WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 Vorlesung #1 Einführung.

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1 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 Vorlesung #1 Einführung

2 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung2 Ihr Dozent... Name:Bojan Milijaš Ausbildung:Diplom-Informatiker Universität Passau, Vertiefungsgebiet Datenbanken, Prof. Alfons Kemper, Ph.D. Beschäftigung:Seit 1997 bei ORACLE Deutschland GmbH, derzeit als Senior Business Analyst Sales Operations

3 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung3 „Fahrplan“  Organisatorisches  Vorlesungen  Übungen  Literatur  Praktikum  Was erwarten Sie?  Wünsche, Erwartungen, Befürchtungen...  Was erwartet Sie?  Lehrinhalte, worauf wird es ankommen  Motivation und Einführung in Datenbanken  Informationsverarbeitung mit und ohne Datenbanken  Grundlegende Begriffe: DBMS, DBA

4 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung4 Vorlesung  Einteilung  Besprechung der Übungsaufgaben  „Fahrplan“ (kann u.U. verändert werden)  Vorstellung des Lehrstoffs  Fazit und Ausblick für die nächste Vorlesung  Spielregeln  Lösungen zu Übungsaufgaben werden von Studenten präsentiert  Fragen sind jederzeit erlaubt und willkommen (sowohl vom Dozent als auch von Studenten)

5 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung5 Übungen  Übungsblätter  werden nach jeder Vorlesung verteilt ... nicht korrigiert ... in der darauffolgenden Vorlesung besprochen  wichtig als Selbstkontrolle und Selbsteinschätzung  Vorbereitung für die Klausur  enthalten zugelassen Hilfsmitteln und Sternaufgaben (*)

6 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung6 Literatur  Lehrbücher (Deutsch)  Kemper / Eickler, Datenbanksysteme, Oldenburg Verlag  Lehrbücher (Englisch)  Ramakrishnan, Database Management Systems, McGraw- Hill  A. Silberschatz, H. F. Korth und S. Sudarshan, Database System Concepts, McGraw-Hill  C. J. Date: An Introduction to Database Systems. McGraw- Hill  J.D. Ullmann, J. Widom: A First Course in Database Systems, McGraw Hill  Skript von Prof. Schwenkert

7 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung7 Praktikum  scheinpflichtig !!!  2 bis 3 Studenten bilden ein Team  Einteilung in zwei Gruppen  Gruppe 1: Fr 17:00 – 18:30 (R 2.008)  Gruppe 2: Fr 18:45 – 20:15 (R 2.012)  SQL Abfragen  Datenbankprogrammierung  JDBC, ODBC, XML, SOA, PHP etc. je nach Bedarf und Interesse

8 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung8 Was erwarten Sie ... von dieser Vorlesung?  1.  2.  3.  Nach dem Studium-Abschluss?  1. Finde ich einen Job?  2. Welche Tätigkeit werde ich ausüben?  3. Wie hoch wird mein Einstiegsgehalt?

9 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung9 Was erwartet Sie (in dieser Vorlesung)  Standard- Datenbankstoff, wie in jedem Datenbank-Einführungsbuch der neueren Ausgabe (siehe Literatur),  Ausgenommen: ER-Modellierung, Normalformen  Beispiele, die zeit- und praxisnah sind!!!

10 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung10 Worauf wird es ankommen  Motivation ist die Voraussetzung  Relationales Modell, Relationale Algebra,  SQL, SQL, SQL  SQL Abfragen  Daten-Manipulation mit SQL (DML – data manipulation language)  Daten-Definition mit SQL (DDL – data definition language)  Embedded SQL  Weitere Datenbank-Schnittstellen (ODBC, JDBC etc.)  Physische Datenbank-Organisation (Tabellen- Aufbau, Indizies etc.)

11 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung11 Motivation und Einführung (1) Datenverarbeitung ohne Datenbanken !!! Inkonsistenz Integritätsverletzung !!! Datenverlust Keine Sicherheit Fehlender Zugriff Kopie

12 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung12 Motivation und Einführung (2) Datenverarbeitung mit Datenbanken adäquaten Zugriff Mehrbenutzer- Synchronisation Sicherheit Recovery Datenbank sorgt (automatisch) für: Daten-Konsistenz Integrität der Daten

13 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung13 Motivation und Einführung (3) Datenverarbeitung ohne Datenbanken Buchhaltung Service Vertrieb Marketing Informationsablauf in einem Unternehmen

14 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung14 Motivation und Einführung (4) Datenverarbeitung mit Datenbanken Buchhaltung Service Vertrieb Marketing

15 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung15 Motivation und Einführung (5) Datenverarbeitung ohne Datenbanken  Unkontrollierte Redundanzen und daraus resultierende Inkonsistenzen  Beschränkte Zugriffsmöglichkeiten bzw. fehlender Zugriff  Probleme des Mehrbenutzerbetriebes  Datenverluste während der Bearbeitung (in Dateisystemen ist nur ein Recovery bis zum letzten Backup möglich)  Integritätsverletzungen  Sicherheitsverletzungen

16 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung16 Motivation und Einführung (6) Datenverarbeitung mit Datenbanken  Kontrollierte Redundanzen und somit keine Inkonsistenzen  Unbeschränkte Zugriffsmöglichkeiten bzw. kein fehlender Zugriff  Reibungsloser Mehrbenutzerbetrieb  Keine Datenverluste während der Bearbeitung (eine Datenbank kann dank umfangreichen Protokoll- Informationen beliebig zeitlich zurückversetzt werden)  Keine Integritätsverletzungen  Keine Sicherheitsverletzungen

17 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung17 Motivation und Einführung (7) Einsatz von Datenbanken  Jedes (erfolgreiche) Unternehmen, Behörde oder Krankenhaus auf unserem Planet setzt mindestens eine Datenbank ein  Kein Unternehmen, Behörde oder Krankenhaus hat seine komplette Datenverarbeitung in eine Datenbank integriert  Daraus ergibt sich ein Riesen-Potential für Fachkräfte mit fundierten Datenbank-Kenntnissen, bestehende Datenbankanwendungen zu pflegen, warten und weiter zu entwickeln bzw. DV-Abläufe auf Basis von Datenbank-Technologie zu vereinheitlichen und zu optimieren

18 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung18 Motivation und Einführung (8) Datenbanken als Wirtschaftsfaktor  Der Markt für relationale Datenbanken wurde von Gartner im Jahr 2007 auf ein Volumen von 17 Milliarden $ geschätzt (nur Neulizenzen)  Dazu kommen noch Support, Schulung, Beratung,...  Anwendungen: CRM und ERP, Decission Support und Data Warehouse, OLAP und OLTP, Data Mining eBusiness und Navigationssysteme, all das ist auf einer Datenbank aufgesetzt  Datenbanken sind die Grundlage jeglicher Datenverarbeitung und haben somit als Software- Plattform einen ähnlichen wenn nicht höheren Stellenwert als Betriebsysteme

19 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung19 Motivation und Einführung (9) Weltweiter Datenbank-Markt

20 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung20 DBMS - Definition  Database Management System (DBMS) - auf Deutsch Datenbankverwaltungssystem - besteht aus  Datenbasis – Menge aller gespeicherten Daten  Verwaltungssystem - Gesamtheit aller Programme, die den Zugriff, die Einhaltung von Konsistenz und die Modifikation der Daten regeln  Man bezeichnet oft umgangsprachlich das DBMS als „die Datenbank“  Einige DBMS Systeme / Datenbanken  Oracle, IBM DB2, Microsoft SQL Server, Adabas, SAPDB, Sybase, Microsoft Access, MySQL usw.

21 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung21 DBMS Basis-Architektur  Das Ziel:  Datenintegration bei gleichzeitiger Datenunabhängigkeit, d.h. Daten sollen von Anwendungsprogrammen unabhängig sein und auch unabhängig von der Art und Weise der physikalischen Speicherung  ANSI SPARC Architektur – 3 Abstraktionsebenen  Externes Schema (auch Anwendungs-Sichten oder Views, bzw. externe Ebene genannt)  Konzeptionelles Schema (auch Implementations- oder konzeptionelle Ebene)  Internes Schema (auch interne Ebene oder Physische Ebene genannt)

22 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung22 DBMS – 3 Abstraktionsebenen... Externes Schema - Sicht 1 Externes Schema - Sicht 2 Externes Schema - Sicht n Konzeptionelles Schema Physische Speicherung – internes Schema Physische Ebene Logische Ebene

23 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung23 Datenunabhängigkeit  Physische Datenunabhängigkeit Datenbank Schema und Datenbank-Anwendungen sind von der physischen Speicherung der Daten entkoppelt. Änderungen auf der physische Ebene beeinträchtigen nicht die logische Ebene. Sie haben i.a. schnellere Zugriffszeiten oder höhere Ausfallsicherheit als Ziel.  Logische Datenunabhängigkeit Änderungen des Datenbankschema sollen nicht Änderungen in allen Anwendungen (Sichten) hervorrufen. Beispiele: Hinzufügen neuer Attribute zu einer Relation, Aufspalten oder Zusammenfügen von Relationen. In heutigen Datenbanken nur bedingt möglich.

24 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung24 Architektur eines DBMS (Kemper / Eickler) LogdateienIndexeDatenbasisDatenwörterbuch Dateiverwaltung Datenbankmanager Schemaverwaltung Anfragebearbeitung DBMS DML-Compiler DDL-Compiler Anwendung Interaktive Anfrage Verwaltungs- werkzeug Präcompiler „Naive“ Benutzer Fortgeschrittene Benutzer Anwendungs- Programmierer Datenbank- administratoren Mehrbenutzersynchr. Fehlerbehandlung

25 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung25 Komponenten eines DBMS (nach Kemper / Eickler)  DML Compiler  DDL Compiler  Anfragebearbeitung  Datenbankmanager  Schemaverwaltung  Mehrbenutzersynchronisation  Fehlerbehandlung

26 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung26 Speicherstrukturen und Prozesse in Oracle

27 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung27 Datenbank-Administrator „DBA“ (1)  Person / Gruppe von Personen, die für die Datenbank verantwortlich ist / sind  DBA - Aufgaben  Installation einer Datenbank (Software-Auswahl, Bestimmung technischer Parameter etc.)  Durchführung von Reorganisationen auf der physischen Ebene (Indexpflege, Änderungen der Speicherparameter von Tabellen, sowie notwendige Aktionen, die sich aus Betriebsystem oder Hardware-Änderungen ergeben)  Durchführung von Sicherungen (Backup & Recovery), Sicherstellung des störungsfreien Betriebes 5*8 oder 24*7  Monitoring - Überwachung von Auslastung und Laufzeitverhalten (Performance) des Systems

28 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung28 Datenbank-Administrator „DBA“ (2)  DBA Aufgaben (fortgesetzt)  Tuning – Optimierung und Verbesserung der Performance  Planung und Durchführung der Wartungsarbeiten (Online und Offline Betrieb)  Einspielen von Software-Erneuerungen (Patches, Upgrades), Kontakt zum Hersteller und Vertreiber des DBMS  Laden von großen Datenmengen (Daten-Export und Import)  Datenbank-Migrationen (Überführung der Datenbanken von einem kommerziellen System in das andere)  In der Regel keine Aufgabe des/r DBA(s)  Entwurf des logischen Datenbankschemas, geht bei der meist eingesetzten Standardsoftware gar nicht, zu komplex bzw. Produkt- und Firmengeheimnisse

29 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung29 Will jemand DBA werden?  Sonstige „Datenbank“-Berufe  Datenbank-Consulting  Datenbank-Vertrieb  Datenbank-Support  Datenbank-Schulung  Berufe, die Datenbankkenntnisse voraussetzen (Schnittstellen, Funktionsweise)  Programmierung, Software Development  Software-Architects, CIOs, Senior Management  Analyse und Beratung im BI, Data Warehouse, Data Mining Umfeld ...

30 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung30 Fazit  Datenbanken sind wichtig!  Datenbanken sind geil!  Ich werde Datenbanken beherrschen und damit später einen Job finden, der interessant und gut bezahlt ist.  Ich weiß in etwa, wozu ein DBMS gut ist und was es tun sollte.  Ich habe einen Überblick über Berufe, die etwas mit Datenbanken zu tun haben.

31 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung31 Oracle, Oracle, Oracle...  Meine letzte Bachelor-Arbeit war eine Implementierung von Leasingverwaltung in einer Microsoft SQL Server Datenbank  Der B.Sc., der sie geschrieben hat, arbeitet jetzt bei einer Firma, deren Produkte ausschließlich auf Microsoft SQL Server laufen  Hier geht es um Datenbanken und Standards, nicht (nur) um Oracle !!!  Sie können auch fürs Praktikum gerne jede SQL-92 oder SQL-99 kompatible Datenbank nehmen !

32 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 © Bojan Milijaš, 02.10.2009Vorlesung #1 - Einführung32 Ausblick Vorlesung #2  Das relationale Modell  Relationale Modellierung von 1:1, 1:n, n:m Beziehungen, Generalisierung, schwachen Entity-Typen etc.  Die Relationale Algebra (Selektion, Projektion, Vereinigung, relationale Division, Mengendurchschnitt, Joins, kartesisches Produkt etc.)

33 WS 2009/10 Datenbanksysteme Fr 15:15 – 16:45 R 0.006 Vorlesung #1 Ende