Datenbanken als Grundlage für InformationssystemeDatenmodellierung und Datenbanksysteme

Prof. Dr. Ingo Claßen Peter Morcinek Prof. Dr. Martin Kempa

Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin

Informationssysteme

Begriffe und Definitionen

Datenbankmanagementsysteme

Informationssystemen vs. Datenbanksysteme

Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme

Drei-Schema-Architektur

Informationssysteme

Charakteristika von Informationssystemen

I Persistenz (Langlebigkeit)I Verwaltung von langlebigen Informationsbeständen deren Lebensdauer

nicht von Anwendungen abhängtI Persistenter Zustand = Aktueller Zustand Realität, der gespeichert

wurdeI Quantität

I Verwaltung dynamisch veränderlicher, wachsenderInformationsbestände

I Unterstützung großer DatenmengenI Integrität

I Sicherstellung der „Korrektheit“ von InformationsbeständenI Persistenter Zustand stimmt mit der Realität überein

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Informationssysteme

Informationsinfrastruktur

I Betriebliche Informationssysteme sind Bestandteil derunternehmensweiten Informationsinfrastruktur

I Sie hat ähnliche Eigenschaften wie klassische Infrastrukturen (z. B.Straßennetz, Wasserversorgung, Telefon)

I EigenschaftenI Langlebigkeit, partielle Erneuerung, Koexistenz von Alt und Neu

I Ursachen für partielle ErneuerungI Technischer FortschrittI UnternehmenswachstumI Strategiewechsel bei der GeschäftsdurchführungI Unternehmensübernahmen, -zusammenschlüsse

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Informationssysteme

Struktur von Informationssystemen

Betriebswirtschafliche Prozesse (z. B. Produkte bestellen)

InformationssystemSoftware

Daten

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Begriffe und Definitionen

Begriffe

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Begriffe und Definitionen

Definitionen

I Miniwelt (Gegenstandsbereich)I Ausschnitt der realen Welt, für den Daten gespeichert werden sollen

I Datenbank (DB)I Menge von Daten der Miniwelt, gespeichert in einem

informationstechnischen SystemI Datenbankmanagementsystem (DBMS)

I Softwaresystem, mit dem Datenbanken verwaltet werden könnenI Datenbanksystem (DBS)

I DBMS + DBI Datenmodell

I Modellierungskonzepte zur Beschreibung von Informationsstrukturen,z. B. Tabellen

I DatenbankschemaI Beschreibung konkreter Informationsstrukturen, z. B. MitarbeitertabelleI Schema = Instanz des Modells

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Datenbankmanagementsysteme

Datenbankmanagementsystem

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Datenbankmanagementsysteme

Datenbankmanagementsystem

I Schlüsseltechnologie zur Realisierung von InformationssystemenI Große DatenmengenI Adäquate Repräsentation von InformationsstrukturenI Reduktion der Anwendungskomplexität

I Stellen generische Dienste bereitI Allgemeine Dienste, die für spezielle Anwendungsfälle angepasst werden

können.I Ein DBMS stellt z. B. Dienste für das Speichern und Laden beliebiger

Informationsstrukturen bereitI Liefern spezialisierte Dienste durch Anpassung

I Anpassung an die konkreten Informationsbedürfnisse auf Grundlage vonDatenmodellen/Datenbankschemata

I Generischer Dienst (Modell) + Schema = spezialisierter Dienst

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Informationssystemen vs. Datenbanksysteme

Realisierung von Informationssystemen durchDatenbanksysteme

Informationssystem

Software

Daten

Datenbanksystem (DBS)

Datenbankmanagementsystem (DBMS)

Datenbank

Schnittstelle(Dienste) Schema

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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme

Typische Funktionen eines DBMS

I Verwaltung von DatenbankenI Anlegen, löschenI Erzeugung, Änderung von Schemata

I Verwaltung von DatenI Effizienter Datentransfer entlang der Speicherhierarchie

(Haupt-/Sekundär-/Tertiärspeicher)I Datenmanipulation

I Einfügen, Löschen, Ändern und Abfragen von DatenI Integritätssicherung

I Synchronisation nebenläufiger AktivitätenI Datensicherung, Wiederherstellung bei FehlernI Überprüfung von KonsistenzbedingungenI Zugriffsschutz

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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme

Merkmale des Datenbankansatzes

I Selbstbeschreibung von DatenI Metadaten, die die Strukturen des Datenbestands beschreiben (Daten

über Daten)I Programm/Daten-Unabhängigkeit

I Isolation Anwendungsprogramme von physischer SpeicherungI Datenabstraktion

I Konzeptionellen Sicht auf die DatenI Datensichten

I Benutzerangepasste Blickwinkel auf die DatenI Transaktionsorientierte Verarbeitung

I Atomarität, Konsistenz, Isolation, Dauerhaftigkeit

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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme

Akteure im Datenbankbereich

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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme

Akteure im Datenbankbereich

I DatenbankverwalterI Rechteverwaltung, Datensicherung, RessourcenzuordnungI Überprüfung Systemauslastung, Überprüfung Fehlerprotokolle

I DatenbankentwicklerI Entwicklung Datenbankschemata, Abfragen, Anwendungsprogramme

I EndnutzerI Greifen mittels Anwendungsprogramme auf die Datenbank zu

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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme

Datenmodelle

I Hierarchisch / NetzwerkmodellI Baum- bzw. Graphstrukturen. Auf GroßrechnerI Veraltet, aber noch im Einsatz

I RelationenmodellI Tabellen. Grundlage betrieblicher Informationssysteme

I Objektorientiertes ModellI Objektorientierte Strukturen. Nischendasein

I NoSQLI Schlüssel/Wert-Speicher, dokumentenorientierte SystemeI Spaltenorientierte Systeme, Graphdatenbanken

I Multidimensionales DatenmodellI Datenwürfeln, für analytischer Systeme

I Spaltenorientierte Datenbanken, In-MemmoryI Aktuelle technologische Umsetzungen von Datenbanksystemen

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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme

Historie

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Drei-Schema-Architektur

Drei-Schema-Architektur

ExterneEbene

externe/konzeptuelleAbbildung

KonzeptuelleEbene

konzeptuelle/interneAbbildung

InterneEbene

ExterneView

. . . ExterneView

Konzeptuelles Schema

Internes Schema

Endbenutzer

Gespeicherte Datenbank

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Drei-Schema-Architektur

Drei-Schema-Architektur

I Konzeptuelle EbeneI Liefert das Schema der MiniweltI Beschreibt den Teil der Realität, der für das Informationssystem

relevant istI Basiert auf dem Datenmodell des DBS

I Externe EbeneI Liefert benutzerindividuelle Sichten auf die konzeptuelle EbeneI Transformation zwischen konzeptueller und externer Ebene ist

notwendigI Interne Ebene

I Legt die Speicherstrukturen für die konzeptuelle Ebene festI Logische Datenunabhängigkeit

I Unabhängigkeit der Anwendungsprogramme vom konzeptuellenSchema, da diese auf externen Schemata basieren

I Physische DatenunabhängigkeitI Unabhängigkeit des konzeptuellen Schemas von den internen

Speicherstrukturen.

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