Relationale Datenbanken Kursziele

Transkript

1 Relationale Datenbanken Kursziele DB Grundlagen Daten-Modellierung Relationales Modell und DB => Praxis: Mit SQL als Anfragesprache Mit MySQL als DB RDB 1-1

2 Kursinhalt (Tage) 1. Einleitung / Entity-Relationship Modell 2. Relationales Modell / SQL Teil 1 3. SQL Teil 2 4. Normalformen / Transaktionen 5. DB-Zugriff mit Java: JDBC 6. Performance / Zugriffsberechtigung / Views 7. DB-Testdaten und SQL-Optimierungen 8. Prüfung RDB 1-2

3 Tag 1 Inhaltsverzeichnis Einleitung / Literaturverzeichnis Die Datenbank-Thematik Das relationale Datenmodell Das Entity-Relationship Modell Übungen RDB 1-3

4 Literaturverzeichnis Taschenbuch Datenbanken / Thomas Kudraß / Hanser 2015 Datenbanksysteme Eine Einführung / Alfons Kemper; André Eickler / Oldenburg 2006 JDBC API Tutorial and Reference, Third Edition, Maydene Fisher; Jon Ellis; Jonathan Bruce, Prentice Hall 2003 Database Administration: The Complete Guide to Practices and Procedures, Craig S. Mullins, Addison Wesley Professional 2002 SQL Tuning, Dan Tow, O'Reilly 2004 High Performance MySQL, B. Schartz u.a., O'Reilly Die grössten US und deutschen Verlage machen mit > 30,000 IT-Bücher und Videos online (auf deutsch und englisch) Privates Starter-Kit für $20 / Monat RDB 1-4

5 Die Datenbank-Thematik Wieso eine Datenbank? Konsistenz (Redundanz...) Integrität (Datenverlust...) Mehrbenutzer-Betrieb Sicherheit (unkontrollierte Zugriffe...) RDB 1-5

6 Die Datenbank-Thematik Datenabstraktion / Ebenen Sicht Sicht 1 Sicht Sicht 2 Sicht Sicht 3 Sicht Sicht 4 Externe Struktur Logische Logische Ebene Ebene Konzept. Struktur Physikalische Physikalische Ebene Ebene Interne Struktur Quelle: Kudraß RDB 1-6

7 Die Datenbank-Thematik Schema und Ausprägung DDL DDL DML DML Data Definition Language -> DB Schema -> Datenstruktur Datenbank Data Manipulation Language -> Daten Instanzen Data Control Language -> Datenzugriffsrechte Quelle: Kudraß DCL DCL RDB 1-7

8 Die Datenbank-Thematik Datenbase Management System Architektur Benutzer Programmierer DB Admin Applikation Anfrage DB Framework DB Admin Werkzeuge DML Compiler DDL Compiler DB Manager Schema Verwaltung Mehrbenutzersynchr. Fehlerbehandlung Dateiverwaltung Quelle: Kemper Logs Indexes Daten Data Dictionary RDB 1-8

9 Die Datenbank-Thematik Neue Anwendungsfelder Multimedia DB Geo DB Data-Warehouse (DWH) Data- Mining Object-Oriented Object-Oriented DB DB Business Business Intelligence Intelligence XML XML Datenbanken Datenbanken Datenbanken Cloud Cloud Computing Computing NoSQL NoSQL DB DB Open Open Data Data Big Big Data Data Quelle: Kudraß, Wikipedia RDB 1-9

10 Die Datenbank-Thematik Datenmodelle Ausschnitt Ausschnitt aus aus der der realen realen Welt Welt Konzeptionelles Konzeptionelles Schema Schema Entity-Relationship Entity-Relationship Modell Modell Relationales Relationales Modell Modell Hierarchisches Modell Objekt-Orientiertes Modell RDB 1-10

11 Das relationale Datenmodell Entity-Relationship Modell / Grundprinzip Quelle: Wikipedia RDB 1-11

12 Das relationale Datenmodell Beispiel RDB 1-12

13 Das relationale Datenmodell Pro und Kontra Pro Kontra Mathematisch basiert Weit verbreitet Lange Erfahrung Guter programmatischer Support Künstliche Datensegmentierung Rekursion und Vererbung nicht direkt modellierbar Produkte (Achtung: alle sind verschieden): Oracle, MySQL, PostgreSQL, Ingres, MS SQL Server, Sybase, DB2, (MS Access?),... Applikationen: zahlreiche... RDB 1-13

14 Das Entity-Relationship Modell (ERM) Überblick Als Rechtecke dargestellt Entity Als Raute dargestellt Grad der Beziehung: Wieviele Entitäten involviert: 2..3 in der Regel Generalisierung "IsA" Aggregation "IsPartOf" Spezielle Semantik Beziehung (Relationship) Attribute ER-Modell Ziel: Teil der realen Welt zu modellieren Beschreibt das Was und nicht das Wie Abstraktion Instanzen vs. Typen 0:n 1:n n:m Kardinalität Quelle: Kudraß RDB 1-14

15 Das ER-Modell Entity- und Beziehungstypen Autor Schreibt Buch Entitytyp Beziehungstyp Entitytyp Quelle: Kudraß RDB 1-15

16 Das ER-Modell Entities- und Beziehungsinstanzen Thomas Kudraß Charles M. Schulz schreibt schreibt Taschenbuch Datenbanken Being a Dog is a Full-Time Job Monika Saxer schreibt Bierwandern Schweiz Entities Beziehungen Entities Quelle: Kudraß RDB 1-16

17 Das ER-Modell Attribute PersNr Name Autor Schreibt Buch ISBN Titel Vorname? Quelle: Kudraß RDB 1-17

18 Das ER-Modell Kardinalität (1) Autor 1 N min:max Schreibt 1 M min:max Buch Typische Fragen: Gibt es Autoren, die kein Buch geschrieben haben? Gibt es Bücher, die von keinen Autor geschrieben werden? Gibt es Autoren, die mehr als ein Buch schrieben? Gibt es Bücher, die durch mehr als einen Autor geschrieben sind? RDB 1-18

19 Autor Das ER-Modell Kardinalität (2) 1 1 Schreibt Buch 1 Autor schreibt 1 Buch Autor 1 N Schreibt 1 Autor schreibt 0 bis N Bücher Buch Autor N 1 Schreibt 0 bis N Autoren schreiben 1 Buch Buch Autor N Schreibt M Buch 0 bis N Autoren schreiben 0 bis M Bücher RDB 1-19

20 Das ER-Modell Kardinalität (3) Notation Quelle: Wikipedia RDB 1-20

21 Das ER-Modell Umgang mit der Rekursion Arbeitet in (1:1) Abteilung Mitarbeiter Gehört zu (0:N) Beispiel Der Mitarbeiter "Düschmoll" arbeitet in der Abteilung "Software-Engineering", die selber zur Abteilung "Entwicklung" gehört. Quelle: Kudraß RDB 1-21

22 Das ER-Modell Umgang mit der Generalisierung Geschäftspartner Kunde Lieferant Typischer Fall eines "Is-A"-Beziehungstypes => Ein Kunde "Is-A" (ist ein) Geschäftspartner, und ein Lieferant ist auch ein. Quelle: Kudraß RDB 1-22

23 Das ER-Modell Vorgehen für die Diagrammentwicklung Wichtig: Iterativ vorgehen Modell mit Stakeholders abstimmen (1) Entitiestypen (Substantive suchen) und deren Attribute identifizieren (2) Verben suchen und damit die Beziehungstypen identifizieren (3) Entitiestypen und Beziehungstypen verknüpfen (4) Kardinalität für jedes Paar "Entitiestyp / Beziehungstyp" spezifizieren Quelle: Kudraß RDB 1-23

24 Übung 1 Software-Firma ER-Modellierung Die Software Firma "Napadnom" zählt 30 Angestellte. Diese arbeiten in diversen Projekten. Die Projekte brauchen verschiedene Grundsoftware und Hardware, um realisiert zu werden. Gewünscht ist ein Informationssystem, das der Firma erlaubt, Projektressourcen zu managen. Tipp 1: Lösen Sie diese Übung in zweier Gruppen Tipp 2: Auf einem Blatt Papier und mit Bleistift... RDB 1-24

25 Übung 2 Software-Werkzeuge schon installiert? MySQL Server Die Server-Applikation (MySQL spezifisch), Zugriff via IP-Socket. Dabei ist auch ein Kommando-Interpreter MySQL Workbench Client-Software (MySQL spezifisch), um DB mit SQL zuzugreifen, DB zu verwalten (kreieren, ändern, löschen) und zu designen (graphisches Schema-Editor) Der Installationsprozess ist hier beschrieben: RDB 1-25

26 Übung 3 ER-Modell Ihrer CD-Sammlung Erstellen Sie das ER-Modell Ihrer CD-Sammlung Zuerst nur Entitäten, Relationen und Kardinalität modellieren. Dann Attribute addieren. RDB 1-26