Lernfeld - Thema Datenbanksystem

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1 Lernfeld - Thema Datenbanksystem
Quelle:

2 Inhaltverzeichnis Definition – Datenbank Verteilte DBS
Wie funktioniert das DBS Was ist das DBMS Funktionen des DBMS Datenbankmodelle (Nach welchen Kriterien und welcher Struktur) Datensicherheit im DBS Transaktionen im DBS Datenintegrität im DBS Anfrageoptimierung im DBS Anwendungsunterstützung im DBS Sprachen im DBS Mehrbenutzerfähigkeit beim DBS Die Bedeutung einer Datenbank für Unternehmen Quelle:

3 Definition Datenbank (englisch = Data base) auch: Datenbankprogramm, -system, -Managementsystem (DBMS), Verwaltungssystem (DBVS) Der EDV-Begriff ist eine Ansammlung, inhaltlich zusammengehöriger und miteinander in Verbindung stehender Daten. Sie dient zur elektronischen Datenverwaltung, welches Daten widerspruchsfrei und dauerhaft speichert und diese den Nutzern zur Verfügung stellt, sobald Daten aufgerufen werden. Nennt sich auch Datenbasis. Quelle:

4 Definition Man unterscheidet Datenbanken zwischen:
Datenbanken, die anhand einem DBMS betreut werden. Datenbanken. die jeweils von zusammengehörigen Daten verwaltet werden. Und einem verteilten Datenbanksystem. Dieser definiert ein gewisses Maß an Autonomie(Selbstständigkeit), Heterogenität (Uneinheitlichkeit) und Verteilung. Quelle:

5 Verteilte DBS: Diese drei Kriterien lassen sich zwischen verschiedenen verteilten DBS unterscheiden: Master/Slave = Herr/Sklave: Der Master ist der Teilnehmer und hat das Recht unaufgefordert auf die gemeinsamen Ressourcen zuzugreifen. Die Slaves dürfen erst auf die gemeinsame Ressourcen zugreifen, wenn sie von dem Master gefragt werden. (Polling-Abfrage Der Master leitet weiter) Client-Server-System = Kunde –Bediener-System: Aufgaben und Dienstleistungen werden innerhalb eines Netzwerkes verteilt. Der Klient stellt eine Abfrage an den Server und der Server stellt die Informationen/ Daten zur Verfügung. Quelle:

6 Verteilte DBS 3. Peer to Peer System = Rechner an Rechner System: Ein Netzwerksystem bei dem die Rechner gleichberechtigt sind und sowohl Dienste in Anspruch nehmen als auch zur Verfügung stellen können. Quelle:

7 Wie funktioniert das Datenbanksystem:
Das DBS besteht aus zwei Teilen: Verwaltungssoftware (Datenbankmanagementsystem DBMS) Die Menge der zu verwalteten Daten (der eigentliche Datenbank) Ein DBS ermöglicht eine sichere, langfristige Speicherung sowie die Beständigkeit der Nutzdaten einer Institution. Das DBMS offeriert im DB eine Schnittstelle zur Abfrage, Manipulation und Verwaltung der Daten. Um an die Datenbestände zu gelangen, müssen sich alle Anwendungssysteme an das DBMS wenden. Quelle:

8 Was ist das DBMS? Das DBMS ist ein, nur für das DBS entwickelte und installierte Software Es legt das DB-Modell fest Das DBMS betreut eine Speicherhierarchie, die auch eine besonders schnelle Zwischenspeicherung (Pufferpool) ermöglicht/umfasst Es managet die Daten, in dem es die Anforderungen sichert und verwaltet Es entscheidet über die Funktionalität und Geschwindigkeit des Systems Das DBMS ist ein komplexes Softwaresystem und hat einen kritischen Entscheidungsgrad bei der Auswahl Warum?: Quelle:

9 Was ist des DBMS? Das Kritische bei der Auswahl ist, dass man bei der Konfigurierung des DBMS zwischen den Systemarten unterscheiden muss: kommerzielle Systeme: z.B. Oracle/Informix/Microsoft/IBM und Sybase sind die bekanntesten. Diese kostenpflichtigen Systeme sind sehr leistungsfähig und sehr kostenintensiv. Zusätzlich auch noch sehr aufwendig in der Verwaltung und benötigen den Einsatz von Fachleuten. kostenlose Systeme: haben geringe Anforderungen an die Systemressourcen und sind daher in der Regel sehr schnell. Sie sind sehr günstig und doch durchaus sehr leistungsfähig, so dass sie mit den kommerziellen Systemen gut mithalten können. Quelle:

10 Funktionen eines DBMS Im Überblick:
Speicherung, Überschreibung und Löschung von Daten Verwaltung der Metadaten Vorkehrungen zur Datensicherheit Vorkehrungen zum Datenschutz Vorkehrungen zur Datenintegrität Ermöglichung des Mehrbenutzerbetriebs durch das Transaktionskonzept Optimierung von Anfragen Ermöglichung von Triggern und Stored Procedures Bereitstellung von Kennzahlen über Technik und Betrieb des DBMS Quelle:

11 Datenbankmodell Das DB-Modell wird von dem DBMS-Hersteller bestimmt. Das Datenbankschema muss an das Strukturierungsmöglichkeiten angepasst werden. Arten der DB-Schema: Hierarchisch: Die Datenobjekte stehen in einer ELTERN-KIND-Beziehung zueinander. Netzwerkartig: Die Datenobjekte verbinden sich in Netzwerken miteinander. Relational: Die Datenbanken werde in zeilenweise gesplitteten Tabellen verwaltet. Zwischen diesen Tabellen können beliebig definierte Verbindungen/Beziehungen stehen. Diese Beziehungen werde durch Werte bestimmter Tabellen festgelegt. (Ein Beispiel aus dem Internet) Relationale DB-Modell: Quellen ↑ E. F. Codd: A relational model of data for large shared data banks. In: Communications of the ACM. 6/13/1970. Association for Computing Machinery, S. 377–387 ↑ Genealogy of Relational Database Management Systems: [1] beim Hasso-Plattner-Institut. Quelle:

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13 Datenbankmodelle Objektorientierte:
Die Beziehungen zischen Datenobjekte werden von der Datenbank selbst verwaltet. Die Objekte können Daten und Eigenschaften von anderen Objekten erwerben. Dokumentenorientiert: Die Objekte werden als Dokumente ohne die Voraussetzung der Strukturgleichheit gespeichert(mit möglichst verschieden Attributen). Das Datenbankmodell kann auch aus einer Vielzahl von Misch- und Nebenfunktionen existieren. Wie z.B. Objektrationales Modell: Dieses Modell kommt zum Einsatz sobald Mengen von Objekten in Beziehung zu anderen Daten oder Objekten gebracht werden müssen. Bldliche Darstellungen zu den jeweiligen Modellen einfügen: Quelle:

14 Datensicherheit im DBS
Das RDBMS speichert die relationalen Daten auf einem Speichermedium Informationen über die Datenschemata und Zugriffsrechte von Benutzern  Wichtig: garantiert Datensicherheit, durch Datenschutz den Schutz gegen unerlaubte Zugriffe  Wichtig: Sichern der Daten anhand eines Backups. Innerhalb des Backup-Prozesses kann sehr geringe Änderungen durchgeführt werden. Quelle:

15 Transaktionen Hier schützt das Transaktionskonzept die Bearbeitung der Daten von mehrerer Nutzern gleichzeitig.  Bevor eine Aufgabe(Transaktion) nicht von einem Commit beendet wird, kann der Zweite nicht auf die Daten zugriefen. Quelle:

16 Datenintegrität Daten können integriert werden, sobald eine Datenverarbeitung,-löschung, -änderung gemäß der definierten Bedingungen (Contraints) durchgeführt wird. Foreign Key Contraint: Dieses Mittel verhindert die Löschung der Daten, die von anderen Tabellen gebraucht werden. z.B. Die Frau X, Abteilung Finanzierung, benötigt die Vertragsinformationen von Kunde Z, nach 6 jähriger Ablage nicht mehr. Sie löscht diese Informationen aus dem System. Jedoch erfolglos, weil die Vertragsunterlagen von der Abteilung L&R benutzt werden. Programmiersprachen Bedingungen definiert, die zwingend vom Wert einer Var Quelle:

17 Anfrageoptimierung Um Datenveränderungen, -bearbeitung und -löschung vorgenommen werden können, stellt das DBMS eine Datensprache zur Verfügung. Aufgabe: Eine Anfrage  übersetzt in logischer Reihenfolge der relationalen Algebra  ausgewählt wird ein Datenbankoperator  führt die Operation tatsächlich auf die Daten aus. Die Wahl der Operatoren und die Reihenfolge ihrer Ausführung nennt man das Erstellen eines Ausführungsplans durch den Anfrageoptimierer Der Optimierer hat einen Einfluss auf das Effizienz des Systems. Die Wahl der Operation und Reihenfolge ihrer Ausführung nennt sich „Erstellung des Ausführungsplans durch den Anfrageoptimierer“. Quelle:

18 Anwendungsunterstützung
Die DB-Applikationen erhalten Unzerstützung von DBS: Trigger Löst eine Aktion im DB aus, sobald VeränderungS- oder Einfügeoperationen bewältigt werden. Stored Procuders Dient zur Ausführung von Skripten in der Datenbank.  D. h., dass anhand dieser Funktion die Prozesse gemäß der definierten Befehle bearbeitet werden. Das Stored Proceders ist ein eigenständiger Befehl, der die Abfolge gespeicherter Befehle speichert. Quelle:

19 Sprachen DBS stellt Sprachen für folgende Zwecke zur Verfügung:
Datenabfrage und Manipulation DML Verwaltung der DB und Definition der Datenstruktur DDL Berechtigungssteuer (DCL) Bei relationalen DBMS sind die o.g. Kategorien in einer Sprache (SQL) vereint. SQL ist eine Datenbanksprache zur Definition von Datenstrukturen in relationalen Datenbanken sowie zum Bearbeiten (Einfügen, Verändern, Löschen) und Abfragen von darauf basierenden Datenbeständen. Bei den relationalen DBMS sind diese Kategorien in einer Sprache (SQL) vereint, bei anderen Systemen existiert aber durchaus eine Trennung in Form unterschiedlicher Sprachen Quelle:

20 Mehrbenutzerfähigkeit beim DBS
Für die Benutzung werden Berechtigungen verwaltet. Verwaltet werden: Sperren (engl. locks) Systemprotokolle (engl. logs bzw. log files) Das DBS arbeitet transaktionsorientiert. Quelle:

21 DB und die Bedeutung für Unternehmen
Das Datenbanksystem stellt den kritischen Teil eines Unternehmens und der Behörde dar: Zentraler Bestandteil der Unternehmenssoftware Die Aktionsfähigkeit eines Unternehmens hängt von der Verfügbarkeit, Vollständigkeit und Richtigkeit der Daten ab. Datensicherheit ist ein wichtiger gesetzlich vorgeschriebener Bestandteil der IT eines Unternehmens oder einer Behörde. Datenbanksysteme sind heute ein zentraler Bestandteil der Unternehmenssoftware. Damit stellen sie einen kritischen Teil vieler Unternehmen und Behörden dar. Von der Verfügbarkeit, Vollständigkeit und Richtigkeit der Daten hängt die Aktionsfähigkeit eines Unternehmens ab. Die Datensicherheit ist daher ein wichtiger und gesetzlich vorgeschriebener Bestandteil der IT eines Unternehmens oder einer Behörde. Quelle: