Kapitel 6: Datenbanksysteme

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1 Kapitel 6: Datenbanksysteme
Basiswissen Wirtschaftsinformatik 3. Auflage Peter Weber / Roland Gabriel / Thomas Lux Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

2 Inhalt 6.1 Einführung in Datenbanksysteme 6.2 Daten und Datenbankstrukturen 6.3 Gestaltung und Modellierung von Datenbanken 6.4 Relationale Datenbanken und SQL 6.5 Beispiel zur Datenmodellierung Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

3 6.1 Einführung in Datenbanksysteme
Ein Datenbanksystem (DBS) ist ein Softwaresystem zur Verwaltung, Beschreibung, Speicherung, Kontrolle und Wiedergewinnung von umfang-reichen Datenmengen, die von mehreren Benutzern bzw. deren Anwendungsprogrammen unabhängig voneinander genutzt werden können. [HMN15, S. 449] Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

4 6.1 Einführung in Datenbanksysteme Anforderungen an Datenbanksysteme
Grundlegende Anforderungen, die das Einsatzziel der Datenbanksysteme beschreiben: Speicherung, Verwaltung und Kontrolle umfangreicher Datenbestände; Zugriff durch viele Benutzer und Programme gleichzeitig, von verschiedenen Orten. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

5 6.1 Einführung in Datenbanksysteme Anforderungen an Datenbanksysteme
Notwendige Anforderungen, die charakteristische Eigenschaften von Datenbanksystemen beschreiben: Redundanzarmut/-freiheit der Daten Unabhängigkeit der Daten von Anwendungsprogrammen Datenintegrität, d. h. Datensicherheit und Datenkonsistenz Anforderungen, die sich aus der konkreten Anwendung ergeben Wünschenswerte Anforderungen, die sich auf die Leistungsfähigkeit und Benutzungsfreundlichkeit beziehen. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

6 6.1 Einführung in Datenbanksysteme Komponente eines Datenbanksystems
[GaRo03, S. 14] Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

7 6.1 Einführung in Datenbanksysteme Komponenten eines Datenbanksystems
Datenbank, in der die Daten gespeichert werden. Die Verwaltung der Datenbank übernimmt das Datenbankverwaltungssystem (DBVS): Speicherung und den Zugriff auf die Daten Kontrollmöglichkeiten Die Kommunikation mit der Datenbank läuft über die Datenbankkommunikationsschnittstelle (DBKS), über die die Benutzer bzw. die Programme mit der Datenbank arbeiten. Das Datenbanksystem ist in ein übergreifendes IT-System eingebunden und verfügt z. B. über Schnittstellen zum Betriebssystem des IT-Systems. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

8 6.2 Daten und Datenbankstrukturen Datenfeld, Datensatz, Datei und Datenbank
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9 6.2 Daten und Datenbankstrukturen Stamm-, Bestands- und Metadaten
Stammdaten Werden nicht durch operative Prozesse, sondern durch Änderungsdaten verändert Bleiben über einen längeren Zeitraum konstant, z. B. Kundenadressen Bestandsdaten Werden durch operative Prozesse verändert, d. h. durch Bewegungsdaten Beispiel: Lagerbestand durch Daten über Zugänge und Abgänge (Bewegungsdaten) Metadaten Daten, die die Eigenschaften und den Kontext von Daten beschreiben. Beispiel: Datentyp Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

10 6.3 Gestaltung und Modellierung von DB Database Engineering
Datenmodellierung Erster Schritt: semantische Datenmodellierung Zweiter Schritt: Konzeptionelle Datenmodellierung Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

11 6.3 Gestaltung und Modellierung von DB Das Semantische Datenmodell
Das semantische Datenmodell ist das Ergebnis der Anforderungsanalyse und stellt das Fachkonzept des Datenbankentwurfs dar, das auch als Informationsstrukturmodell bezeichnet wird. Beschreibt die Daten und ihre Zusammenhänge unabhängig von einem bestimmten Datenbanksystem. Datenobjekte werden definiert und ihre Merkmale werden beschrieben. Entity-Relationship-Modell (ER-Modell) Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

12 6.3 Gestaltung und Modellierung von DB Exkurs: Blockchain
Aufgaben und Fragen: Wie funktioniert eine Blockchain? Recherchieren Sie Beispiele, wofür die Blockchain-Technologie aktuell eingesetzt wird. Was sind Proof-of-Work und Proof-of-Stake und welche Relevanz besitzen sie? Diskutieren Sie die zukünftige Relevanz der Blockchain-Technologie. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

13 6.3 Gestaltung und Modellierung von DB Elemente des ER-Modells
Entity / Entity Type = Datenobjekte Relationship / Relationship Type = Beziehungen Attribute beschreiben die relevanten Merkmale von Objekten und Beziehungen Identifizierende Attribute sind Attribute, die jede Instanz eines Entity- Typens eindeutig identifizieren kann. Kardinalitäten von Beziehungen 1:1 1:m m:n Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

14 6.4 Relationale Datenbanken und SQL
Repräsentieren Daten in Form von Relationen, die sich mathematisch definieren und als Tabellen darstellen lassen. Relationen bestehen aus Zeilen und Spalten Spalten einer Relation stellen die Attribute und werden in der Kopfzeile bezeichnet. In den Zeilen der Relation stehen die konkreten Ausprägungen der Objekte, z. B. die einzelnen Kundeninformationen. Das identifizierende Attribut wird als Primärschlüssel bezeichnet. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

15 6.4 Relationale Datenbanken und SQL Beispiel einer Relation
Primärschlüssel Attribute Tabellenname Tupel Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

16 6.4 Relationale Datenbanken und SQL SQL: DDL, DML und DCL
Über die DBKS lässt sich mit Hilfe einer Datenbanksprache eine Datenbank aufbauen, administrieren und nutzen. SQL (Structured Query Language) als Standardsprache: DDL, Data Definition Language DML, Data Manipulation Language DCL, Data Control Language Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

17 6.4 Relationale Datenbanken und SQL SQL-Beispiel: SELECT FROM
Siehe Beispiel: SELECT (Kundenname, Kundenadresse) FROM KUNDEN WHERE (Kunden-Postleitzahl = 44800) AND (Kunden-Umsatz >= 1000); Ausgabe aller Kunden aus der Relation KUNDEN mit ihren Namen und ihrer Adresse, die über die Postleitzahl verfügen und einen Umsatz von mindestens 1000 EURO aufweisen. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

18 6.5 Beispiel zur Datenmodellierung Beispiel zur Datenmodellierung
Eine mittelständische Speditionsunternehmung möchte ein Datenbanksystem zur Fuhrparkverwaltung einsetzen. Der Fuhrpark umfasst etwa zwanzig Fahrzeuge. Jedes dieser Fahrzeuge kann von jedem angestellten Fahrer gefahren werden. Die einzelnen Fahrzeuge lassen sich jeweils eindeutig einer Niederlassung zuordnen. Insgesamt hat die Speditionsunternehmung vier Niederlassungen. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

19 6.5 Beispiel zur Datenmodellierung Beispiel zur Datenmodellierung
Schritt 1: Für jeden Entity-Typ wird eine Relation gebildet. Dabei sind zusammengesetzte Attribute in einzelne Attribute zu zerlegen. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

20 6.5 Beispiel zur Datenmodellierung Beispiel zur Datenmodellierung
Schritt 2: Für jeden Beziehungs-Typ wird eine Relation gebildet Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

21 6.5 Beispiel zur Datenmodellierung Beispiel zur Datenmodellierung
Schritt 3: Eine Beziehung im ER-Modell wird so in einer Relation abgebildet, dass jeweils die Schlüsselattribute aller an der Beziehung beteiligten Entity- Relationen und die eigenen Attribute der Beziehung in der Relation enthalten sind. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

22 6.5 Beispiel zur Datenmodellierung Beispiel zur Datenmodellierung
Schritt 4: Für 1:1 und 1:n- Beziehungen kann dabei auch eine Einbettung der gesamten Beziehung in die entsprechende Entity-Relation erfolgen. Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik

23 6.5 Beispiel zur Datenmodellierung Beispiel zur Datenmodellierung
Beispieltabelle Niederlassungen Copyright 2018: Weber / Gabriel / Lux - Basiswissen Wirtschaftsinformatik