Archivierung in Datenbanksystemen

Transkript

1 Ralf Schaarschmidt Archivierung in Datenbanksystemen Konzept und Sprache ' ' - ' ' ' ' (?,j '._,.' j Teubner B.G.Teubner Stuttgart Leipzig Wiesbaden

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Motivation Ziele des Buches Anwendungsgebiete der Archivierung Gliederung des Buches 21 2 Grundlagen der Archivierung Grundlagen von Datenbanksystemen Architektur Datenmodelle Datenbankschema Relationale Datenbanken Das relationale Datenmodell Der Datenbankbegriff in SQL Temporale Datenbanken Anwendungsorientiertes Archivieren Architekturansätze Datenbanksystem-basierte Archivierung Datenbanksystem-integrierte Archivierung Vergleich mit der Klassifikation von Herbst Anwendungsbeispiele Stand der Forschung 40 3 Beispiele aus der Praxis Archivierung im System R/ Anforderungen und Prinzip DasADK Ablauf der Archivierung Archivierungsobjekte Standardklasse Archivierungsklassen Beispiel 52

3 10 Inhaltsverzeichnis Archivierungsprogramme Archivdateien Zugriff auf archivierte Daten Einsatz von ArchiveLink DB2 Row Archive Manager Daten und Komponenten Datenstrukturen und Beziehungen Archivierungsvorgang Rückholvorgang Speicherverwaltungsvorgang Vergleich und Bewertung 65 4 Archivierung als Datenbankdienst Anforderungen Archive Zuordnung von Archiven zu Datenbanken Archivschema Archiventwurf Archivierungsfunktionalität Definition von Archivtabellen Aus- und Einlagern von Daten Einfügen und Löschen von Archivdaten Anfragen an Archive Regelbasierte Archivierung Zeitaspekte der Archivierung Schemaänderungen Abgetrennte Archive Archivdaten Archivierungsfunktionalität Zeitbezogenes Auslagern Zeitbezogene Anfragen Ein temporales Datenmodell für Archive Beispiel Beispiel einer Datenbank Konzeptueller Entwurf Logischer Entwurf Archivierung zur Entlastung der Datenbank Beschreibung des Archivierungskonzepts Struktureller Entwurf Operationaler Entwurf Nutzungsmöglichkeiten 109

4 Inhaltsverzeichnis Archivierung zum Festhalten der Datenbankentwicklung Beschreibung des Archivierungskonzepts Struktureller Entwurf Operationaler Entwurf Nutzungsmöglichkeiten Zusammenfassung Datenbank und Archiv Datenintegrität und Datenbanken Konsistenz von Datenbanken Klassifikation von Integritätsbedingungen Integritätsbedingungen im relationalen Datenmodell Attribute und Domänen Schlüssel Fremdschlüssel Komplexität der Integritätsprüfung Datenintegrität und Archive Konsistenz von Archiven Integritätsbedingungen für Archive Integritätsbedingungen im temporalen Datenmodell für Archive Schlüssel Fremdschlüssel Datenbankschema Datenbankschema in SQL Klassifikation von Schemaelementen in SQL Modifikation von Datenbankschemata Klassifikation von Schemaänderungen Schemaevolution und -versionierung Schemamodifikation in SQL Beziehung zwischen Datenbank- und Archivschema Versionierung von Archivschemata Versionierung von Archivtabellen Erzeugen von Versionen Auflösung von Namenskonflikten Logische Attribute Zugriff auf versionierte Archivtabellen Zusammenfassung Die Sprache ASQL Umsetzung der Konzepte Anforderungen an den Sprachentwurf 162

5 12 Inhaltsverzeichnis l 6.3 Datendefinition Archive Archivtabellen Attribute Zeichensätze und Vergleichsregeln Integritätsbedingungen Versionen Weitere Eigenschaften von Archivtabellen Regeln Rechte Erforderliche Rechte für ASQL-Anweisungen Datenmanipulation Auswertung von Fremdschlüsselbeziehungen Zugriff auf Archivtabellen Zugriff auf die Archivierungszeit Auslagern von Daten Einlagern von Archivdaten Einfügen und Löschen von Archivdaten Implementierungsabhängige Konzepte Beispiel Archivierung zur Entlastung der Datenbank Struktur und Operationen Nutzungsmöglichkeiten Archivierung zum Festhalten der Datenbankentwicklung Struktur und Operationen Nutzungsmöglichkeiten Zusammenfassung Metadaten in ASQL Datenbankschema und Metadaten Metadaten für Datenbanken Informationsschema Definitionsschema Metadaten für Archive Arten Architekturaspekte Informationsschema Archivstruktur Zeichensätze und Vergleichsregeln Versionen von Archivtabellen Regeln Rechte Zusammenfassung 228

6 Inhaltsverzeichnis 13 i. 8 Realisierung eines Systems zur Archivierung Ein Prototyp für die Archivierung Entwurfsziele Architektur Das Archive Management System Simulation Architektur und Komponenten Operationsverarbeitung Datendefinition Datenmanipulation Zeitbezogene Regeln Transaktionsende Einsatz von DB Zusammenfassung Zusammenfassung und Ausblick Ausgangspunkt Ergebnisse Weiterführende Arbeiten 247 A Formale Spezifikation von ASQL 253 A.l Notation und Konventionen 253 A.2 Verbindung zu SQL 254 A.3 Allgemein verwendete Syntaxelemente 257 A.3.1 Namen und Bezeichner 257 A.3.2 Auswahl- und Ereigniszeit 259 A.4 Datendefinition 260 A.4.1 Archive 260 A Archivdefinition 260 A Löschen von Archiven 261 A.4.2 Archivtabellen : 262 A Definition von Archivtabellen 262 A Modifikation von Archivtabellen 263 A Löschen von Archivtabellen 265 A Zuordnung zu einer Datenbanktabelle 266 A Aufheben der Zuordnung zu einer Datenbanktabelle A Aktivieren von Attributen und Integritätsbedingungen A Deaktivieren von Attributen und Integritätsbedingungen. 268 A Aktivieren von Attributen 269 A Deaktivieren von Attributen 271 A Aktivieren von Integritätsbedingungen 272

7 ^ Inhaltsverzeichnis A Deaktivieren von Integritätsbedingungen 274 A Einfügen in Archivtabellen 275 A Gruppen von Attributen 276 A Spezifikation von Vergleichsregeln 277 A Attributliste beim Zugriff auf Archivtabellen 278 A.4.3 Regeln zur Archivierung 279 A Ergänzung von SQL-Syntaxelementen 279 A Definition von Datenbankregeln 280 A Hinzufügen von Datenbankregeln 280 A Entfernen von Datenbankregeln 280 A Löschregel für Datenbanktabellen 281 A Definition von Archivregeln 282 A Hinzufügen von Archivregeln 282 A Entfernen von Archivregeln 283 A Archivieren gelöschter oder geänderter Daten 283 A Reaktion auf Datenbankregeln 284 A Kopieren von Datenbankdaten 285 A Löschregel für Archivtabellen 286 A.4.4 Rechte für die Archivierung 287 A Datenbankrechte 287 A Vergeben von Archivrechten 288 A Entziehen von Archivrechten 289 A.4.5 Datenbankschema 290 A Entziehen von Rechten 290 A Löschen von Vergleichsregeln 291 A Löschen von Attributen 292 A Löschen von Tabellenbedingungen 293 A Hinzufügen von Attributen 293 A Hinzufügen von Tabellenbedingungen 294 A.5 Datenmanipulation 294 A.5.1 Auswertung von Fremdschlüsselbeziehungen 294 A Bestimmung referenzierender Tupel zweier Archivtabellen. 294 A Bestimmung von Beziehungen zwischen Datenbankdaten. 295 A Bestimmung von Beziehungen zwischen Archivdaten A.5.2 Zugriff auf Archivtabellen 297 A Effektiv genutzte Archivtabelle 297 A Referenzieren von Archivtabellen 300 A.5.3 Zugriff auf die Archivierungszeit 301 A Referenzieren der Archivierungszeit 301 A Ausdrücke 302 A.5.4 Auslagern von Daten 303

8 Inhaltsverzeichnis 15 4 A Mengenorientiertes kopierendes Auslagern 303 A Mengenorientiertes Löschen und Auslagern 304 A Mengenorientiertes Ändern und Auslagern 305 A Positioniertes kopierendes Auslagern 306 A Positioniertes Löschen und Auslagern 307 A Positioniertes Ändern und Auslagern 308 A.5.5 Einlagern von Archivdaten 308 A Kopierendes Einlagern 308 A Verschiebendes Einlagern 310 A.5.6 Einfügen und Löschen von Archivdaten 311 A Einfügen von Archivdaten 311 A Löschen von Archivdaten 313 B Definitions- und Informationsschema in ASQL 315 B.l Spezifikation des Definitionsschemas 315 B.l.l Basistabelle ARCHIVES 315 B.1.2 Basistabelle ARCHIVE_TABLES 316 B.l.3 Basistabelle ARCHIVE_COLUMNS 320 B.1.4 Basistabelle ARCHIVE.COLLATIONS 322 B.1.5 Basistabelle ARCHIVE_CHARACTER_SETS 323 B.l.6 Basistabelle ARCHIVE.VERSIONS 324 B.l.7 Basistabelle ARCHIVE_VERSI0N_C0LUMNS 325 B.l.8 Basistabelle ARCHIVE.CONSTRAINTS 327 B.l.9 Basistabelle ARCHIVE_C0NSTRAINT_C0LUMS 329 B.l.10 Basistabelle ARCHIVE_REFERENTIAL_CONSTRAINTS 330 B.l.11 Basistabelle RULES 333 B.l.12 Basistabelle ARCHIVE.RULES 334 B.l.13 Basistabelle TABLE_PRIVILEGES 337 B.l. 14 Basistabelle ARCHIVE_PRIVILEGES 337 B.2 Spezifikation des Informationsschemas 338 B.2.1 Sicht ARCHIVES 339 B.2.2 Sicht ARCHIVE_TABLES 339 B.2.3 Sicht ARCHIVE.COLUMNS 339 B.2.4 Sicht ARCHIVE_COLLATIONS 340 B.2.5 Sicht ARCHIVE_VERSI0NS 340 B.2.6 Sicht ARCHIVE.VERSI0N_C0LUMNS 341 B.2.7 Sicht ARCHIVE_CONSTRAINTS 341 B.2.8 Sicht ARCHIVE_CONSTRAINT_COLUMNS 342 B.2.9 'Sicht ARCHIVE_REFERENTIAL_CONSTRAINTS 342 B.2.10 Sicht CURRENT_VERSIONS 342 B.2.11 Sicht CURRENT.COLUMNS 343

9 16 Inhaltsverzeichnis 4 B.2.12 Sicht CURRENT_CONSTRAINTS 343 B.2.13 Sicht RULES 343 B.2.14 Sicht ARCHIVE.RULES 344 B.2.15 Sicht ARCHIVE.PRIVILEGES 344 C Die Syntax von ASQL im Überblick 345 C.l Allgemein verwendete Syntaxelemente 345 C.l.l Namen und Bezeichner 345 C.l.2 Auswahl- und Ereigniszeit 346 C.2 Datendefinition 347 C.2.1 Archive 347 C.2.2 Archivtabellen 347 C.2.3 Regeln zur Archivierung 349 C.2.4 Rechte für die Archivierung 351 C.3 Datenmanipulation 351 C.3.1 Zugriff auf Archivtabellen 351 C.3.2 Zugriff auf die Archivierungszeit 352 C.3.3 Auslagern von Daten 352 C.3.4 Einlagern von Archivdaten 353 C.3.5 Einfügen und Löschen von Archivdaten 354 Literaturverzeichnis 355 Stichwortverzeichnis 371