SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 1 Datenbanken Datenbank = Datenbankprogramm + Daten Datenbankprogramm = Datenbankmanagementsystem (DBMS) = System,

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1 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 1 Datenbanken Datenbank = Datenbankprogramm + Daten Datenbankprogramm = Datenbankmanagementsystem (DBMS) = System, das Datenbanken verwaltet und den Zugriff auf die Daten regelt, z.B. MySQL oder MS Access Beispiel: Musikverwaltungsdatenbank Daten: Musikstück Titel Komponist Erscheinungs- jahr Kategorie Tonträger "Gegenstände" = Entitäten Eigenschaften = Attribute

2 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 2 Relationale Datenbanken Feldnamen = Attribute Datensatz = Tupel Attributwert Felder In Relationalen Datenbanken werden die Daten in Tabellen (= Relationen) gespeichert.

3 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 3 Relationale Datenbanken Was muss das Datenbanksystem für die Bearbeitung von Daten zur Verfügung stellen?  Bequeme Eingabe neuer Daten  Veränderung von Daten, z.B. Löschen  Selektieren von Daten nach eigenen Kriterien  Sperren bestimmter Daten  Analysieren von Daten  Berechnungen mit Daten  Ausgabe von Daten: Anzeige, Druck  Benutzerverwaltung (verschiedene „user“) MS Access: Objekt-orientiert

4 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 4 Zusammenhänge: Daten und Objekte einer Datenbank Relationale Datenbanken Daten auswerten berechnen ausgeben z.B. drucken Berichte Daten analysieren filtern berechnen Abfragen Tabellen Daten Daten bearbeiten z.B. Eingabe Formulare

5 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 5 Relationale Datenbanken Grundlegende Begriffe: Datenintegrität - Datenkonsistenz: Einheitliche Daten zum selben Sachverhalt Beispiel:Die Adresse einer Person kann in verschiedenen Tabellen enthalten sein. Bei Änderung der Adresse (Umzug) oder des Namens (Heirat) müssen alle Tabellen die richtigen neuen Daten enthalten. Datenredundanz: Überfluss an Information - mehrfache Speicherung derselben Daten. Probleme:- Unnötige Vergrößerung der Datenmenge und damit der DB - Fehlerhafte Einträge durch Wiederholung möglich z.B. Mülller statt Müller Anomalien: Fehler in den Daten (z.B. durch Redundanzen, Änderungen, Löschen, …) führen zu Dateninkonsistenz, die Anomalie genannt wird.

6 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 6 Relationale Datenbanken Grundlegende Begriffe (Fortsetzung): Schlüssel: Datenintegrität in relationalen Datenbanken basiert auf dem Konzept des Schlüssels. Es gibt Primärschlüssel und Fremdschlüssel. Fremdschlüssel:Attribut (oder eine Menge von Attributen), das in mehr als einer Tabelle (als Verweis) vorkommt und in einer anderen Tabelle den Primärschlüssel bildet. Primärschlüssel: Attribut (oder eine Menge von Attributen), das einen Datensatz eindeutig identifiziert. Beispiel: Postleitzahl jede Postleitzahl identifiziert eindeutig eine bestimmte Stadt bzw. einen Stadtteil Referentielle Vereinbarung strenger Regeln für die Beziehungen Integrität: zwischen den Tabellen einer Datenbank. Betrifft den Gebrauch von Fremdschlüsseln (später mehr dazu).

7 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 7 Relationale Datenbanken Normalisierung der Tabellen einer Datenbank Ziele Vermeidung von Redundanz Vermeidung von Dateninkonsistenz und Anomalien Vermeidung von Datenverlust Erhöhung der Effizienz der Datenbank Um die genannten Probleme zu lösen, müssen die Tabellen der DB bestimmte Regeln einhalten. Das Resultat dieser Regeln wird als Normalform der Tabellen bezeichnet.

8 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 8 Relationale Datenbanken Nullte Normalform: nicht normalisierte Tabelle In diesen Feldern sind mehrere Informationen gespeichert! Primärschlüssel Primärschlüssel: Feld oder Feldkombination, die einen Datensatz eindeutig kennzeichnet.

9 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 9 Relationale Datenbanken Erste Normalform Eine Tabelle ist in der 1. Normalform, wenn alle Attributwerte atomar sind. D.h. alle Felder müssen so sein, dass sie nicht weiter unterteilt werden können. Alle Attributwerte sind atomar – der Primärschlüssel kennzeichnet aber mehrere Datensätze

10 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 10 Relationale Datenbanken Zweite Normalform Eine Tabelle ist in der 2. Normalform, wenn sie in der 1. Normalform ist und jedes Nicht-Schlüsselfeld von jedem Schlüsselkandidaten voll funktional abhängig ist. Schlüssel- feld Sinfonie Vier Jahreszeiten Verdi1 Oper Aida Verdi1 Kategorie Titel Komponist Komponist-Nr N i c h t – S c h l ü s s e l f e l d e r Beispiel: Aus dem Primärschlüssel 1 folgt direkt nur der Komponist Verdi, nicht der Titel (es gibt ja mehrere) und auch nicht die Kategorie. Ergebnis:Nur das Nicht-Schlüsselfeld „Komponist“ ist voll funktional abhängig vom Schlüsselfeld Die Tabelle ist nicht in der 2. Normalform Nicht-Schlüsselfeld

11 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 11 Relationale Datenbanken Funktionale Abhängigkeit nur durch Teilung der Tabelle erreichbar: Tbl_Komponisten Tbl_Musik Tbl_ Kategorie Primärschlüssel Fremdschlüssel

12 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 12 Relationale Datenbanken Dritte Normalform Eine Relation ist in der dritten Normalform, wenn sie in der zweiten Normalform ist und kein Nicht-Schlüsselfeld transitiv von einem Schlüsselkandidaten abhängt. Beispiel: Adressendatenbank: Tbl_Freunde Diese Tabelle enthält eine Redundanz: Das Attribut "Ort“ Die PLZ "26386" steht für Wilhelmshaven, die Ortsangabe steht nochmals für Wilhelmshaven: Das Nicht-Schlüsselfeld "Ort“ ist transitiv (weisend) vom möglichen Schlüsselfeld (= Schlüsselkandidat) "PLZ" abhängig! Ort

13 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 13 Relationale Datenbanken Lösung des Problems: Zerlegung in 2 Tabellen Tbl_Freunde Tbl_Orte Primärschlüssel Fremdschlüssel ABER: nicht immer sinnvoll! – Performance

14 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 14 Relationale Datenbanken Datenbankentwurf: Entity / Relationship Modell (E/R-Modell) Vor der Entwicklung einer Datenbank steht die Modellierung: Bildliche Darstellung durch das E/R-Modell: Entität:-Gegenstand aus der realen Welt -eindeutig identifizierbar -Darstellung: Kasten Attribute:- beschreiben Entitäten - Darstellung: Ovale Beziehungen:- repräsentieren die Wechselwirkungen (relationships) zwischen Entitäten - Darstellung: Rauten

15 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 15 Relationale Datenbanken Entitäten der Musikverwaltungsdatenbank Musikstück Musik-Nr Erscheinungjahr Kategorie Titel Tonträger Komponist Name Komponist-Nr Interpret Interpret-Nr Name schreibt spielt 1 N N M

16 SZ Neustadt, Delmestraße 141B, Bremen 16 Relationale Datenbanken E / R – Modell mit Ausleihe Ausleihvorgang Ausleih-Nr Ausleih- Datum Rückgabe- Datum ausgeliehen wird Freund Komponist Interpret Adresse Name Freund-Nr ausgeliehen wird schreibt spielt Musikstück Schwache Entität: kann nicht isoliert existieren (ein Ausleihvorgang existiert nicht ohne Musikstücke und Freunde) Darstellung: doppelte Linien Das muss erstmal reichen.