Datenbankentwurfsprozess Beschreibung Speicherung Abfrage Manipulation von Daten Miniwelt Datenbankentwurf Ausschnitt der realen Welt Informationssystem Wesentlicher Schritt der Einsatzvorbereitung für ein Datenbanksystem Oft komplexe Aufgabe und komplexes Ergebnis, denn die entworfene Datenbasis muss über lange Zeit den Anforderungen genügen Analogie: Erkenntnisse und Methodiken des Software Engineering (Wasserfallmodell)

Schritte und Datenflüsse Informations-anforderungen Datenverarbeitungs- anforderungen Anwendungs-problem Anforderungsanalyse Anforderungs-spezifikation Konzeptueller Entwurf Datenbanksystem- charakteristika Semantisches Schema HW-/Betriebssystem- charakteristika Logischer Entwurf Logisches Schema Physischer Entwurf Physisches Schema

Einzelne Schritte (1) Phase 1: Anforderungsanalyse: Abgrenzung des Anwendungsbereichs Ausgangsbasis: Situationen und Sachverhalte eines Ausschnitts der realen Welt Bestimmung der relevanten Informationen durch Systemanalyse

Einzelne Schritte (2) Phase 2: Konzeptueller Entwurf: Vergleichbar mit Spezifikationsphase der Software-Entwicklung. Überführung der Ergebnisse der Anforderungsanalyse in eine formalere Gestalt. Beschreibungsmittel hierzu: semantisches Modell. Ergebnis: semantisches oder konzeptuelles Schema. Enthält Gegenstände, Beziehungen, Attribute und eventuell Operationen der Miniwelt. Randbedingung: Semantisches Modell ist noch unabhängig von einem speziellen Datenmodell eines Datenbanksystems (Implementierungsunabhängigkeit). Andererseits: Aus Gründen der Aufwands- und Redundanzvermeidung soll der Übergang zu den Datenmodellen der Datenbanksysteme einfach sein. Zielkonflikt!

Einzelne Schritte (3) Phase 3: Implementierungsentwurf (Logischer Entwurf): Übersetzung eines semantischen Schemas in ein Datenbasisschema, das dem logischen Modell eines Datenbanksystems folgt. Übersetzung muss bestimmten Gütekriterien folgen. Teilweise ist automatische Übersetzung möglich. Teilweise wird manuell übersetzt, und es werden Verifikationsschritte angeschlossen. Zielmodelle: Datenmodelle aus dem ersten Teil der Vorlesung, also relationales Modell, objektorientierte Modelle, semistrukturierte Modelle.

Einzelne Schritte (4) Phase 4: Physischer Entwurf: Klärung von Fragestellungen, die mit Leistungsoptimierung hinsichtlich der speziellen Anwendung zu tun haben. Möglichkeiten: Parametereinstellungen oder Auswahl unter Implementierungstechniken. Beispiele: Beschreibungen der physischen Datenorganisation Etablierung von Indexstrukturen Formulierung von Clusterungsbedingungen

Verzahnung der Entwurfstätigkeiten (1) Motivation: Die vier Phasen laufen nicht streng sequentiell ab. Stetiges Überprüfen der Ergebnisse in den Phasen und der Vergleich mit den Anforderungen führt zu Rückverweisen und Iterationen. Ausgehend vom semantischen Schema: Das Schema sollte auf formale Korrektheit geprüft, also verifiziert werden, wobei Widersprüche und Redundanzen aufgedeckt werden. Das Schema sollte (inhaltlich) validiert werden, d.h. es sollte geprüft werden, ob es als Spezifikation auch tatsächlich die Anforderungen korrekt und vollständig wiedergibt.

Verzahnung der Entwurfstätigkeiten (2) Ausgehend vom logischen Schema: Im allgemeinen lässt sich für jedes semantische Schema mehr als ein logisches Schema angeben. Daher: Gütekriterien für logische Schemata notwendig. Die Wahl des logischen Modells spielt daher eine große Rolle. Ausgehend vom physischen Schema: Es lassen sich analytische Modelle, Simulationsmodelle oder einfach Faustregeln einsetzen. Deren Ergebnisse führen zu Anpassungen des physischen Schemas oder sogar zu Änderungen des logischen Schemas.

. . . Anwendungs- problem Anwendungs- problem Anforderungsanalyse spezifikation Anforderungs- spezifikation Semantisches Datenmodell Konzeptueller Entwurf Konzeptueller Entwurf Verifikation Verifikation Semantisches Anwendungsschema Semantisches Anwendungsschema Schemaintegration Validierung Validierung Verifikation (Konsolidiertes) Semantisches Schema Logisches Datenmodell Logischer Entwurf Leistungs- bewertung Güte- bewertung Logisches Schema Leistungs- und Installationsparameter Physischer Entwurf Leistungs- bewertung Physisches Schema