarbeitungszeit, mehrere Maschinen, Reihenfolge Simulation Simulative Überprüfung

6 Der Fabrikplanungsprozess (Beispielszenario) Datenbankeinsatz (in verschiedenen Abteilungen) verschiedene Datenbanken unterschiedlich strukturierte Daten manuelle Übertragung redundante Speicherung Prozess nicht rein sequenziell Inkonsistenzen Wunsch nach Interoperabilität der lokalen Datenbanken

7 Bedarf an Interoperabilität heterogene Datenbanksysteme (Art, Struktur) historisch neue Geschäftsbeziehungen virtuelle Unternehmen allg. Anwendungen, die auf mehrere DBS zugreifen

8 Datenbanksysteme ANSI/SPARC (3-Ebenen-Schema-Architektur) Interoperabilität Kooperation Import / Export Föderation Konsitenzwahrung Zwischenschicht (Föderationsschicht)

9 Datenbanksysteme

10 XML problemorientierte Auszeichnungssprachen Beschreibung beliebig strukturierter Daten steigende Anzahl an Werkzeugen Programmierschnittstellen (DOM, SAX) immer häufiger zum Datenaustausch eingesetzt

11 SQL/XML ( W3C Recommendation) SQL Erweiterung XML Funktionalität SQL --> XML xmlelement(), xmlattribute(),... XML --> SQL noch nicht fertiggestellt unterschiedliche Implementierungen IBM, Oracle Middleware

12 XML als Mittel für DBS- Interoperabilität Datenbankentwurf Datenaustauschmittel

13 XML beim Datenbankentwurf föderierter Datenbankentwurf Schemaintegration XML-Schema als Datenmodell Abstraktion zu Menge von XML Dokumenten Strukturbeschreibung mit XML-Schema Eindeutigkeitsforderungen? (unique constraint) Fremdschlüsselbeziehungen? (foreign key constraint)

14 XML als Datenaustauschmittel allgemeines, weitverbreitetes, standardisiertes Format SQL/XML Verpackung von Anfragen, Ergebnissen (,Nachrichten) wohldefinierte Syntax und Struktur keine semantische Transparenz Übertragung ohne Semantikverlust ultimativer Test

15 Semantik von XML-Dokumenten <Anschrift> <Name>... name...</name> <Adresse>... Strasse, HNr....</Adresse> </Anschrift> automatische Weiterverarbeitung Zuordnung zu passenden Tabellen (bei unterschiedlichen Strukturen) Unterteilung in drei Ebenen lexikalisch, strukturell, textuell

16 Semantik von XML-Dokumenten lexikalische Ebene Element- und Attributnamen Eindeutigkeit Namensräume Funktion Inhalt Strukturierung Formatierung <text format= fett >Treffen um 12Uhr</text> <sendezeit>11uhr</sendezeit>

17 Semantik von XML-Dokumenten strukturelle Ebene Strukturierung von Daten unterschiedlich für semantisch äquivalente Daten gleich für unterschiedliche

18 Semantik von XML-Dokumenten textuelle Ebene Dokument als Gesamtheit lexikalische + strukturelle Ebene Funktion des Dokuments Abfrageergebnis, Import-Dokument

19 Externe Semantikquellen zu wenig integrierte Mechanismen externe Zuordnung von Semantik XML Schema = Struktur +komplexe Datentypen XML Schema Import Oracle XML DB dbms_xmlschema.registerschema() Generierung notwendiger Objekttypen und Tabellen verschiedene Partner = unterschiedliche Schemata Aufblähung der Tabellenstruktur

20 Externe Semantikquellen Dokumentation allgemeine Kenntnis und Akzeptanz XCBL (XML Common Business Library) Sammlung von XML Schemata umfangreiche Dokumentation Implementierung notwendig

21 Externe Semantikquellen Ontologien Mittel zur Beschreibung von Semantik OWL Web Ontology Language Basis XML

22 Zusammenfassung Bedarf für Interoperabilität von DBS geschichtlich bedingt, neue Geschäftsbeziehungen,... RDBMS+SQL/XML, XML Berücksichtigung von potenziellem Semantikverlust Kodierung in Anwendungen allgemeinere externe Mittel Ontologien