Dbs1 - HSR
Datenbanksysteme 1
Datenbanksysteme 1
Relation
Verknüpfung mehrerer Entitäten. Beziehung kann wie eine Entität Attributswerte aufweisen.
Bsp: "Fritz Müller" gehört zur Abteilung "Entwicklung"
Entitätstyp
Zusammenfassung von Attributen die auf einer Entitätsmenge definiert sind. Bsp: Entitätstyp "Angestellter" ist durch die Menge der Attribute "Name", "Vorname", etc. definiert
Assoziation
Verknüpft mehrere Entitätstypen
Krähenfussnotation
ER-Modell
1:1, 1:n, n:m, optionaltität (c), identifizierende
Referenzielle Integrität
Datensätze dürfen über ihre Fremdschlüssel nur auf existierende Datensätze verweisen.
Wird beim Einfügen, Updaten oder Löschen von Enitäten geprüft.
Ein Datensatz kann nur eingefügt werden wenn in der referenzierten Tabelle ein Datensatz mit dem
entsprechenenden Wert im Primärschlüssel existiert.
Eine Datensatzlöschung oder Änderung des Schlüssels iin einem Primär Datensatz ist nur möglich,
wenn zu diesem Datensatz keine abhängigen Datensätze in Beziehung stehen.
Relationale Schreibweise
TableName (
AttributName [Type] [PK] [NOT NULL | NULL] [UNIQUE] [REFERENCES TableName (PK)],
)
Relationale Schreibweise (Abgekürzt)
- Primärschlüssel unterstreichen, allenfalls PK (Default: UNIQUE, NOT NULL)
- Fremdschlüssel kursiv und mit REFERENCES
- Schlüsselkandidaten mit UNIQUE auszeichnen
- Attribute (ausser PK) sind per Default NOT UNIQUE und NULL
Beispiel Relationale Schreibweise
Spieler (
ID INT NOT NULL REFERENCES Person(ID) ON DELETE CASCADE PK FK,
Koerpergroesse INT,
Position ENUM,
Trikotname VARCHAR(100),
Mannschaft INT NOT NULL REFERENCES Mannschaft(ID) FK
)
Relationale Algebra:
Projektion
select A1, A4 from Ausgangstabelle;
Relationale Algebra:
Selektion
select * from Ausgangstabelle where A1 > 30;
Relationale Algebra:
Kartesisches Produkt
Menge aller Paare aus den beiden Relationen
select * from R1,R2;
Verbund Operationen (Join)
Verbinden zwei Relationen basierend auf dem kartesischen Produkt. Nur Tupel die in Verbindung stehen werden ausgewählt
Theta Join
Vergleichsoperationen sind:
=, <, >, <>, <=, >=
(...) on R.a = S.b;
(...) on R.a < S.b;
Equi Join
Theta Join mit Gleichheitsoperation. Attribute müssen denselben Grunddatentyp haben.
select * from R join S on R.a = S.b;
Natural Join
Equi Join über alle gemeinsamen Attribute (=mit gleichem Name) ohne doppelte Spalten.
select * from R natural join S;
Left outer join
SELECT column-names
FROM table-name1 LEFT JOIN table-name2
ON column-name1 = column-name2
WHERE condition
Right outer join
SELECT column-names
FROM table-name1 RIGHT JOIN table-name2
ON column-name1 = column-name2
WHERE condition
full outer join
SELECT column-names
FROM table-name1 FULL JOIN table-name2
ON column-name1 = column-name2
WHERE condition
semi join
Aus was besteht ein Datenbanksystem?
DBS = DBMS + (n*) DB (DB = Datenbasis)
Möglichkeiten mit einem Datenbanksystem?
- Abfragemöglichkeiten
- Mehrbenutzerbetrieb
- Datenintegrität (Datenkonsistenz, Datensicherheit, Datenschutz)
- Strukturierte Daten
- Kapslung der Daten von Programm
Was beinhaltet Datenintegrität?
- Datenkosistenz
- Datensicherheit
- Datenschutz
Welche Datenbankparadigmen gibt es?
- Hierarchisches Modell
- Netzwerkmodell
- Relationenmodell
- Postrelationales Modell
- Objektrelationales Modell
- Objektorientiertes Modell
- Trends- NoSQL, NewSQL
DBMS Funktionen
- Transaktionen
- Synchronisation von parallelen Zugriffen
- Sicherheit
- Authentifizierung
- Authorisierung
- Backup and Recovery
- Datenstrukturen
- Abfragesprache und Programmierschnittstelle
Komposition
Ist Teil von.
Ohne Haupt-Teil ist die komponierte Klasse nicht existierfähig. Bsp: Wenn das Auto gelöscht wird werden auch die komponierten Klassen Rad, Türe, etc. gelöscht.
Aggregation
Das selbe wie Komposition, aber Aggregatsobjekte können auch ohne Hauptteil existieren.
Assoziation
Beziehung zwischen 2. Klassen
Generalisierung
Mehrere gemeinsame Attribute werden in einer Oberklasse zusammengefasst
Spezialisierung
Unterklassen erben alle Attribute der Oberklassen
ANSI 3-Ebenen Modell:
Welche 3 Ebenen existieren?
- externe Ebene
- konzeptionelle Ebene
- Interne Ebene
ANSI 3-Ebenen Modell:
Interne Ebene
- Speicherungsstruktur
- Definition durch internes Schema
ANSI 3-Ebenen Modell:
Externe Ebene
- Sicht einer Benutzerklasse auf eine Teilmenge der Datenbank
- Definition durch externes Schema
ANSI 3-Ebenen Modell:
Logische Ebene
- Logische Struktur der Daten
- Definition durch logisches Schema
ANSI 3-Ebenen Modell:
Mapping
Zwischen den Ebenen ist eine mehr oder weniger komplexe Abbildung notwendig
ANSI 3-Ebenen Modell:
Wieso diese Aufteilung?
Datenunabhängigkeit
- Erlaubt die Reorganisation einzelner Schichten, ohne dass die darüberliegenden Schichten angepasst werden müssen
- Benutzer haben verschiedene Sichten auf Datenmengen. Sicht kann sich auch ändern
- Reorganisation der logischen Struktur der Datenbank vom DBA ohne Tangierung der Benutzer
- Änderung der Soeicherungsstruktur ohne Beeinflussung der logischen Struktur
Beziehung zwischen Spezialisierung und Generalisierung?
is-a
Disjunkte Generalisierung
Disjoint (Subtyp Generalisierung)
Objekt ist Instanz von genau einer Unterklasse
überlappende Generalisierung
overlapping (Dynamische Generalisierung)
- Objekt kann Instnaz von mehreren überlappenden Unterklassen sien. Kann während Laufzeit ändern.
- Sollte nicht verwendet werden und Modellierung von Rollen ersetzt werden.
Vollständig- / Nichtvollständige Generalisierung {complete}, {incomplete}
o vollständig: alle Subklassen sind definiert
o nicht vollständig: zusätzliche Subklassen sind erlaubt
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Flashcards
Aus was besteht ein Datenbanksystem?
DBS = DBMS + (n*) DB (DB = Datenbasis)
Möglichkeiten mit einem Datenbanksystem?
- Abfragemöglichkeiten
- Mehrbenutzerbetrieb
- Datenintegrität (Datenkonsistenz, Datensicherheit, Datenschutz)
- Strukturierte Daten
- Kapslung der Daten von Programm
Was beinhaltet Datenintegrität?
- Datenkosistenz
- Datensicherheit
- Datenschutz
Welche Datenbankparadigmen gibt es?
- Hierarchisches Modell
- Netzwerkmodell
- Relationenmodell
- Postrelationales Modell
- Objektrelationales Modell
- Objektorientiertes Modell
- Trends- NoSQL, NewSQL
DBMS Funktionen
- Transaktionen
- Synchronisation von parallelen Zugriffen
- Sicherheit
- Authentifizierung
- Authorisierung
- Backup and Recovery
- Datenstrukturen
- Abfragesprache und Programmierschnittstelle
Komposition
Ist Teil von.
Ohne Haupt-Teil ist die komponierte Klasse nicht existierfähig. Bsp: Wenn das Auto gelöscht wird werden auch die komponierten Klassen Rad, Türe, etc. gelöscht.
Aggregation
Das selbe wie Komposition, aber Aggregatsobjekte können auch ohne Hauptteil existieren.
Assoziation
Beziehung zwischen 2. Klassen
Generalisierung
Mehrere gemeinsame Attribute werden in einer Oberklasse zusammengefasst
Spezialisierung
Unterklassen erben alle Attribute der Oberklassen
ANSI 3-Ebenen Modell:
Welche 3 Ebenen existieren?
- externe Ebene
- konzeptionelle Ebene
- Interne Ebene
ANSI 3-Ebenen Modell:
Interne Ebene
- Speicherungsstruktur
- Definition durch internes Schema
ANSI 3-Ebenen Modell:
Externe Ebene
- Sicht einer Benutzerklasse auf eine Teilmenge der Datenbank
- Definition durch externes Schema
ANSI 3-Ebenen Modell:
Logische Ebene
- Logische Struktur der Daten
- Definition durch logisches Schema
ANSI 3-Ebenen Modell:
Mapping
Zwischen den Ebenen ist eine mehr oder weniger komplexe Abbildung notwendig
ANSI 3-Ebenen Modell:
Wieso diese Aufteilung?
Datenunabhängigkeit
- Erlaubt die Reorganisation einzelner Schichten, ohne dass die darüberliegenden Schichten angepasst werden müssen
- Benutzer haben verschiedene Sichten auf Datenmengen. Sicht kann sich auch ändern
- Reorganisation der logischen Struktur der Datenbank vom DBA ohne Tangierung der Benutzer
- Änderung der Soeicherungsstruktur ohne Beeinflussung der logischen Struktur
Beziehung zwischen Spezialisierung und Generalisierung?
is-a
Disjunkte Generalisierung
Disjoint (Subtyp Generalisierung)
Objekt ist Instanz von genau einer Unterklasse
überlappende Generalisierung
overlapping (Dynamische Generalisierung)
- Objekt kann Instnaz von mehreren überlappenden Unterklassen sien. Kann während Laufzeit ändern.
- Sollte nicht verwendet werden und Modellierung von Rollen ersetzt werden.
Vollständig- / Nichtvollständige Generalisierung {complete}, {incomplete}
o vollständig: alle Subklassen sind definiert
o nicht vollständig: zusätzliche Subklassen sind erlaubt
Abstrakte Basisklasse (Abstrakte Generalisierung)
Keine Instanzen der Basisklasse erlaubt!
DDL
Data Definition Language
DBMS
Database Managament System
Datenkatalog
Data Dictionary
Data Dictionary
Datenkatalog
UML
Unified Modeling Language
DML
Data Modelling Language
Definition der Datenbankstrukturen
- Datenstrukturen (Schema) mit DDL (Data Definition Language) beschreiben
- DDL-Parser übersetzt DDL-Beschreibung und generiert die Struktur. DBMS verwaltet Strukturinformationen als Systemdaten.
- Systemdaten sind Datenkatalog (Data Dictionary mit Datenbeschreibungen, Zugriffsberechtigungen, Referenzdaten, etc.)
Datenbank Entwurf (Ablauf)
• Entwurf des DB Schemas (UML oder ER)
• Definition des DB-Scheas mit DDL
• Generierung der Datenbank
• Eingabe von Testdaten
• Definition und Test von Abfragen und Views
Entwicklung der DB-Applikation
- Call-Level interface (API)
- Programm greift über Programmierschnittstelle auf Datenbank zu (JDBC, ODBC)
- Embedded SQL
- Angwendungsprogramme werden z.b. in C/C++ geschrieben mit speziellen Konstrukten für DBMS-Zugriffe
- DML-Precompiler analysiert DBMS-Zugriffe und übersetzt diese in Aufrufsequesnzen von DBMS-Zugriffsprodzeduren. Programme könenen normal kompiliert werden und mit DB Bibliothek gelinkt werden.
DBMS Architektur
Analyse und Entwurf von relationalen Datenbanken
- Anforderungsanalyse
- Konzeptioneller Entwurf
- Darstellung als UML oder ER Modell ist Technlogie-neutral
- Logischer DB-Entwurf
- Logisches Modell der DB-Objekte, abhängig vom DB-Paradigma
- Physischer DB-Entwurf
- SQL-Skript mit Definitionen der DB-Objekte
Datenmodell
Konzept zur Beschreibung von Datenbanksystemen
Komzeptionelles Modell
• definiert Objekte und Eigenschaften
• definiert Zusammenhänge und Beziehungen
• legt Konsistenzbedingungen fest
• ist Lösungs und Technologieabhängig
ER-Diagramm
Entity Relationship
• klassische Datenmodellierung
• ist statisch
• Grafische Darstellung der Entitätstypen und der Assoziationen
• ER-Modell modelliert Entitätsmengen (Typen) mit den Beziehungen zwischen den Mengen
(Assoziationen) grafisch
UML vs. ER
UML erweitert ER-Technik um dynamische Aspekte
Logisches Modell
Konzeptuelles Datenbankschema (zB. UML) wird um datentechnische Angaben erweitert (zB. Feldformate)
Entität
Individuelles Element (Objekt) beschrieben durch Attribute, eindeutig identifizierbar. Bsp: Angestellter "Fritz Meier"
Entitätsmenge
Menge von Entitäten. Bsp: Alle Angestellten die in "Zürich" wohnen.
Attribut
Beschreibung eines bestimmten Merkmals. Bsp: Attribut Geburtstag mit Wertebereich "Datum"
