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1 Veit Köppen Gunter Saake Kai-Uwe Sattler Data Warehouse Technologien

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis vii 1 Einführung in Data-Warehouse-Systeme Anwendungsszenario Getränkemarkt OLTP versus OLAP OLAP- versus OLTP-Transaktionen Vergleich von OLTP und OLAP Abgrenzung: DBMS-Techniken Charakteristika und Begriffe Aufbau des Buches Vertiefende Literatur Übungen Architektur Anforderungen Grobe Übersicht über Data-Warehouse-Systeme Anforderungen an die Architektur Die 12 OLAP-Regeln nach Codd Die FASMI-Anforderungen Datenfluss in einem Data-Warehouse-System Phasen des Data Warehousing Datenquellen Datenbereinigungsbereich Extraktionskomponenten Transformationskomponenten Ladekomponente Basisdatenbank Befüllen Der Datenwürfel Data Marts vii

3 Das Data Warehouse Referenzarchitektur Data-Warehouse-Manager Monitore Repository Metadaten-Manager Diskussion der kompletten Referenzarchitektur Architektur des Data Warehouse Rolle der Data Marts Abhängige Data Marts: Nabe und Speiche Unabhängige Data Marts Föderierte und virtuelle Datenwürfel Data-Warehouse-Architektur in der Praxis Vertiefende Literatur Übungen Modellierung von Data Warehouses Das multidimensionale Datenmodell Grundbegriffe Dimensionen Fakten und Kennzahlen Schema des multidimensionalen Datenwürfels Konzeptuelle Modellierung Das ME/R-Modell ADAPT Relationale Umsetzung Prinzip der relationalen Abbildung Snowflake-Schema Star-Schema Vergleich von Snowflake- und Star-Schema Fact-Constellation-Schema und Galaxie-Schema Alternative Modellierung von Klassifikationshierarchien Vermeidung von Semantikverlusten Vertiefende Literatur Übungen Extraktions-, Transformations- und Ladeprozess Qualitätsaspekte Der Datenbereinigungsprozess Duplikaterkennung Vergleichsfunktionen Beheben von Datenkonflikten Der ETL-Prozess viii Inhaltsverzeichnis

4 4.3 Die Extraktionsphase Extraktionstechniken Methode des Differential Snapshot Die Transformationsphase Daten- und Schemakonflikte Mappings im Transformationsschritt Die Ladephase Verwendung des Oracle SQL-Loader Multi-Table-Insert Alternativer Ansatz: ELT Vertiefende Literatur Übungen Anfragen an Data-Warehouse-Datenbanken Einführung und Anforderungen OLAP-Operationen SQL-Operationen für das Data Warehouse Relationale Umsetzung multidimensionaler Anfragen CUBE und ROLLUP OLAP-Funktionen in SQL: MDX Vertiefende Literatur Übungen Speicherung Speicherung des Datenwürfels: Array vs. Relationen Relationale Implementierung ROLAP Implementierung als Array MOLAP Vergleich ROLAP und MOLAP-Speicherung Hybride Speicherung HOLAP Alternative Speicherungsformen Partitionierung Partitionierung in relationalen Datenbanken Partitionierung in Data Warehouses Partitionierung von Datenwürfeln Spaltenorientierte Datenhaltung Basisideen der spaltenorientierten Datenhaltung Operationen und Anfragen in spaltenorientierter Datenhaltung Speichervarianten in spaltenorientierter Datenhaltung Hauptspeicherdatenbanken Was sind Hauptspeicherdatenbanken? Technologien aktueller Hauptspeicherdatenbanken ix

5 6.4.3 Komprimierung von Daten Delta-Relationen Vertiefende Literatur Übungen Indexstrukturen Klassifikation von Indexstrukturen B-Bäume und Varianten Der B + -Baum Degenerierte B-Bäume Ordnungsabhängigkeit in B-Bäumen B + -Baum-Tricks: Oversized Index B + -Baum-Tricks: Berechnete Indexe Bitmap-Indexe Prinzip von Bitmap-Indexen Bitmap-Index: Realisierung Standard-Bitmap-Index Mehrkomponenten-Bitmap-Index Bereichskodierter Bitmap-Index Mehrkomponenten-bereichskodierter Bitmap-Index Intervallkodierte Indexierung Auswahl von Bitmap-Indexstrukturen Verbundindexe Prinzip des Verbundindex Bitmap-Verbundindex Mehrdimensionale Indexstrukturen Grid-File Mehrdimensionales Hashen MDH KdB-Baum R-Bäume Varianten von R-Bäumen Der UB-Baum Indexierung von Hierarchien Kodierung von Hierarchien Mehrdimensionales hierarchisches Clustering Vertiefende Literatur Übungen Anfrageverarbeitung und materialisierte Sichten Anfrageplanung Überblick Star-Join-Optimierung Berechnung des CUBE-Operators x Inhaltsverzeichnis

6 8.3 Materialisierte Sichten Anfragebeantwortung mit materialisierten Sichten Auswahl materialisierter Sichten Aktualisierung materialisierter Sichten Materialisierte Sichten in aktuellen DBMS Vertiefende Literatur Übungen Business-Intelligence-Anwendungen Business Intelligence Begriffsklärung Knowledge Discovery Datenanalyse Reporting Balanced Scorecard Navigation im Datenwürfel für Ad-hoc-Reporting Data Mining im BI-Umfeld Warenkorbanalyse Kunden-Clustering Klassifikationsverfahren Zeitreihenanalyse & Prognose Data Mining Extensions Vertiefende Literatur Übungen Abbildungsverzeichnis 290 Tabellenverzeichnis 295 Sachindex 296 Literaturverzeichnis 303 xi

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