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Datenbanken . Erscheinungs- jahr. Komponist. Kategorie. Tonträger. Titel. Datenbank = Datenbankprogramm + Daten. Datenbankprogramm = Datenbankmanagementsystem (DBMS) = System, das eine oder mehrere Datenbanken verwaltet und den Zugriff auf die Daten regelt, z.B. Access.

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Datenbanken

Erscheinungs-jahr

Komponist

Kategorie

Tonträger

Titel

Datenbank = Datenbankprogramm + Daten

Datenbankprogramm = Datenbankmanagementsystem (DBMS) = System, das eine oder mehrere Datenbanken verwaltet und den Zugriff auf die Daten regelt, z.B. Access

Beispiel: Musikverwaltungsdatenbank

Daten:

Eigenschaften = Attribute

Musikstück

"Gegenstände" = Entitäten


Relationale Datenbanken

Felder

Feldnamen = Attribute

Datensatz = Tupel

Attributwert

In Relationalen Datenbanken werden die Daten in Tabellen (= Relationen) gespeichert.


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

Access: Objektewerden zur Verfügung gestellt


Relationale Datenbanken

Zusammenhänge:Daten und Objekteeiner Datenbank

Formulare

Datenbearbeitenz.B. Eingabe

Daten

Abfragen

Datenanalysierenfilternberechnen

Tabellen

Berichte

Datenauswertenberechnenausgebenz.B. drucken


Relationale Datenbanken

Grundlegende Begriffe:

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

Datenintegrität - Datenkonsistenz:Einheitliche Daten zum selben SachverhaltBeispiel: Die Adresse einer Person kann in verschiedenen Tabellen enthalten sein. Bei Änderung der Adresse (Umzug) müssen alle Tabellen die richtige neue Adresse enthalten.

Anomalien:Fehler in den Daten (z.B. durch Redundanzen, Änderungen, Löschen, …) führen zu Dateninkonsistenz, die Anomalie genannt wird.


Relationale Datenbanken

Grundlegende Begriffe (Fortsetzung):

Schlüssel:Datenintegrität in relationalen Datenbanken basiert auf dem Konzept des Schlüssels. Es gibt Primärschlüsselund Fremdschlüssel.

Primärschlüssel:Attribut (oder eine Menge von Attributen), das einen Datensatz eindeutig identifiziert.Beispiel: Postleitzahl jede Postleitzahl identifiziert eindeutig eine bestimmte Stadt bzw. einen Stadtteil

Fremdschlüssel:Attribut (oder eine Menge von Attributen), das in mehr als einer Tabelle vorkommt und in einer dieser Tabellen den Primärschlüssel bildet.

Referentielle Vereinbarung strenger Regeln für die Beziehungen Integrität: zwischen den Tabellen einer Datenbank. Betrifft den Gebrauch von Fremdschlüsseln (später mehr dazu).


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.


Relationale Datenbanken

In diesen Feldern sind mehrere Informationen gespeichert!

Nullte Normalform: nicht normalisierte Tabelle

Primärschlüssel

Primärschlüssel:Feld oder Feldkombination, die einen Datensatz eindeutig kennzeichnet.


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


Relationale Datenbanken

Komponist-Nr

Komponist

Titel

Kategorie

1

Verdi

Aida

Oper

1

Verdi

Vier Jahreszeiten

Sinfonie

N i c h t – S c h l ü s s e l f e l d e r

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.

Nicht-Schlüsselfeld

Beispiel:

Schlüssel-feld

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 SchlüsselfeldDie Tabelle ist nicht in der 2. Normalform


Relationale Datenbanken

Primärschlüssel

Fremdschlüssel

Funktionale Abhängigkeit nur durch Teilung der Tabelle erreichbar:

Tbl_Komponisten

Tbl_Kategorie

Tbl_Musik


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

Ort

Das Attribut "Ort“

Diese Tabelle enthält eine Redundanz:

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!


Relationale Datenbanken

Lösung des Problems:

Zerlegung in 2 Tabellen

Tbl_Freunde

Fremdschlüssel

Tbl_Orte

Primärschlüssel


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


Relationale Datenbanken

Erscheinungjahr

Titel

Kategorie

Musik-Nr

Tonträger

M

N

Komponist-Nr

spielt

schreibt

Interpret-Nr

N

1

Name

Name

Entitäten der Musikverwaltungsdatenbank

Musikstück

Komponist

Interpret


Relationale Datenbanken

Interpret

Name

Ausleih-Datum

Freund-Nr

Ausleih-Nr

Rückgabe-Datum

Adresse

Musikstück

Ausleihvorgang

Freund

spielt

schreibt

ausgeliehenwird

ausgeliehenwird

Komponist

E / R – Modell mit Ausleihe

Schwache Entität:kann nicht isoliert existieren (ein Ausleihvorgang existiert nicht ohne Musikstücke und Freunde)Darstellung: doppelte Linien


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