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LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank1 Datenbank – Datenbanksystem Datenbanksystem Datenbank Menge von zentral gespeicherten Daten- beständen (Data Base) Datenbank-

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1 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank1 Datenbank – Datenbanksystem Datenbanksystem Datenbank Menge von zentral gespeicherten Daten- beständen (Data Base) Datenbank- verwaltungssystem Zusammenfassung aller Programme und Prozeduren zur Handhabung der gespeicherten Daten (Data Base Management System) Zielsetzungen - Vermeidung von Redundanz - Sicherung gegen Datenverlust - Schutz vor unberechtigtem Zugriff - Mehrfachnutzung von Datenbeständen - schnelle Antwortzeiten - einfache Handhabung

2 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank2 Relationale Datenbank Speicherung der Daten in relationaler Form Beispiel : Folgender Zusammenhang soll gespeichert werden: MandantAuftrag Ein Mandant kann mehrere Aufträge erteilen. Jeder Auftrag stammt jedoch von genau einem Mandanten. Es soll gespeichert werden, welcher Mandant welche Aufträge aufgegeben hat bzw. von welchem Mandanten ein bestimmter Auftrag stammt.

3 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank3 Relationale Datenbank Beispiel Annahme: Es gibt 2 Mandanten M1 und M2. Es gibt 3 Aufträge A1, A2 und A3. M := {M1, M2} Menge der Mandanten A := {A1, A2, A3} Menge der Aufträge Für die Produktmenge MxA gilt: MxA := {(M1,A1),(M1,A2),(M1,A3),(M2,A1),(M2,A2),(M2,A3)} Eine Relation R der Mengen M und A ist eine Teilmenge von MxA, d.h. R MxA 'Bestell' - Relation R R = {(M1,A1), (M2,A2), (M2,A3)}

4 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank4 Relationale Datenbank Tabellenform 'Bestell' - Relation: R = {(M1, A1), (M2, A2), (M2,A3)} MandantAuftrag M1 M2 A1 A2 A3

5 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank5 Entity Sets Relation-Darstellung Nicht nur Beziehungen (s. Beziehung zwischen Mandanten und Aufträge), sondern auch Entity Sets lassen sich als Relation darstellen! Entity Set: MandantAttribute:- Nummer - Name - Adresse Es sei: Nr := Menge aller Nummern Na := Menge aller Namen Ad := Menge aller Adressen Mandant - Relation M mit: M Nr x Na x Ad Nr Name Adresse Hans Otto Klaus Meyer Adele Schmitz Rainer Ochs Gisela Simon Giessen Giessen Giessen Giessen Giessen

6 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank6 Normalform entwickelt von E.F. Codd in den 70er Jahren Ausgangsbasis: Entity Relationship Model Entity Set -, Attribut-, Beziehungsbeschreibungen Ziel:Aufbereitung der Daten für eine effiziente Speicherung im Rahmen relationaler Datenbanksysteme Grundsätze: Jedes Attribut sollte nur einmal gespeichert werden. Ein Attribut sollte dem Entity Set zugeordnet werden, mit dem es die engste Beziehung hat. Aufdecken von fehlenden Entity Sets und fehlenden Beziehungen.

7 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank7 1. Normalform Definition:Ein Entity Set befindet sich in der 1. Normalform, falls - das Entity Set einen eindeutigen Schlüssel enthält und - kein Attribut bzw. Attributgruppe je Entity mehr als einen Wert enthält Beispiel: Mandant Attribute: - Mandant-Nr. - Name - Adresse etc. Falls ein Mandant mehr als eine Adresse hat, befindet sich das Entity Set Mandant nicht in der 1. Normalform

8 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank8 1. Normalform - Vorgehen Entferne wiederholt vorkommende Attribute bzw. Attributgruppen (repeating attribut; repeating group) Definiere ein neues Entity Set für die wiederholt vorkommenden Attribute bzw. Attributgruppen Übernehme zur Kennzeichnung den Primärschlüssel des 'alten' Entity Sets in das neue Entity Set Unnormalisierte Form: 1. NF: Mandant Mandant-Nr. Name Adresse 1 Adresse 2... Mandant Mandant-Nr. Name Adresse Mandant-Nr. Adresse

9 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank9 1. Normalform – Beispiel 1 Unnormalisierte FormProjekt Projekt- Projekt- Projekt- Mitarbei- Mitarbeiter- Abt.- Abt.- Nr. Name Art ter-Nr. Name Nr. Name 234 Bsys E 111 Schmitz 4 Biblio 344 Karl 2 DV 565 Hinz 2 DV 255 Einsys E 444 Sens 6 Einkauf 765 Arnheim 2 DV 344 Karl 2 DV 299 Unger 2 DV

10 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank10 1. Normalform – Beispiel 2 1. Normalform Projekt Projekt- Mitarbeiter Projekt- Projekt- Projekt- Nr. Name Art 234 Bsys E 255 Einsys E Projekt- Mitarbei- Mitarbeiter- Abt.- Abt.- Nr. ter-Nr. Name Nr. Name Schmitz Karl Hinz Sens Arnheim Karl Unger Biblio Dv Einkauf DV

11 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank11 Attribut Ein Attribut, oder eine Attributkombination ist von einem anderen Attribut oder einer Attributkombina- tion funktional abhängig, falls der Wert des 1. Attributes, oder Attributkombination durch den Wert des 2. Attributes, oder die Attributkombination bestimmt wird. Abt.-Nr.Abt.-Name Die Abt.-Nr. bestimmt den Abt.-Namen Der Abt.-Name ist von der Abt.-Nr. funktional abhängig Mitarbeiter-Nr. Projekt-Nr. Mitarbeitername Projektname Ein Attribut, oder eine Attributkombination ist von einem anderen Attribut B, oder einer Attribut- kombination voll funktional abhängig, falls das Attribut A vom gesamten Attribut B, oder Attribut- kombination und nicht nur von einem Teil von B abhängt. Attributkombination: Projekt-Nr. + Mitarbeiter-Nr. Das Attribut Mitarbeiter-Name hängt nur von einem Teil der Attributkombination (nämlich von Mitarbeiter-Nr.) funktional ab. Mitarbeiter-Nr. hängt nicht voll von der Attributkombination Projekt-Nr. + Mitarbeiter-Nr. ab.

12 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank12 2. Normalform aus der 1. Normalform Ein Entity Set befindet sich in der 2. Normalform (2. NF), wenn es sich in der 1. NF befindet und zusätzlich jedes Attribut vom Primärschlüssel voll funktional abhängt. Vorgehensweise: Entferne Attribute, die nicht voll funktional abhängig sind. Definiere ein neues Entity Set. Der Schlüsselteil, von dem das Attribut abhängig ist, wird zum Primärschlüssel des neuen Entity Sets.

13 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank13 2. Normalform – Beispiel 1 Beispiel: Projekt-Mitarbeiter Projekt- Mitarbei- Mitarbeiter- Abt.- Abt.- Nr. ter-Nr. Name Nr. Name Schmitz Karl Hinz Sens Arnheim Karl Unger Biblio DV Einkauf DV Primärschlüssel ist: Projekt-Nr. + Mitarbeiter-Nr. Die Nicht-Schlüssel-Attribute - Mitarbeiter-Name - Abt.-Nr. - Abt.-Name hängen nur von der Mitarbeiter-Nr. ab und nicht vom gesamten Primärschlüssel!

14 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank14 2. Normalform – Beispiel 2 statt:Projekt-Mitarbeiter ProjektzugehörigkeitMitarbeiter Projektzugehörigkeit:Projekt-Nr. Mitarbeiter-Nr Mitarbeiter: Mitarbeiter- Mitarbeiter- Abt.- Abt.- Nr. Name Nr. Name Schmitz Karl Hinz Sens Arnheim Unger Biblio DV Einkauf DV

15 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank15 3. Normalform Ein Entity Set befindet sich in der 3. Normalform (3. NF) falls jedes Attribut vom Primärschlüssel voll funktional abhängig und von jedem Nicht- schlüsselattribut funktional unabhängig ist. Hinweis: Hängt ein Nichtschlüsselattribut C von einem anderen Nichtschlüsselattribut B funktional ab (beide hängen funktional von einem Primärschlüssel A ab!), so ergibt sich auch eine sog. transitive Abhängigkeit der Attribute. A B C Beispiel: Mitarbeiter-Nr. Abt.-Nr. Abt.-Name

16 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank16 3. Normalform aus der2. Normalform Entferne aus dem Entity Set alle Attribute, die von Nichtschlüsselattributen abhängen. Definiere ein neues Entity Set. Das Nichtschlüsselattribut, von dem andere Nicht- schlüssel abhängen, wird zum neuen Primärschlüssel. Der Primärschlüssel des neuen Entity Sets bleibt als 'Fremdschlüssel' im ursprünglichen Entity Set.

17 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank17 3. Normalform - Übersicht Entity Sets Attribute - Projekt-Nr. - Projektname - Projektart - Projekt-Nr. - Mitarbeiter-Nr. - Mitarbeitername - Abt.-Nr. - Abt.-Name Projekt Projektzugehörigkeit Mitarbeiter Abteilung Schlüssel

18 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank18 3. Normalform – Beispiel 1 Ausgangstabelle Mitarbeiter: Mitarbei- Mitarbeiter- Abt.- Abt.- ter-Nr. Name Nr. Name Schmitz Karl Hinz Sens Arnheim Unger Biblio DV Einkauf DV Das Nichtschlüsselatribut 'Abt.-Name' ist von dem Nichtschlüsselattribut 'Abt.Nr. funktional abhängig. Mitarbeiter-Nr. Abt.-Nr. Abt.-Name

19 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank19 3. Normalform – Beispiel 2 MitarbeiterAbteilung Mitarbeiter: Mitarbeiter-Nr. Mitarbeiter-Name Abt.-Nr Schmitz Karl Hinz Sens Arnheim Unger Abteilung: Abt.-Nr. Abt.-Name DV Biblio Einkauf

20 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank20 Physikalische Umsetzung Es gibt keine festen Regeln für die Umsetzung eines logischen Datenmodells in einen Datenbankentwurf. Es gibt mehr als nur eine Umsetzungsmöglichkeit! Kriterien für die physikalische Umsetzung: - Änderungshäufigkeit - Zugriffshäufigkeit - Speicherplatzrestriktionen - Zugriffszeitrestriktionen etc.

21 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank21 Physikalische Umsetzung Beispiel 1 Beispiel: MandantAuftrag erteilt Mandant-Nr. M_name M_adresse Auftrags-Nr. Datum Kategorie Umsetzungsalternativen: 1. Kunden-Nr. M_name M_adresse Auftrags-Nr. DatumKategorie Hugo Adam Astadt Bstadt EEEIIEEEII Mandant-Nr. M_name M_adresse 1212 Hugo Adam Astadt Bstadt 2. Auftrags-Nr. Mandant-Nr. Datum Kategorie EEEIIEEEII

22 LV: SE 2001/2002 Zilahi Datenbank22 Physikalische Umsetzung Beispiel 2 Mandant-Nr. M_name M_adresse 1212 Hugo Adam Astadt Bstadt Auftrags-Nr. Datum Kategorie EEEIIEEEII Mandant-Nr. Auftrags-Nr Welche Vor- und Nachteile haben die Umsetzungs- alternativen? Bei welcher Alternative sind die Normalformen erfüllt?


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