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Datenbanken

EinführungMerkmaledateiorientierte DatenverwaltungDatenbankkonzept

- Merkmale- Vorteile

ANSI-SPARC-ArchitekturDatenmodelle

- hierarchisches Datenmodell- Netzwerkmodell- objektorientiertes Modell- relationales Modell

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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

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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

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Dateiorientierte Datenverwaltung

Programme Dateien

Provisionsabrechnung

Lohnabrechnung

Verkaufsstatistik

Provisionsdatei(Artikeldaten, Umsatzdaten)

Mitarbeiterdatei

Lohndatei

Statistikdatei(Artikeldaten, Umsatzdaten...)

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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

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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)

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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

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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

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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

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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

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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)

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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

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Datenmodelle

In einem Datenmodell wird festgelegt, wie die zu speichernden Daten strukturiert sind und welche Operationen auf diese Daten möglich sind (Suchen, Löschen, ...)

Man unterscheidet:

Hierarchisches Datenmodell Netzwerkdatenmodell relationales Datenmodell objektorientiertes Datenmodell

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Hierarchisches Datenmodell

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

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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)

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Netzwerkdatenbankmodell

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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.

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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.

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Relationales Datenmodell

Relationales Datenbankmodell (wichtigstesDatenbankmodell in der heutigen Zeit)

Beispielsysteme: Oracle, Access, Informix, DBASE, Paradox,Xbase, DB/2, Interbase

In relationalen Datenbanken speichert man Daten in gleichartigaufgebauten Datensätzen , die in Tabellen organisiert sind.Zwischen den Tabellen können Beziehungen (Relationenbestehen)

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Relationales Datenmodell

Häufig verwendete, gleichwertige Begriffe: Tabelle, Relation, Datei, File Datensatz, Tupel, Zeile, Record Feld, Spalte, Attribut

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Relationales Datenmodell

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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)