Einführung

Zusammengefasste Zeichen, die eine implizite Bedeutung haben

• Kern - Entitäten

• Repräsentation: Dinge oder Personen der reellen Welt

• geringe Änderungshäufigkeit

• Repräsentation von Vorgängen bzw. Geschäftsvorfällen

• Referenzieren Stammdaten

• hohe Änderungshäufigkeit

• Zeitlicher Bezug

• Basierend auf logischem Datenmodell

• Verwendung verschiedener Datentypen in Strukturen

• Einfach (Integer, String), komplex (Objekte), binär (BLOB -> binary large object)

• Daten ohne Datenmodell

• Dokumente, Bilder, Videos, Web-Seiten

XML, JSON

• grundlegende Datenstruktur einer Datenbank

• enthält Daten zu einer Entität ("Objekt") oder einer Beziehung

• besteht aus einem oder mehreren Datenfeldern (Attributen)

beschreiben durch Feldnamen und Datentyp (Char, Integer, Float, etc.)

• Beschreibung der Struktur einer Menge gleichartiger Datensätze

• Ähnliche aber nicht identisch zu "Klasse" in 00 → OR_Mapping

• Ist über einen Schlüssel eindeutig identifiziert

• Universe of Discurse (beschreiben Objekte der Anwendungswelt)

• von Anwendern bzw. Anwendungen genutzt

• Beschreiben von Datenstrukturen

• Verwaltung und Zugriffssteuerung

• im Data Dictionary abgelegt

-> reale Welt -> objekt Ebene -> Meta-Ebene -> Meta-Meta-Ebene

Def: Datemodell (abstraktes Datenmodell, Meta-Modell)

• exakte Darstellung des Universe of Discurse

• stellt allgemeiner Begriffsapparat (Sprache), Realitäts ausschnitte ohne Eingrenzung

  
  

Bestandteile eines Datenmodells :

• Basisdatentypen und Typkonstruktoren, um aus den einfachen Datentypen komplexere Strukturen zu konstruieren

• Ähnlich zu Programmiersprachen

Def.: Struktur einer Datenbank

Logisches /konzeptuelles Schema

• Logische Struktur der Daten

Physisches Schema

• Physische Speicherstrukturen (Speicherparameter, Indizes)

• wo abgelegt, welche Schlüssel

• persistent (dauerhaft)

• inhaltlich zusammenhängende Daten

• festgelegte Struktur

• Anwendungsbezogener Ausschnitt der realen Welt → Universe of Discourse

• keine unstrukturierte Ansammlung von Daten oder Dateien

DBMS

• Software für die Verwaltung von Datenbanken

• Anwendungsunabhängige Standard-Software

• Zugriff mit SQL

Hauptaufgabe: CRUD-Operationen

• Daten in die Datenbank einfügen (Create bzw. Insert)

• Daten suchen und auslesen (Read)

• Daten in der Datenbank ändern (Update)

• Daten aus der Datenbank löschen (Delete)

ohne DBMS

• + volle Flexibilität für individuell optimierte Datenhaltung

• - alles muss Selbst implementiert werden

• - sehr hoher Aufwand

• - auf Dauer sehr teuer

mit DBMS

• + einfache Anwendungsentwicklung

• + Sichere Datenhaltung

• + kein Zusatzaufwand für Mehrbenutzerfähigkeit

• - weniger Freiheitsgrade nach Vorgaben des Herstellers

Ziel: Datenunabhängigkeit

• Logische Datenstrukturen Unabhängig von physischen Datenstrukturen

• durch Änderungen möglichst wenig Änderungen an der Anwendung

• Robustheit gegenüber Änderungen

• Anwender sollen möglichst nicht merken, dass etwas geändert wurde

Interne Ebene:

• Festlegung physisches Schema → Art und Weise der Speicherung der Daten

Logische Ebene:

• logische Datenstrukturen und deren Beziehungen unabhängig von der physikalischen Repräsentation

Externe Ebene:

• externe Schemata (Ausschnitte aus dem Datenmodell )

• In SQL über View

• Anwendungen + Verwendung der Daten

Physische Datenunabhängigkeit

• Änderungen an der Art der Datenspeicherung und den Zugriffstechniken haben keinen Einfluss auf Anwendungsprogramme

• Programme sind von interner Datenorganisation unabhängig

Bedeutung:

• Eminent: Anwendungen können unabhängig entwickelt werden

• wird durch relationale DBMS weitesgehend hergestellt

Logische Datenunabhängigkeit

• durch externe Ebene

• Änderungen am Logischen Schema haben nur geringe Auswirkungen auf die Anwendung

Bedeutung:

• nur begrenzt nur begrenzt möglich, Anwendungen basieren auf Logischem Schema

• Was braucht der Nutzer genau ?

• grundlegende Datenstruktur einer Datenbank.

• enthält Daten zu einer Entität ("Objekt") oder einer Beziehung.

• besteht aus einem oder mehreren Datenfeldern (Attributen)

• (Record)

Es wird durch Feldnamen und Datentyp (Char, Integer, Float. etc.) beschrieben.

Ein Datenfeld ist die kleinste Einheit eines Datensatzes

Eine Datenbank speichert Daten persistent, also dauerhaft. Sie enthält inhaltlich zusammenhängende Daten und hat eine festgelegte Struktur. Sie stellt einen bestimmten anwendungsbezogenen Ausschnitt der realen Welt dar. => Eine zufällige unstrukturierte Ansammlung von Daten ist keine Datenbank !

• Metadaten sind die "Daten über Daten", genauer gesagt strukturierte Informationen, die sowohl eine Beschreibung, als auch das Auffinden einer Ressource ermöglichen.

• Objektdaten dagegen bezeichnen nicht Informationen über eine Ressource, sondern die Daten einer Ressource selbst.

• Datenbank (DB): Dort sind die Daten persistent abgelegt.

• Datenbanksystem (DBS): Besteht aus der Datenbank und dem Datenbank-Managementsystem.

• Datenbank-Managementsystem (DBMS): Software für die Verwaltung von Datenbanken

  • Hauptaufgabe: CRUD-Operationen Daten in die Datenbank einfügen (Create bzw. Insert) Daten suchen und auslesen (Read) Daten in der Datenbank ändern (Update) Daten aus der Datenbank löschen (Delete)

• Create and Insert: Daten in DB einfügen.

• Read: Daten suchen und auslesen.

• Update: Daten in der Datenbank ändern.

• Delete: Daten aus der Datenbank löschen.

Schichten:

1. Interne Ebene (physisch)

2. Logische Ebene (konzeptionell)

3. Externe Ebene (Nutzerspezifische Sicht / Ebene der Anwendung)

-> Sicherstellung:

• Physische Datenunabhängigkeit: Ist von der internen Datenorganisation unabhängig. Anwendungen können unabhängig von der Speicherrepräsentation entwickelt werden.

• Logische Datenunabhängigkeit: Wird ermöglicht durch die externe Ebene. Nach einer Umbenennung einer Tabelle oder Attribut kann die alte Datenstruktur virtuell über eine Sicht bereitgestellt werden.

Alles muss selbst implementiert werden, was einen sehr hohen Aufwand nach sich zieht.

<== Die logische Datenunabhängigkeit ist nur begrenzt möglich, da die Anwendungen auf dem logischen Schema basieren. Die physische Datenunabhängigkeit wird durch ein relationales DBMS weitestgehend hergestellt.