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Datenbanksysteme

Oliver Vornberger

Fachbereich Mathematik/Informatik

Universität Osnabrück

49069 Osnabrück

oliver@uos.de

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Literatur

• Alfons Kemper, André Eickler:„Datenbanksysteme - Eine Einführung“Oldenbourg Verlag, München, 4. Auflage, 2001, 39.80 €

• Oliver Vornberger:„Datenbanksysteme“Vorlesungsskript Heft 92, SS 2001, 4 €

• Online-Material zur Vorlesung:bisher: http://www-lehre.inf.uos.de/~dbsjetzt: http://llp.rz.uos.de

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...mehr Literatur

• Date, C.J: An Introduction to Database Systems, Addison-Wesley, 1995.

• Elmasri R. & S. Navathe: Fundamentals of Database Systems , Addison Wesley, 2000

• Hamilton G., R. Cattell, M. Fisher: JDBC Datenbankzugriff mit Java , Addison-Wesley, 1998

• Heuer, A. & G. Saake: Datenbanken - Konzepte und Sprachen , International Thompson Publishing, 2000.

• Schlageter, G. & W. Stucky: Datenbanksysteme: Konzepte und Modelle Teubner 1983

• Ullman, J. D.: Principles of Data and Knowledge-Base Systems, Computer Science Press, 1988.

• Riordan, R:Microsoft SQL-Server 2000 Programmierung Schritt für Schritt, Microsoft Press, 2001

• Cuper, U.:Microsoft SQL Programmierung - Schritt für Schritt, Microsoft Press, 2002

• Greenspan, J. & Bulger B.:MySQL/PHP-Datenbankanwendungen, mitp, 2001

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Gliederung

1. Einführung2. Konzeptuelle Modellierung3. Logische Datenmodelle4. Physikalische Datenorganisation5. Mehrdimensionale Suchstrukturen6. Das Relationale Modell7. SQL8. Datenintegrität9. Datenbankapplikationen10. XML11. Relationale Entwurfstheorie12. Transaktionsverwaltung13. Mehrbenutzersynchronisation14. Recovery15. Sicherheit16. Objektorientierte Datenbanken17. Data Warehouse

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Kapitel 1: Einführung

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Definition

• Datenbasis zur Beschreibung eines Ausschnitts der Realwelt

• Programme zum geregelten Zugriff auf die Datenbasis.

Ein Datenbanksystem ist ein computergestütztes System, bestehend aus

( auch genannt: Datenbankverwaltungssystem, DBMS = data base management system)

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Motivation

• Redundanz• Inkonsistenz• Integritätsverletzung• Verknüpfungseinschränkung• Mehrbenutzerprobleme• Verlust von Daten• Sicherheitsprobleme• Hohe Entwicklungskosten

Separate Abspeicherung von miteinander in Beziehung stehenden Daten

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Isolierte Dateien versus zentrale Datenbasis

Programm 1

Physikalische Datei n

Physikalische Datei 1

Programm n

.

..

Logische Datei n

Logische Datei 1

Programm n

Programm 1

DBMSDatenbasis

.

..

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Datenabstraktion

Gesamtsichtkonzeptuelle Ebene

Sicht 1 Sicht 2 Sicht nexterne Ebene

physikalische Speicherunginterne Ebene

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Schema versus Ausprägung

Datenbankschema = Struktur der abspeicherbaren Daten

Datenbankausprägung = momentan gültiger Zustand der Datenbasis

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Transformationsregeln

Transformationsregeln für Verbindungen zwischen den Ebenen

Bundesbahn:

konzeptuelles Schema = Kursbuch

externes Schema = Städteverbindungen Osnabrück

internes Schema = Abbildung auf Dateisystem

Personaldatei:

konzeptuelle Ebene = Angestellte mit ihren Namen, Wohnorten und Geburtsdaten

externes Schema = Geburtstagsliste mit Name, Datum, Alter

internes Schema = Abbildung auf Dateisystem

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Datenunabhängigkeit

• Physische Datenunabhängigkeit:

keine Änderung des externen Schemasbei Änderung des internen Schemas

• Logische Datenunabhängigkeit:

keine Änderung des externen Schemasbei Änderungen des konzeptuellen Schemas

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Modellierungskonzepte

konzeptuelles Schema

externes Schema

internes Schema

Datenbanksystem

reale WeltlogischesSchema

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Entity-Relationship-Modell

• entity:Gegenstand des Denkens und der Anschauung

• relationship:Beziehung zwischen den entities

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ER-Diagramm

Studenten

Vorname Nachname

PLZMat-Nr Studienfach Name

Ortewohnt in

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Logisches Schema

• Das hierarchische Modell (z. B. IMS von IBM)• Das Netzwerkmodell (z. B. UDS von Siemens)• Das relationale Modell (z. B. Access von Microsoft)

• Das objektorientierte Modell (z. B. O2 von O2 Technology)

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Architektur eines DBMS

"Naive"Benutzer

Fortgeschrittene Benutzer

Anwendungs-programmierer

Datenbank-administratoren

Anwendunginteraktive

AnfragePräcompiler

Verwaltungs-werkzeug

DML- Compiler DDL-Compiler

Anfragebearbeitung

Datenbankmanager Schemaverwaltung

Mehrbenutzersynchr.Fehlerbehandlung

DBMS

Logdateien Indexe DatenwörterbuchDatenbasis

Filemanager

Hintergrundspeicher