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- hierarchisches Datenmodell- Netzwerkmodell- objektorientiertes Modell- relationales Modell
2 K. Schrader LF6
Datenbanken Einführung Vorteil einer Datenbank gegenüber schriftlichen
Aufzeichnungen
Vorher: Unübersichtliche, unterschiedliche, doppelt geführte, umständlich zu ändernde Informationen
Nachher:Übersichtliche, strukturierte, einmal eingegebene, leicht zu ändernde Informationen
Adreßbuch mit Mitarbeiteradressen
Gehaltslisten der Mitarbeiter
Aktenschrank mit Personalakten
Tabellen einer Datenbank
3 K. Schrader LF6
Datenbanken MerkmaleBeliebiges Bearbeiten und
Verändern der Daten
Daten sortieren
Daten filtern
Auswerten der Daten
Berichte erstellen
Daten in anderen Programmen weiterverarbeiten
104
102
Gewinn 1997 =
Alle Artikel unter 1,-- DM
Gewinn 1997 =
Arbeitsstuhl, Bleistift, Computer
4 K. Schrader LF6
Dateiorientierte Datenverwaltung
Programme Dateien
Provisionsabrechnung
Lohnabrechnung
Verkaufsstatistik
Provisionsdatei(Artikeldaten, Umsatzdaten)
Mitarbeiterdatei
Lohndatei
Statistikdatei(Artikeldaten, Umsatzdaten...)
5 K. Schrader LF6
Nachteile dateiorientierter Datenverwaltung
Mehrfachspeicherung gleicher Daten - Redundanz
Aufwendige Datenpflege (Änderung in mehreren Dateien)
Inkonsistente Datenbestände (Wird eine Änderung nicht in allen Dateien vorgenommen, entstehen widersprüchliche Datenbestände)
Logische Datenabhängigkeit (enge Abhängigkeit zwischen Programmen und Dateien)
Lesen nichtbenötigter Daten
Datenschutzprobleme
6 K. Schrader LF6
Datenbank - Konzept
Ein Datenbanksystem speichert alle oder Teile der Unternehmensdaten unter einer zentralen Kontrolle.Es besteht aus:
•dem eigentlichen Datenbestand, der in einer oder mehreren Datenbanken gespeichert ist
•einem System zur Verwaltung und Kontrolle dieses Datenbestandes (Datenbankmanagementsystem, DBMS)
•und einer Beschreibung zum Aufbau der Datenbanken (Data Dictionary)
7 K. Schrader LF6
Datenbank - Konzept
Programm 1
Programm 2
Programm 3
Programm 4
Programm 5
Daten-bank-manage-ment-system
Daten-bank-manage-ment-system
DB 1
DB 2
DB 3
Datei 2
Datei 3
Datei 1
Datei 2
Datei 3
Datei 1
Datei 2
Datei 3
Datei 1
8 K. Schrader LF6
Datenbank - KonzeptMerkmale
Merkmale eines DBMS:
Daten sind eigenständig (unabhängig von Programmen) Daten werden einmal definiert und für alle User (Programme) zentral
verwaltet die Kontrolle der Daten liegt allein beim DBMS das DBMS ist die Software, die die Beziehung zwischen User und
Datenbank (im Sinne von Sammlung der Dateien) organisiert
9 K. Schrader LF6
Datenbank - KonzeptVorteile
Vorteile des Einsatzes von DBMS:
Verringerung der Redundanz Datenbankreparatur bei Fehlern möglich vereinfachte Anwendungsprogrammierung (Programmierer muß nicht
die spezielle Organisation der Daten kennen) Konsistenzprobleme (Einheitlichkeit) entfallen, da kaum Redundanz
auftritt Zugriff auf Daten erfolgt nur unter Kontrolle des DBMS Abhängigkeiten zwischen Daten und Programmen werden verringert Datenauswertung ist flexibler DBMS kann Korrektheit der Daten sichern
10 K. Schrader LF6
Datenbank - Architektur
1978 hat eine Arbeitsgruppe des American National Standards Institute (ANSI) eine Standardarchitektur eines Datenbanksystems beschrieben.Diese nennt man die ANSI-SPARC-Architektur
(SPARC - Standard Planning and Requirements Committee)
Aufbau:
Externes Schema
Konzeptionelles Schema
Internes Schema
11 K. Schrader LF6
ANSI-SPARC-ArchitekturJe nach Aufgabe des Anwenders entstehen unterschiedliche Blickwinkel(Sichten) auf die Datenbank:
Benutzersicht(Externes Schema)
Lagerbestand(Formular 1)
Umsätze(Formular 2)
Logische Sicht(KonzeptionellesSchema)
Interne Sicht
Lagerbestand(Abfrage 1)
Umsatz pro Kunde(Abfrage 2)
Artikeltabelle(Access Datenbank)
Kundentabelle(Oracle Datenbank)
Rechnungen(Interbase Datenbank)
12 K. Schrader LF6
Vorteile der ANSI-SPARC-Architektur
Benutzer müssen nichts von der physikalischen Anordnungwissen, ihre Änderungen werden automatisch umgesetzt
die Datenstruktur der logischen Sicht kann auf den Benutzerzugeschnitten werden
auf interner Ebene können unterschiedlicheDatenbanksysteme (Access, Oracle, DBASE...) verwendetwerden, der Benutzer sieht nur die von ihm benötigten Daten
13 K. Schrader LF6
Datenmodelle
In einem Datenmodell wird festgelegt, wie die zu speichernden Daten strukturiert sind und welche Operationen auf diese Daten möglich sind (Suchen, Löschen, ...)
die Datenstruktur ist in Baumform strukturiert die Daten unterliegen der sequentiellen Datenorganisation IMS von IBM ist ein Datenbanksystem, das auf dem
hierarchischem Datenmodell aufbaut
Beispiel: Abteilung
Mitarbeiter
Tätigkeit Ausbildung Gehalt
1 - n
1 - n 1 - n 1 - 1
15 K. Schrader LF6
Netzwerkdatenbankmodell
ist komplexer als das hierarchische Datenbanksystem es können neben 1 : n und 1 : 1 auch n : m Zuordnungen
realisiert werden durch Vernetzung von Daten kann man auch komplexe
Datenstrukturen abbilden Nachteil: starre, komplexe und verwirrende Gesamtstruktur Beispielsysteme: UDS (Universelles DB-System von
Siemens)
16 K. Schrader LF6
Netzwerkdatenbankmodell
17 K. Schrader LF6
Objektorientiertes Datenmodell
Herkömmliche Datenmodelle erreichen durch Ihre fest definierten Strukturen ihre Grenzen, wenn es um die Verwaltung komplexer Datenstrukturen geht (z.B. im Bereich CAD, Kartographie, Multimedia).Solche speziellen Anwendungen haben in den 80er und 90er Jahren zur Entwicklung Objektorientierter Datenbanken geführt.Dabei wurden die Merkmale des objektorientierten Ansatzes wie Klassen, Kapselung, Vererbung und Polymorphie übernommen.
18 K. Schrader LF6
Relationales Datenmodell
Das relationale Modell wurde entwickelt, nachdem man erkannte, daß die Struktur einer Datenbank nicht wie beim Hierarchischen Modell und beim Netzwerkmodell fast starr sein darf.
Nur bei einer flexiblen Struktur kann die Datenbank auch nach vielen Jahren den aktuellen Bedürfnissen ohne grundlegende Systemänderungen angepaßt werden.
19 K. Schrader LF6
Relationales Datenmodell
Relationales Datenbankmodell (wichtigstesDatenbankmodell in der heutigen Zeit)
In relationalen Datenbanken speichert man Daten in gleichartigaufgebauten Datensätzen , die in Tabellen organisiert sind.Zwischen den Tabellen können Beziehungen (Relationenbestehen)
20 K. Schrader LF6
Relationales Datenmodell
Häufig verwendete, gleichwertige Begriffe: Tabelle, Relation, Datei, File Datensatz, Tupel, Zeile, Record Feld, Spalte, Attribut
21 K. Schrader LF6
Relationales Datenmodell
22 K. Schrader LF6
Relationales Datenmodell
Folgende Eigenschaften müssen bei der relationalen DB erfüllt sein:
Tabelle (Entitätsmenge) besitzt eindeutigen Namen (z.B.Mitarbeiter)
die Bezeichnungen der Attribute (Spaltenüberschriften) sindeindeutig
eines der Attribute (oder eine Komb. aus mehreren Attributen)identifiziert eindeutig einen Datensatz (Schlüssel oderPrimärschlüssel), hier z.B. MA-Nr
alle Daten eines Attributs sind aus einem vorgegebenWertebereich (Domäne), hier z.B. MA-Nr ganze Zahl,Name Text (20), PLZ Text (8), Geb.Datum Datum (8-stellig)