Datenbanksysteme

Datenbanksystem (DBS):

Datenmodell (DM):

Zusammenfassung von Datenbank und Datenbankmanagementsystem

Konzepte für die Abbildung von Diskursbereichen in Datenbanken (Strukturen, Operationen, Integritätsbedingungen)

Datenbanksprache (DL):

Datenbankmanagementsystem (DBMS):

Datenbank (DB):

Sprache zur Definition (DDL) sowie Manipulationund Abfrage (DML) von Datenbeständen

Softwaresystem zur Verwaltung und Bereitstellungvon Datenbeständen

Sammlung von Datenbeständen einschließlich deren Beschreibung

Schwerpunkte: Architektur von Datenbanksystemen, konzeptueller Datenbankentwurf, relationales Datenmodell, relationale Sprache, relationale Entwurfstheorie, Datenintegrität / Datensicherheit, Mehrbenutzersynchronisation, interne Datenorganisation, externe Schnittstellen, objektorientierte Datenbanken

Ziele:

- Entwicklung eines schematischen, zeitunabhängigen Modells des Diskursbereiches - Unterstützung der frühen Entwurfsphasen - Graphische Veranschaulichung von Zusammenhängen - Kommunikationsmittel zwischen Anwender, Entwickler und Implementator - Abbildbarkeit in Datenmodelle (insbesondere in das Relationenmodell)

Entity-Relationship-Modell (ERM)

Formalismus zur Abbildung von Diskursbereichen als Gesamtheit von Gegebenheiten (Entities),zwischen denen Beziehungen (Relationships) bestehen.

Diskursbereich:

Ausschnitt der Realität, der für eine bestimmte Anwendung relevant ist

Beispiel: Universität mit Studenten, Assistenten, Professoren, Lehrveranstaltungen, Prüfungen

Relationship: Beziehung zwischen je einer Entity von mehreren nicht notwendig verschiedenen Entity-Typen

Relationships

Relationship-Typ: Verallgemeinerung (Klassifikation) gleichartiger, ähnlicher Relationships

Beispiele: lesen, höhren, prüfen, voraussetzen, arbeitenfür

Diagrammdarstellung: Relationship-Typ als Rhombus mit Namen des Relationship-Typs, durch ungerichtete Kanten mit korrespondierenden Entity-Typen verbunden

Relationship-Typ

Entity: diskrete, identifizierbare Abstraktion eines Gegenstandes der Anschauung oder des Denkens

Entities

Entity-Typ: Verallgemeinerung (Klassifikation) gleichartiger, ähnlicher Entities

Beispiele: Student, Assistent, Professor, Lehrveranstaltung

Diagrammdarstellung: Entity-Typ als Rechteck mit Namen des Entity-Typs

Entity-Typ

Attribute

Schlüssel

Attribut: Merkmal zur Beschreibung von Entities und Relationships; besitzt einen Namen und eine Merkmalswertemenge (Domäne) Diagrammdarstellung: Attribut als Kreis / Ellipse mit Attributnamen, durch ungerichtete Kante mit Entity- oder Relationship-Typ verbunden

Beispiele: Name, Vorname, Adresse, Fachgebiet, Note, Titel, ... Attributname

Schlüssel: Teilmenge von Attributen, - deren Werte beliebige Ausprägungen eines Entity- oder Relationship-Typs identifizieren - und die im Hinblick auf diese Eigenschaft minimal sind

Primärschlüssel: pragmatisch ausgewählter Schlüssel eines Entity- oder Relationship-Typs

Diagrammdarstellung: Attribut mit Unterstreichung

Beispiele: Persnr, Matrnr, Vorlnr, (Persnr, Vorlnr), (Vorgänger, Nachfolger), ...

Attributname

Zuordnungscharakteristik

Charakterisierung eines Relationship-Typs R zwischen zwei Entity-Typen E1, E2:

1:1-Beziehung: In R kann ein Entity aus E2 mit höchstens einer Entity aus E1 in Beziehung stehen und umgekehrt.

1:n-Beziehung: In R kann ein Entity aus E2 mit höchstens einer Entity aus E1 in Beziehung stehen.

m:n-Beziehung: Keine Einschränkung.

Erweiterung auf mehrstellige Relationship-Typen möglich.

Diagrammdarstellung: Beschriftung der Kanten des Relationship-Typs mit 1, m, n, ...

Beispiele: lesen (1:n), hören (m:n), prüfen (m:n:1)

Relationship-Typx y

ERM-Diagramm

Student

Professor

Vorlesung

Assistent

prüfen

voraussetzen

arbeitenfür

lesen

hören

Matrnr

Name

Sem

Persnr

Name

Gebiet

Vorlnr

SWS

Titel

Persnr

Note

Name

Raum

Rang

N M

11

1

N

N

N

NM

M

Diskursbereich: Universität

Relationales Datenmodell (RDM):Relationen, die als Menge von Tupeln bestimmten Integritätsbedingungen genügen,werden mittels Operationen der Relationenalgebra manipuliert.

Strukturen:

Eine Relation R ist eine Teilmenge des kartesischen Produkts von Wertemengen , die Attributen zugeordnet sind (j = 1, 2, ..., n) :

Die Elemente mit von R werden als Tupel bezeichnet.

R R(A ,A ,...,A ) V V ... V1 2 n 1 2 n= ⎢ ↔ ↔ ↔

r (v ,v ,...,v ) R1 2 n= ⎣ v Vj j⎣

Vereinigung ( ), Differenz ( ), Durchschnitt ( ) --> MengenverarbeitungProjektion ( ), Selektion ( ) --> Attribut-, TupelauswahlProdukt ( ), Verbund ( ) --> RelationenverbindungDivision ( ), Umbenennung ( ) --> Quantifizierung, ...

Operationen:

Beispiele: Student (Matrnr, Name, Sem)Professor (Persnr, Name, Rang, Raum)Vorlesung (Vorlnr, Titel, SWS, Leser)

A j

Vj

Zuordnung: Relation ---> Tabelle Tupel ---> Zeile Attribut ---> Spalte

Schlüssel-, Domänen-, Entity-Integrität, referentielle IntegritätIntegrität:

⎡π σ

><ρ

↔⎫

-

Entity-Typ: Bildung eines Relationsschemas mit dem Namen, den Attributen und den Schl¸sseln des Entity-Typs

Relationship-Typ 1:1: Aufnahme des Primärschlüssels eines 1-Entity-Typs als Fremdschlüssel und der Attribute des Relationship-Typs in das Relationsschema des anderen 1-Entity-Typs

Relationship-Typ 1:n: Aufnahme des Primärschlüssels des 1-Entity-Typs als Fremdschl¸ssel und der Attribute des Relationship-Typs in das Relationsschema des n-Entity-Typs

Relationship-Typ m:n: Bildung eines Relationsschemas mit dem Namen des Relationship-Typs, den eigenen Attributen und den Primärschlüsseln der beteiligten Entity-Typen

Relationship-Typ mehrstellig: analog zu Relationship-Typ m:n

Überführungsvorschriften ERM ---> RDM:

Beispielrelationen 1

Professor:

Persnr Name Rang Raum

2125 Sokrates C4 2262126 Russel C4 2322127 Kopernikus C3 3102133 Popper C3 522134 Augustinus C3 3092136 Curie C4 362137 Kant C4 7

Assistent:

Persnr Name Fachgebiet Boss

3002 Platon Ideenlehre 21253003 Aristoteles Syllogistik 21253004 Wittgenstein Sprachtheorie 21263005 Rhetikus Planetenbewegung 21273006 Newton Keplersche Gesetze 21273007 Spinoza Gott und Natur 2134

Student:

Matrnr Name Sem

24002 Xenokrates 1825403 Jonas 1226120 Fichte 1026830 Aristoxenos 827550 Schopenhauer 628106 Carnap 329120 Theophrastos 229555 Feuerbach 2

Beispielrelationen 2voraussetzen:

Vorgänger Nachfolger

5001 5041 5001 5043 5001 5049 5041 5216 5043 5052 5041 5052 5052 5259

hören:

Matrnr Vorlnr

26120 500127550 500127550 405228106 504128106 505228106 521628106 525929120 500129120 504129120 504929555 502225403 502229555 5001prüfen:

Matrnr Vorlnr Persnr Note

28106 5001 2126 125403 5041 2125 227550 4630 2137 2

Vorlesung:

Vorlnr Titel SWS Leser

5001 Grundzüge 4 21375041 Ethik 4 21255043 Erkenntnistheorie 3 21265049 Gewäsch 2 21254052 Logik 4 21255052 Wissenschaftstheorie 3 21265216 Bioethik 2 21265259 Der Wiener Kreis 2 21335022 Glaube und Wissen 2 21344630 Die 3 Kritiken 4 2137