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SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 Vorlesung #4 Das relationale Modell.

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1 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 Vorlesung #4 Das relationale Modell

2 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell2 Fahrplan Besprechung der Übungsaufgaben Orientierung, logischer Datenbankentwurf Kurzer Exkurs in die Geschichte - prerelationale Modelle Hierarchisches Datenmodell Netzwerk-Modell Blick über den Tellerrand hinaus – postrelationale Modelle: Objektorientiertes Datenmodell Deduktives Datenmodell Objekt-relationales Datenmodell Relationales Datenmodell Überführung eines ER-Modells in das relationale Modell

3 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell3 Orientierung (Einordnung - Vorlesung #2) Miniwelt Relationales Schema Objektorientiertes Schema Netzwerk- Schema UML-Klassen ER-Diagramm Index(e) Cluster partitionierte Tabelle(n) DBMS -Speicherparameter

4 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell4 Prerelationale Systeme (1) Netzwerk-Modell Sieht aus wie ein Netzwerk (beliebiger gerichteter Graph) bestehend aus: Satztypen (record types) entsprechen den Entitäten Sammlungstypen (set types) entsprechen den Relationen zusätzlich: Anker (owner), Glieder (member) Hilfskonstrukte: link records, dummies Verbindungen sind wie bei verketteten Listen durch Zeiger (Pointer) implementiert, die stets beim Informationszugriff benutzt und gegebenfalls auch verändert werden (-) Keine Rekursion, keine Datenunabhängigkeit, komplizierte Abfragen UDS (Siemens), IDMS (CA)

5 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell5 Prerelationale Systeme (2) Hierarchisches Modell Spezialfall des Netzwerk-Modells, sieht aus wie ein Baum und nicht wie beliebiger Graph Nachfolger, die mehrere Vorgänger haben, werden durch das Kopieren dem jeweiligen Vorgänger exklusiv zugeordnet, Graph mehrere Bäume Jeder Datensatz über einen eindeutigen Zugriffspfad erreichbar, Redundanzvermeidung durch Implementierung zusätzlicher Zeiger (-) schlecht für nicht hierarchische Zusammenhänge wegen unnötiger Redundanz, keine Datenunabhängigkeit, komplizierte Abfragen IMS (IBM)

6 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell6 Orientierung Postrelationale Modelle Objekt-orientiertes Modell Objekt-relationales Modell (evolutionär) Deduktives Modell (Datalog) Verteilte Datenbanken Web-Datenbanken (XML, XPath, XQuery) werden nach dem relationalen Modell kurz vorgestellt

7 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell7 Orientierung Warum gerade relational? Sehr einfach und intuitiv Marktbeherrschend ca. 80% der bereits installierten Datenbank- Systeme sind relational (bzw. objekt-relational) ca. 90% der neu gekauften Datenbank-Systeme sind relational (bzw. objekt-relational) Relationales Model bzw. RDBMS hat aber auch Schwächen in bestimmten Anwendungsszenarios, die wir als Motivation für postrelationale DBMS vorstellen

8 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell8 Geschichte Von Edward F. Codd 1970 vorgestellt: "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks." Erste Prototypen System R (IBM) Ingres (University of California, Berkeley unter Leitung von M. Stonebraker) Erste Produkte Oracle (Software Development Laboratories, später Relational Systems Inc., später Oracle Corporation) SQL/DS (IBM), Ingres (Relational Technology Inc.)...

9 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell9 Mathematische Definition Gegeben sind n atomare, nicht notwendigerweise unterschiedliche Wertebereiche (Domänen) D 1, D 2,..., D n Beispiel: string, string, float,..., integer Relation R ist die Teilmenge des kartesischen Produkts der Domänen R D 1 x... x D n Beispiel: Vorlesungen integer x string x integer Ein Tupel ist ein Element aus R t R Beispiel: t = (4052, Logik, 4)

10 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell10 Relationenschema legt die Struktur der gespeicherten Daten fest Beispiel: Vorlesungen: {[VorlNr:integer,Titel:string,SWS:integer]} Ausprägung: der aktuelle Zustand der Datenbasis Vorlesungen VorlNrTitelSWS 5001Grundzüge4 5041Ethik3...

11 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell11 Relationenschema (2) Vorlesungen VorlNrTitelSWS 5001Grundzüge4 5041Ethik3... Relation (Tabelle, table) Tupel (Zeile, row) Attribut (Spalte, column)

12 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell12 Relationenschema (3) Trennung zwischen Schema und Ausprägung sch(R) – Menge der Attribute einer Relation R – die aktuelle Ausprägung dom(A) – Domäne eines Attributs sch(R) = {A 1,..., A n } R dom(A 1 ) x... x dom(A n ) Primärschlüssel – (wie beim ER Modell) identifiziert eindeutig die Relation, wird unterstrichen

13 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell13 Transformation: ER Modell relationales Modell ER (Entity Relationship) Modell Entitiytypen Beziehungstypen Relationales Modell Relationen Aufgabe: Entity- und Beziehungstypen auf Relationen abbilden Entitiytyp Relation 1:1 Beziehungstyp Relation 1:n Beziehungstyp Relation n:m Beziehungstyp Relation

14 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell14

15 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell15

16 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell16

17 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell17

18 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell18 Transformationsregeln: ER Modell relationales Modell Entitiytyp Relation (selbsterklärend) 1:1 Beziehungstyp Relation Ein Fremdschlüssel der an der Beziehung teilnehmenden Entitytypen wird als Schlüssel der Relation übernommen. Der andere Schlüssel bleibt als Attribut(menge) in der Relation bestehen. 1:n Beziehungstyp Relation Ein Fremdschlüssel - Schlüssel des n-Entitytypen wird als Schlüssel übernommen, der andere Schlüssel bleibt als Attribut(menge) in der Relation bestehen n:m Beziehungstyp Relation Beide Fremdschlüssel werden als Schlüssel der Relation übernommen

19 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell19

20 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell20

21 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell21

22 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell22

23 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell23

24 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell24

25 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell25

26 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell26

27 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 © Bojan Milijaš, Vorlesung #4 - Das relationale Modell27 Formulierung der Anfragen im relationalen Modell Die Relationale Algebra (Selektion, Projektion, Vereinigung, relationale Division, Mengendurchschnitt, Mengendifferenz, Joins, kartesisches Produkt etc.) Der Relationenkalkül Der relationale Tupelkalkül Der relationale Domänenkalkül SQL (Standard Query Language) Ausblick Vorlesung #5

28 SS 2004 Datenbanken 4W Mi 13:30 – 15:00 G 2.30 Vorlesung #4 Ende


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