Datenbanksysteme Schwerpunkte: Datenbanksystem (DBS): Datenbank (DB): Architektur von Datenbanksystemen, konzeptueller Datenbankentwurf, relationales Datenmodell, relationale Sprache, relationale Entwurfstheorie, Datenintegrität / Datensicherheit, Mehrbenutzersynchronisation, interne Datenorganisation, externe Schnittstellen, objektorientierte Datenbanken Datenbanksystem (DBS): Zusammenfassung von Datenbank und Datenbankmanagementsystem Datenbank (DB): Sammlung von Datenbeständen einschließlich deren Beschreibung Datenbankmanagementsystem (DBMS): Softwaresystem zur Verwaltung und Bereitstellung von Datenbeständen Datenmodell (DM): Konzepte für die Abbildung von Diskursbereichen in Datenbanken (Strukturen, Operationen, Integritätsbedingungen) Datenbanksprache (DL): Sprache zur Definition (DDL) sowie Manipulation und Abfrage (DML) von Datenbeständen

Entity-Relationship-Modell (ERM) Formalismus zur Abbildung von Diskursbereichen als Gesamtheit von Gegebenheiten (Entities), zwischen denen Beziehungen (Relationships) bestehen. Diskursbereich: Ausschnitt der Realität, der für eine bestimmte Anwendung relevant ist Beispiel: Universität mit Studenten, Assistenten, Professoren, Lehrveranstaltungen, Prüfungen Ziele: - Entwicklung eines schematischen, zeitunabhängigen Modells des Diskursbereiches - Unterstützung der frühen Entwurfsphasen - Graphische Veranschaulichung von Zusammenhängen - Kommunikationsmittel zwischen Anwender, Entwickler und Implementator - Abbildbarkeit in Datenmodelle (insbesondere in das Relationenmodell)

Entities Relationships Entity: diskrete, identifizierbare Abstraktion eines Gegenstandes der Anschauung oder des Denkens Entity-Typ: Verallgemeinerung (Klassifikation) gleichartiger, ähnlicher Entities Diagrammdarstellung: Entity-Typ als Rechteck mit Namen des Entity-Typs Beispiele: Student, Assistent, Professor, Lehrveranstaltung Entity-Typ Relationships Relationship: Beziehung zwischen je einer Entity von mehreren nicht notwendig verschiedenen Entity-Typen Relationship-Typ: Verallgemeinerung (Klassifikation) gleichartiger, ähnlicher Relationships Diagrammdarstellung: Relationship-Typ als Rhombus mit Namen des Relationship-Typs, durch ungerichtete Kanten mit korrespondierenden Entity-Typen verbunden Beispiele: lesen, höhren, prüfen, voraussetzen, arbeitenfür Relationship-Typ

Attribute Attribut: Merkmal zur Beschreibung von Entities und Relationships; besitzt einen Namen und eine Merkmalswertemenge (Domäne) Diagrammdarstellung: Attribut als Kreis / Ellipse mit Attributnamen, durch ungerichtete Kante mit Entity- oder Relationship-Typ verbunden Beispiele: Name, Vorname, Adresse, Fachgebiet, Note, Titel, ... Attributname Schlüssel Schlüssel: Teilmenge von Attributen, - deren Werte beliebige Ausprägungen eines Entity- oder Relationship-Typs identifizieren - und die im Hinblick auf diese Eigenschaft minimal sind Primärschlüssel: pragmatisch ausgewählter Schlüssel eines Entity- oder Relationship-Typs Diagrammdarstellung: Attribut mit Unterstreichung Beispiele: Persnr, Matrnr, Vorlnr, (Persnr, Vorlnr), (Vorgänger, Nachfolger), ... Attributname

Zuordnungscharakteristik Charakterisierung eines Relationship-Typs R zwischen zwei Entity-Typen E1, E2: 1:1-Beziehung: In R kann ein Entity aus E2 mit höchstens einer Entity aus E1 in Beziehung stehen und umgekehrt. 1:n-Beziehung: In R kann ein Entity aus E2 mit höchstens einer Entity aus E1 in Beziehung stehen. m:n-Beziehung: Keine Einschränkung. Erweiterung auf mehrstellige Relationship-Typen möglich. Diagrammdarstellung: Beschriftung der Kanten des Relationship-Typs mit 1, m, n, ... Beispiele: lesen (1:n), hören (m:n), prüfen (m:n:1) x y Relationship-Typ

ERM-Diagramm Diskursbereich: Universität voraussetzen Matrnr Vorlnr N Name SWS Student hören Vorlesung Sem M Titel N N prüfen Note lesen Persnr Persnr 1 1 N 1 Name Name Assistent arbeitenfür Professor Gebiet Raum Rang

Relationales Datenmodell (RDM): Relationen, die als Menge von Tupeln bestimmten Integritätsbedingungen genügen, werden mittels Operationen der Relationenalgebra manipuliert. Strukturen: Eine Relation R ist eine Teilmenge des kartesischen Produkts von Wertemengen , die Attributen zugeordnet sind (j = 1, 2, ..., n) : Die Elemente mit von R werden als Tupel bezeichnet. Beispiele: Student (Matrnr, Name, Sem) Professor (Persnr, Name, Rang, Raum) Vorlesung (Vorlnr, Titel, SWS, Leser) Zuordnung: Relation ---> Tabelle Tupel ---> Zeile Attribut ---> Spalte Operationen: Vereinigung ( ), Differenz ( ), Durchschnitt ( ) --> Mengenverarbeitung Projektion ( ), Selektion ( ) --> Attribut-, Tupelauswahl Produkt ( ), Verbund ( ) --> Relationenverbindung Division ( ), Umbenennung ( ) --> Quantifizierung, ... Integrität: Schlüssel-, Domänen-, Entity-Integrität, referentielle Integrität

Überführungsvorschriften ERM ---> RDM: Entity-Typ: Bildung eines Relationsschemas mit dem Namen, den Attributen und den Schl¸sseln des Entity-Typs Relationship-Typ m:n: Bildung eines Relationsschemas mit dem Namen des Relationship-Typs, den eigenen Attributen und den Primärschlüsseln der beteiligten Entity-Typen Relationship-Typ 1:n: Aufnahme des Primärschlüssels des 1-Entity-Typs als Fremdschl¸ssel und der Attribute des Relationship-Typs in das Relationsschema des n-Entity-Typs Relationship-Typ 1:1: Aufnahme des Primärschlüssels eines 1-Entity-Typs als Fremdschlüssel und der Attribute des Relationship-Typs in das Relationsschema des anderen 1-Entity-Typs Relationship-Typ mehrstellig: analog zu Relationship-Typ m:n

Beispielrelationen 1 Assistent: Persnr Name Fachgebiet Boss 3002 Platon Ideenlehre 2125 3003 Aristoteles Syllogistik 2125 3004 Wittgenstein Sprachtheorie 2126 3005 Rhetikus Planetenbewegung 2127 3006 Newton Keplersche Gesetze 2127 3007 Spinoza Gott und Natur 2134 Student: Matrnr Name Sem 24002 Xenokrates 18 25403 Jonas 12 26120 Fichte 10 26830 Aristoxenos 8 27550 Schopenhauer 6 28106 Carnap 3 29120 Theophrastos 2 29555 Feuerbach 2 Professor: Persnr Name Rang Raum 2125 Sokrates C4 226 2126 Russel C4 232 2127 Kopernikus C3 310 2133 Popper C3 52 2134 Augustinus C3 309 2136 Curie C4 36 2137 Kant C4 7

Beispielrelationen 2 Vorlesung: Vorlnr Titel SWS Leser 5001 Grundzüge 4 2137 5041 Ethik 4 2125 5043 Erkenntnistheorie 3 2126 5049 Gewäsch 2 2125 4052 Logik 4 2125 5052 Wissenschaftstheorie 3 2126 5216 Bioethik 2 2126 5259 Der Wiener Kreis 2 2133 5022 Glaube und Wissen 2 2134 4630 Die 3 Kritiken 4 2137 voraussetzen: Vorgänger Nachfolger 5001 5041 5001 5043 5001 5049 5041 5216 5043 5052 5041 5052 5052 5259 hören: Matrnr Vorlnr 26120 5001 27550 5001 27550 4052 28106 5041 28106 5052 28106 5216 28106 5259 29120 5001 29120 5041 29120 5049 29555 5022 25403 5022 29555 5001 prüfen: Matrnr Vorlnr Persnr Note 28106 5001 2126 1 25403 5041 2125 2 27550 4630 2137 2