Technischer contra natürlicher Primärschlüssel und Anwendungsperformanz

Transkript

1 Technischer contra natürlicher Primärschlüssel und Anwendungsperformanz

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3 Agenda Daten- und Datenbankdesign Logisches Design Aufbau und Normalisierung Physikalisches Design technische Primärschlüssel Aus Forschung und Lehre Performanz in Abhägigkeit von Primär- und Secundär(oder Alternativ-)Schlüsseln Beispiele: Queries mit Zeitmessungen Abhängigkeit vom Datenvolumen

4 Logisches Design Aufbau und Normalisierung Abbildung der Realität Mit Legende oder Erklärung für Anwender verständlich 3. Normalform Festlegung Primär- und Secundärschlüssel

5 Logisches Design Abbildung der Realität (1) Mehrere Bücher aus einem Verlag Katalogisierung aller Bücher eindeutige Katalognr. (bereits ein technischer Schlüssel?) Autor, Titel, Verlag und Auflage bestimmen ein Buch ( auch ) eindeutig

6 Logisches Design Abbildung der Realität (2) Buchbezogene abhängige Entitäten referenzieren den alternativen Schlüssel Auf die Ausleihe bezogene Entitäten referenzieren die Katalognummer

7 Agenda Daten- und Datenbankdesign Logisches Design Aufbau und Normalisierung Physikalisches Design technische Primärschlüssel Aus Forschung und Lehre Performanz in Abhägigkeit von Primär- und Secundär(oder Alternativ-)Schlüsseln Beispiele: Queries mit Zeitmessungen Abhängigkeit vom Datenvolumen

8 Physikalisches Design Zwei Ableitungen aus einem logischen Model 1:1 PUIDs werden zu PKs andere UIDs zu UNIQUE Constraints/ Indices mit hinzugefügtem technischen (Primär-)Schlüssel zusätzlicher eindeutiger, automatisch zu generierender Schlüssel wird hinzugefügt (P)UIDs werden zu UNIQUE Constraints/ Indices

9 Physikalisches Design 1 : 1 -Transformation

10 Physikalisches Design Ableitung mit technischem Schlüssel

11 Physikalisches Design mit physikalischer Normalisierung?!

12 Agenda Daten- und Datenbankdesign Logisches Design Aufbau und Normalisierung Physikalisches Design technische Primärschlüssel Aus Forschung und Lehre Performanz in Abhägigkeit von Primär- und Secundär(oder Alternativ-)Schlüsseln Beispiele: Queries mit Zeitmessungen Abhängigkeit vom Datenvolumen

13 Physikalische Normierung warum? 'Grundlagenforschung' Hat sich die Normalformlehre geändert? Gibt es neue theoretische Modelle und Grundlagen für die Datenmodelierung? Nein: jedenfalls konnte ich nichts dergleichen finden! Logisches ER-Modell wird überführt in Physikalisches Relationenmodell Aber zusätzlich: OODM für OODBS Was wird bzgl. Primärschlüsseln in RDBM gelehrt? Einwertigkeit und Unveränderbarkeit? Selten! Nicht durch Anwender zu vergeben? Sehr selten! Ohne Bezug zur Fachlichkeit? Nie!

14 Warnung "Aus dem Beispiel der Studentendaten kann der Schluss gezogen werden, dass durchaus ein künstlich erzeugter Schlüsselkandidat sinnvoll sein kann (11), jedoch muss auch warnend erwähnt werden, dass dadurch die Gefahr eines Verlustes an Semantik besteht: Wählt man ( Name, Vorname, Geburtsdatum, Geburtsort, Anschrift) zum Primärschlüssel, ist jede Kombination der Attributwerte einzig in der Datenbank. Ist die Matrikelnummer der Primärschlüssel, muss die Einzigkeit der Wertekombination der genannten Attribute zur zusätzliche Bedingungen ausdrücklich gefordert werden. Deshalb sollte ein künstlicher Primärschlüssel nur ein letzter Ausweg sein... Er kann in einem späteren Stadium der Modellierung immer noch in ein Modell eingebracht werden." (Sosna, Dieter Institut für Informatik/ Abt. Datenbanken der Universität Leipzig, Leseund Übungsbuch Datenbanken: E/Rund Relationenmodell (2008), Seite 28)

15 Vom Logischen ER- zum Relationenmodell... Der Primärschlüssel wird übernommen, sofern er (...) nur aus einfachen Attributen gebildet wurde. Andernfalls ist er aus den Attributen neu zu bestimmen, die nach Auflösung der zusammengesetzten und mehrfachen Attribute verbleiben. Dabei kann es durchaus vorkommen, dass sich kein Schlüsselkandidat findet und ein künstlicher Primärschlüssel nach Abschnitt (Seite 27) eingeführt werden muss. (Sosna, Dieter Institut für Informatik/ Abt. Datenbanken der Universität Leipzig, Lese- und Übungsbuch Datenbanken: E/ R- und Relationenmodell (2008), Seite 47)

16 OODM für OODBS Ein derartiges Datenbanksystem (stützt sich) auf ein eigenes Datenbankmodell (objektorientiert, OODM) ab und darin liegt die Problematik: Eine einheitliche, allgemeingültige Definition für ein OODM gibt es noch nicht. In einem OODM müssen alle Objekte eigenständig, von ihren aktuelle Werten unabhängig, identifiziert werden und zu diesem Zweck eine eindeutige, unveränderliche Kennung erhalten (Objektidentifikator, Surrogat). Surrogate... sind systemgenerierte, global eindeutige Bezeichner, die unabhängig vom physischen Speicherungsort sind (Ablageunabhängigkeit). Der Benutzer hat keinen Einfluß auf Surrogate. Benutzerschlüssel sind deshalb nicht überflüssig... (Prof. Sauer, Jürgen Fachhochschule Regensburg, Datenbanken: Skriptum zur Vorlesung im SS 2007, Seite 67/ 68)

17 Objektrelationale Konzepte - Oracle Folgende Strukturdatentypen (User Defined Structured Types) sind in objektrelationalen Datenbanksystemen bekannt: benannte Tupeltypen (Informix) strukturierte Typen (DB2 und Standard-SQL) Objekttypen (Oracle) definieren Datentypen, die eine Menge von Attributen und Methoden umfassen. Jedes Objekt besitzt eine inhärente, systemvergebene, unveränderliche OID, über die systemweit eindeutig identifiziert und registriert werden kann. Das in Oracle umgesetzte Konzept der Objekttypen, sieht allerdings OIDs nur für Objekte vor, die als Zeilen einer Objekttabelle gespeichert werden. (Prof. Sauer, Jürgen Fachhochschule Regensburg, Datenbanken: Skriptum zur Vorlesung im SS 2007, Seite 73)

18 Agenda Daten- und Datenbankdesign Logisches Design Aufbau und Normalisierung Physikalisches Design technische Primärschlüssel Aus Forschung und Lehre Performanz in Abhägigkeit von Primär- und Secundär(oder Alternativ-)Schlüsseln Beispiele: Queries mit Zeitmessungen Abhängigkeit vom Datenvolumen

19 Hardware MS Windows Server 2003 R2 (32-bit) Intel Pentium D CPU/ 3,40 GHz, 2 GB RAM 149 GB SATA Datenbank Oracle 11g ( ) mit Informationen zum Messtest Entwicklungsumgebung Bücher: Exemplare: Nutzer : Ausleihen : Testaufbau Zeitmessung Skripte: pro Skript je eine Query auf Tabellen mit natürlichem/ technischem Primärschlüssel mit identischer Ausgabe Zeitnahme im Skript jeweils vor und nach der Query Scheduler: pro Skript ein Job Startzeit: um jeweils 10 Sek. Versetzt Laufzeit: jede Minute für eine Stunde

20 Query 01 select * from PKD_INHALTSANGABE; select * from PKD_INHALTSANGABE_V;

21 Query01 - Zeitmessung

22 Query 03 select * from PKD_INHALTSVERZ where IHV_AUTOR = 'Rolf Klein; V. Autor-Q.'; select * from PKD_INHALTSVERZ_V where BUE_AUTOR = 'Rolf Klein; V. Autor-Q.';

23 Query02 - Zeitmessung

24 Query 05 - natürlicher PK select nut_gea_kuerzel, count(*) "Anzahl" from PKD_AUSLEIHE a, PKD_BUECHER b, PKD_NUTZER n where BUE_VLE_NAME like '%Springer%' and a.aus_katalognr = b.bue_katalognr and a.aus_nut_ausweisnr = n.nut_ausweisnr group by nut_gea_kuerzel;

25 Query 05 - technischer PK select gea_kuerzel, count(*) "Anzahl" from PKD_AUSLEIHE_V a, PKD_BUECHER_TPK2 b, PKD_VERLAGE_TPK2 v, PKD_NUTZER_TPK2 n, PKD_GESCHLECHTSANGABEN_TPK2 g where VLE_NAME like '%Springer%' and v.vle_id = b.bue_vle_id and a.bue_katalognr = b.bue_katalognr and a.nut_ausweisnr = n.nut_ausweisnr and n.nut_gea_id = g.gea_id group by gea_kuerzel;

26 Query03 - Zeitmessung

27 Agenda Daten- und Datenbankdesign Logisches Design Aufbau und Normalisierung Physikalisches Design technische Primärschlüssel Aus Forschung und Lehre Performanz in Abhägigkeit von Primär- und Secundär(oder Alternativ-)Schlüsseln Beispiele: Queries mit Zeitmessungen Abhängigkeit vom Datenvolumen

28 Live-Demo Zeitmessungen Hardware Datenbank Oracle 11g ( ) mit Dell PowerEdge R200, Red Hat ES6 64-bit, IX E3005 Dual Core, 2 GB RAM, 160 GB SATA Bücher: Exemplare: Nutzer : Ausleihen : / / / / Testaufbau Zeitmessung Analog Entwicklungsumgebung Jeweils Läufe mit geringer Datenmenge während Datengenerierung hoher Datenmenge

29 Fazit Performanz von Datenbanken/ Anwendungen ist u.a. abhängig von Strategie des Optimizers Datenvolumen Primär- und Sekundärschlüssel Anwender danken Ihnen, wenn Sie wirklich die Realität abbilden und nicht eine IT-Mikrowelt erzeugen!

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit F Fragen & Antworten A