Lernmaterialien für DB an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

IS lassen sich in Bezug auf die benötigte DB-Funktionalität in drei Dimensionen charakterisieren:

• Datentyp
• Operation
• Suchalgorithmus

Komplexität der zu verarbeitenden Daten:

1. unformatierte Daten: Texte, Bilder, Audio-Files
2. semistrukturierte Daten: HTML-Dateien, XML- oder JSON-Dokumente
3. einfach strukturierte Daten: Tabellen
4. komplex strukturierte Daten: CAD-Entwurfsobjekte, Proteinsequenzdaten

Komplexität der Operationen zur Verarbeitung der Daten

1. retrievalorientiert (read-only): überwiegend lesende Transaktionen, die kurz sein können (bei Suche nach einzelnen Datensätzen) oder auch große Datenbestände verarbeiten müssen, z. B. für statische Anwendungen
2. updateorientiert: einfache Lese-Schreib-Transaktionen
3. komplexe, lange Transaktionen: Transaktionen können sehr viele Operationen umfassen

Komplexität der Algorithmen zur Gewinnung von Informationen aus der DB

1. einfache Anfragen: exakte Suche, korrektes Ergebnis
2. retrievalorientierte Anfragen: vage Suche, unvollständiges oder unsicheres Ergebnis
3. Wissensextraktion (knowledge discovery): Data-Mining-Methoden

Ein rekursiver Beziehungstyp setzt Entities ein und desselben Entitytyps in Beziehung.

Rekurisve Beziehungstypen treten auf:

• als Alternative mit den Komplexitätsgraden (0,1)
• als Hierarchie mit den Komplexitätsgraden (0,1) und (0,*) sowie
• als Netzwerk mit den Komplexitätsgraden (0,*)

Ziel:

• Wie wird eine DB erstellt?
• Ingenieurmäßiger Prozess des Datenbankentwurfs
• Strukturierung/Modellierung/Ordnung von Informationen
• Beschreibung der Semantik der Anwendung ("Miniwelt")
• Bedeutung der unterschiedlichen Datenmodelle
• Ergebnisse der unterschiedlichen Entwurfsphasen

Hilfsmittel:

• Vorgehensmodell des DB-Entwurfs
• Datenmodelle als Werkzeuge zur Beschreibung der Ergebnisse einzelner Phasen

Inhalt:

• DB-Entwurf
• Datenmodell

Ziel des DB-Entwurfs

• Trennung der semantischen Datensicht von der physischen Speicherung (Speicherstrukturen) der Daten (physische Datenunabhängigkeit)
• Kostenreduktion
  • Fehler lassen sich häufig bereits in frühen Entwurfsschritten erkennen
  • eine Behebung im laufenden Betrieb ist dagegen mit hohen Kosten verbunden
    • geschätzt Faktor 10 pro Entwurfsebene
• Vereinfachung der Wartung
  • ausführliche Dokumentation aller Entwurfsschritte auf allen Entwurfsebenen
• Stabilität der Anwendung
  • einerseits gegen Änderung der DB
  • andererseits gegen Änderungen der semantischen Datensicht (logische Datenunabhängigkeit)

Physische Datenunabhängigkeit

• Vermeidung von Abhängigkeiten zwischen Anwendungsprogramm und physischer Datenspeicherung
• Veränderung bzw. Anpassung der Speicherorganisation haben keinen Einfluss auf die Anwendungen

Logische Datenunabhängigkeit

• Veränderungen bzw. Anpassungen der semantischen Datensicht haben keine Auswirkungen auf die Anwendungen
• Bsp. Hörsaal (Mitteilung an Studenten, Info-Zettel für Raumänderung ankleben)

Ein Informationssystem (IS) dient der rechnergestützten Erfassung, Speicherung, Verarbeitung, Pflege, Analyse, Verbreitung, Übertragung und Anzeige von Informationen. Es ist ein soziotechnisches System, das menschliche und maschinelle Komponenten (Teilsysteme) für die optimale Bereitstellung von Information und Kommunikation umfasst.

IS bestehen aus

• Hardware (Rechner oder Rechnerverbund),

• Software (System- und AS-Software, Middleware)

• und Daten (meist in einer DB organisiert).

Aus der Vielzahl unterschiedlicher IS ergibt sich ein breites Einsatzfeld für DB-Systeme.