Datenmodellierung und Datenbanksystemeregionalzentrum- ¢â‚¬¢MySQL (plattform£¼bergreifend alle Betriebssysteme)

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  • DATENMODELLIERUNG UND DATENBANKSYSTEME 1. GROSSE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • In vielen Bereichen des Alltags sind sehr große Datenmengen zu verwalten.

    • Beispiel Bibliotheken

    • Gesamtbestand an Büchern und anderen Medien ist oft größer als 106

    • Verwaltung solcher Bestände häufig mit Problemen verbunden

    • Daten müssen erfasst und einheitlich verwaltet werden.

    ? Nenne Daten, die in einer Bibliothek zu erfassen sind!

    - z.B. Buchtitel, Verfasser, Verlag, Auflage, ISBN, Nutzername, Adresse …

    19.03.2020J. Stricker 2

    http://www.tu-ilmenau.de/ub/ http://www.tu-ilmenau.de/ub/

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Nicht nur in Bibliotheken sind sehr viele Daten erfasst.

    • weitere Beispiele sind:

    • Verwaltung der Schülerdaten in der Schule

    • Punktekonto in Flensburg

    • Artikelverwaltung im Versandhaus

    • Datenhaltung in einem Reisebüro

    • Früher wurden Datenbestände anders geführt:

    19.03.2020J. Stricker 3

    http://www.kba.de/DE/Home/home_node.html http://www.alternate.de/ https://www.google.com/search?rlz=1C1GCEB_enDE863DE863&ei=Il7zXemWMbPCmwXBoqmoDQ&q=reiseb%C3%BCro&oq=reiseb%C3%BCro&gs_l=psy-ab.3..0i67j0j0i67j0i7i30j0l2j0i7i30l2j0l2.5410.6001..7130...0.0..0.97.361.4......0....1..gws-wiz.YSaC5wRIb5w&ved=0ahUKEwjpr5r5q7LmAhUz4aYKHUFRCtUQ4dUDCAs&uact=5 http://www.alternate.de/ http://www.alternate.de/

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Rückblick:

    • bis Mitte der 1980er Jahre Datenverwaltung meist über Karteikartensysteme

    • in Bibliotheken nach Verfasser und Titel

    • Patientenverwaltung in Arztpraxen

    • Lohnbuchhaltung in Unternehmen

    • Einige haben bis heute überlebt:

    • Lernkarteien und Repetitorien

    19.03.2020J. Stricker 4

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Welche Vorteile bietet die elektronische Datenhaltung gegenüber einem Karteikartensystem?

    • geringerer Platzbedarf (Festplatte vs. Aktenschrank)

    • schnellerer und gezielterer Zugriff auf Daten (Ist das gesuchte Buch gerade entliehen?)

    • Verwaltung riesiger Datenmengen möglich

    • Vernetzung und Netzzugriff sorgen für Aktualität, Flexibilität und Nutzerfreundlichkeit

    19.03.2020J. Stricker 5

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Wie werden die Daten auf einem Computer abgebildet?

    • Das klärt man am bestem mit einer Simulation.

    • Bildet Gruppen von 3…4 Schülern, stellt mit Excel eine „CD-Bibliothek“ her, die …

    • … 5…6 CD‘s erfasst (Interpret, Titel, Jahr, …),

    • … Besitzer und Leihkunden sowie den Ausleihstatus (wer, bis wann, …)erfasst.

    • Ist eine Tabellenkalkulation für das Problem geeignet?

    • Welche Probleme treten auf? 19.03.2020J. Stricker 6

    Das Hauptproblem besteht darin, die Daten in Beziehung zueinander zu bringen!

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Um Datenbanken auf Computern abzubilden, müssen die einzelnen Datenbereiche in Beziehung zueinander gebracht werden.

    • MERKE: Ein Datenbanksystem ist eine systematische und strukturierte Zusammenfassung von Daten eines Problembereichs (Datenbasis) einschließlich der zur Eingabe, Verwaltung, Auswertung und Ausgabe erforderlichen Software (Datenbankmanagementsystem – DBMS).

    • DATENBANKSYSTEM = DATENBASIS + DBMS

    19.03.2020J. Stricker 7

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Nach der Organisation der verwalteten Daten unterscheidet man folgende Datenbankmodelle:

    19.03.2020J. Stricker 8

    Datenbankmodelle

    Relationale Datenbanken

    Access, MySQL…

    Hierarchische Datenbanken

    Programmierung, Dateisysteme

    Netzwerk- Datenbanken

    www.freedb.org www.bahn.de

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Zu den bekanntesten (relationalen) DBMS gehören:

    • ORACLE (plattformübergreifend UNIX, Windows)

    • MySQL (plattformübergreifend alle Betriebssysteme)

    • Microsoft Access (Windows, Mac … Teil von Office)

    • Base (Windows, Linux … Teil von OpenOffice)

    19.03.2020J. Stricker 9

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Auf Netzwerkdatenbanken, also große Datenbestände im Internet können wir jederzeit problemlos zugreifen.

    • Beispiele für solche Informationsquellen im Internet sind:

    • Zugauskunft der Bahn

    • Digitale CD-Datenbank

    • Schülerlexikon

    19.03.2020J. Stricker 10

    http://www.bahn.de/p/view/index.shtml http://www.freedb.org/freedb_search.php http://www.schuelerlexikon.de/SID/9bc89c2e72f2cd13beef21adc19e76b3/index.php

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Bei der Arbeit mit Datenbanken ergeben sich zwei Schwerpunkte: 1. Planung und praktische Umsetzung der DB

    (Denkmodelle, welche in eine DB übertragen werden) 2. Arbeit mit den Daten: Pflege der Datenbasis, Nutzung und Auswertung der

    Daten

    19.03.2020J. Stricker 11

  • 1. GROßE DATENMENGEN – KEIN PROBLEM!

    • Daraus ergeben sich für ein DBMS folgende Aufgaben: 1. Zentrale Speicherung und einheitliche Verarbeitung der Daten eines

    Problembereichs 2. Dienstleistung des Datenzugriffs m. H. von Datenbanksprachen 3. Gewährleistung der Datensicherheit: Legalität von Zugriffen, Schutz vor

    Bedienfehlern, Organisation des Zugriffs

    19.03.2020J. Stricker 12

  • DATENMODELLIERUNG UND DATENBANKSYSTEME

    2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Die ersten Datenbanksysteme waren relationale Datenbanksysteme.

    • Sie sind heute in der Praxis überwiegend anzutreffen.

    • … daher werden wir im Folgenden damit arbeiten.

    19.03.2020J. Stricker 14

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Zurück zum Beispiel CD-Bibliothek:

    • Funktioniert am besten mit 2 Tabellen:

    • Tabelle CD (beinhaltet alle CDs, die geliehen werden können mit Nummer, Titel, Interpret, Jahr, …)

    • Tabelle Nutzer (erfasst die Nutzer mit Nummer, Name, Vorname, …)

    • Die Tabellen könnten so aussehen:

    19.03.2020J. Stricker 15

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Tabelle CDs:

    19.03.2020J. Stricker 16

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Tabelle Nutzer:

    19.03.2020J. Stricker 17

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Für beide Tabellen gilt (1):

    • In jeder Tabellenzeile stehen die Attributwerte für genau eine CD oder einen Nutzer –

    • also für einen Datensatz

    19.03.2020J. Stricker 18

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Für beide Tabellen gilt (2):

    • Ein Datensatz besteht aus einzelnen Datenfeldern – Das sind die Tabellenzellen

    19.03.2020J. Stricker 19

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Für beide Tabellen gilt (3): • Im Tabellenkopf stehen die Attributnamen. • Jede Spalte (auch Feld) beschreibt genau ein Attribut (über alle Datensätze)

    • In jeder Zelle (in jedem Datenfeld) steht der Wert genau eines Attributs – der Attributwert

    • Die Werte eines Attributs sind stets vom gleichen Typ (Text, Zahl, …) 19.03.2020J. Stricker 20

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • MERKE: Relationale Datenbanken organisieren den Datenbestand in Tabellen. Jede Tabelle wird durch ein Schema charakterisiert:

    • Name der Tabelle

    • Liste der Attribute

    • Typen der Attributwerte

    • Formale Darstellung:

    • Tabellenname (Attribut_1: Typ_1, … Attribut_n: Typ_m)

    19.03.2020J. Stricker 21

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Formale Darstellung:

    • Tabellenname (Attribut_1: Typ_1, … Attribut_n: Typ_m)

    • Das Schema gibt stets Auskunft über die Struktur der Daten

    • Gleichartige Datenobjekte werden durch ein gemeinsames Schema beschrieben:

    • Tabelle „Nutzer“(Nutzer-Nr.: Zahl, Name: Text, Vorname: Text, Klasse: Text)

    • Das Schema entspricht im Prinzip dem Tabellenkopf.

    • Im Schema selbst stehen keine konkreten Attributwerte (die stehen ja in der Tabelle!)

    19.03.2020J. Stricker 22

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Was passiert, wenn mehrere Nutzer gleichen Namens auftauchen?

    • Laura Meier?

    • Sven Müller?

    • Bereits zu Beginn ist es sinnvoll, sicherzustellen, dass jedes einzelne Datenobjekt eindeutig identifiziert werden kann!

    • Das geschieht mit einem ausgezeichneten Attribut – dem Primärschlüssel.

    • MERKE: Ein Primärschlüssel setzt sich aus einer (minimalen) Menge von Attributen eines Datenobjekts zusammen und dient u.a. der eindeutigen Identifikation

    19.03.2020J. Stricker 23

  • 2. RELATIONALE DATENBANKSYSTEME

    • Formale Darstellung mit Primärschlüssel:

    • Tabellenname (Primärschlüssel: Typ_1, … Attribut_n: Typ_m)

    • Exkurs Primärschlüssel:

    • In objektorientierten Datenbanken wird jedes Objekt durch die Gesamtheit seiner Attribute (Dat