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. DB 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 Datenbank-Problematik Diverse Daten-Modellen Entity-Relationship Relational Hierarchisch Objekt-Orientiert Das Entity-Relationship Modell Übungen RDB 1-3

4 Literaturverzeichnis Datenbanksysteme: Eine Einführung, Alfons Kemper und André Eickler, Oldenbourg, 9. Auflage 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 deutsche Verlage machen mit > 25,000 IT-Bücher und Videos online (auf deutsch und englisch) Privates Starter-Kit für $24 / Monat RDB 1-4

5 Daten speichern Problematik (1) RAM ROM Datei Datenbank RDB 1-5

6 Daten speichern Problematik (2) Konsistenz (Redundanz...) Integrität (Datenverlust...) Mehrbenutzer-Betrieb Sicherheit (unkontrollierte Zugriffe...) RDB 1-6

7 Daten-Abstraktion 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 RDB 1-7

8 Datenmodelle und Modellierung 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 Hierarchisches Modell Modell Objekt-Orientiertes Objekt-Orientiertes Modell Modell RDB 1-8

9 Das Entity-Relationship Modell Grundprinzip Quelle: Wikipedia RDB 1-9

10 Das Relationale Datenmodell Grundprinzip RDB 1-10

11 Das Relationale Datenmodell Beispiel RDB 1-11

12 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 1-12

13 Das hierarchische Datenmodell Grundprinzip Reine Baumstruktur Knoten enthalten Attribute Nur 1:1 und 1:n Beziehungen möglich RDB 1-13

14 Das hierarchische Datenmodell Verzeichnisdienst-Beispiel Bekannt als "Directory Service" oder "Active Directory" Aufbau nach X.500 Zugriff mit "LDAP[s]" Produkte (z.b.) OpenLDAP MS Active Directory Sun ONE Directory Applikationen Telefonverzeichnis Sicherheitsverz. Quelle: Wikipedia RDB 1-14

15 Das hierarchische Datenmodell XML-Beispiel XML Dokument als Baum Daten in XML Format Mit oder ohne XML Schema Xquery als Abfragesprache (Xpath Syntax) Problem: Performance RDB 1-15

16 Das Objekt-Orientierte Datenmodell Prinzip und Anwendung RDB 1-16

17 Datenbank Schema und Ausprägung DDL DDL DML DML Data Definition Language -> DB Schema -> Datenstruktur Datenbank Data Manipulation Language -> Daten Instanzen Data Control Language -> Datenzugriffsrechte DCL DCL RDB 1-17

18 Datenbase Management System (DBMS) 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 1-18

19 Das Entity-Relationship Modell Überblick RDB 1-19

20 Das ER-Modell Entitäten und deren Relationen Autor Schreibt Buch Entität Relation Entität RDB 1-20

21 Das ER-Modell Attribute PersNr Name Autor Schreibt Buch ISBN Titel Vorname? RDB 1-21

22 Das ER-Modell Beziehungstypen (Kardinalität) (1) Autor 1 N min:max Schreibt 1 M min:max Buch 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 1-22

23 Autor Das ER-Modell Beziehungstypen (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 1-23

24 Das ER-Modell Notation (Kardinalität) (3) Quelle: Wikipedia RDB 1-24

25 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 1-25

26 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 1-26

27 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 1-27