Datenbanken als Grundlage für Informationssysteme

Datenbanken als Grundlage für Informationssysteme
Datenmodellierung und Datenbanksysteme
Prof. Dr. Ingo Claßen
Peter Morcinek
Prof. Dr. Martin Kempa
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
Informationssysteme
Begriffe und Definitionen
Datenbankmanagementsysteme
Informationssystemen vs. Datenbanksysteme
Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme
Drei-Schema-Architektur
Informationssysteme
Informationssysteme - Beispiel Mautsystem
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Informationssysteme
Charakteristika von Informationssystemen
I
Persistenz (Langlebigkeit)
I
I
I
Quantität
I
I
I
Verwaltung von langlebigen Informationsbeständen deren Lebensdauer
nicht von Anwendungen abhängt
Persistenter Zustand = Aktueller Zustand Realität, der gespeichert
wurde
Verwaltung dynamisch veränderlicher, wachsender
Informationsbestände
Unterstützung großer Datenmengen
Integrität
I
I
Sicherstellung der „Korrektheit“ von Informationsbeständen
Persistenter Zustand stimmt mit der Realität überein
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Informationssysteme
Informationsinfrastruktur
I
Betriebliche Informationssysteme sind Bestandteil der
unternehmensweiten Informationsinfrastruktur
I
I
Eigenschaften
I
I
Sie hat ähnliche Eigenschaften wie klassische Infrastrukturen (z. B.
Straßennetz, Wasserversorgung, Telefon)
Langlebigkeit, partielle Erneuerung, Koexistenz von Alt und Neu
Ursachen für partielle Erneuerung
I
I
I
I
Technischer Fortschritt
Unternehmenswachstum
Strategiewechsel bei der Geschäftsdurchführung
Unternehmensübernahmen, -zusammenschlüsse
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Informationssysteme
Struktur von Informationssystemen
Betriebswirtschafliche Prozesse (z. B. Produkte bestellen)
Informationssystem
Software
Daten
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Begriffe und Definitionen
Begriffe
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Begriffe und Definitionen
Definitionen
I
Miniwelt (Gegenstandsbereich)
I
I
Datenbank (DB)
I
I
DBMS + DB
Datenmodell
I
I
Softwaresystem, mit dem Datenbanken verwaltet werden können
Datenbanksystem (DBS)
I
I
Menge von Daten der Miniwelt, gespeichert in einem
informationstechnischen System
Datenbankmanagementsystem (DBMS)
I
I
Ausschnitt der realen Welt, für den Daten gespeichert werden sollen
Modellierungskonzepte zur Beschreibung von Informationsstrukturen,
z. B. Tabellen
Datenbankschema
I
I
Beschreibung konkreter Informationsstrukturen, z. B. Mitarbeitertabelle
Schema = Instanz des Modells
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Datenbankmanagementsysteme
Datenbankmanagementsystem
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Datenbankmanagementsysteme
Datenbankmanagementsystem
I
Schlüsseltechnologie zur Realisierung von Informationssystemen
I
I
I
I
Stellen generische Dienste bereit
I
I
I
Große Datenmengen
Adäquate Repräsentation von Informationsstrukturen
Reduktion der Anwendungskomplexität
Allgemeine Dienste, die für spezielle Anwendungsfälle angepasst werden
können.
Ein DBMS stellt z. B. Dienste für das Speichern und Laden beliebiger
Informationsstrukturen bereit
Liefern spezialisierte Dienste durch Anpassung
I
I
Anpassung an die konkreten Informationsbedürfnisse auf Grundlage von
Datenmodellen/Datenbankschemata
Generischer Dienst (Modell) + Schema = spezialisierter Dienst
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Informationssystemen vs. Datenbanksysteme
Realisierung von Informationssystemen durch
Datenbanksysteme
Informationssystem
Software
Daten
Datenbanksystem (DBS)
Datenbankmanagementsystem (DBMS)
Schnittstelle
Schema
(Dienste)
Datenbank
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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme
Typische Funktionen eines DBMS
I
Verwaltung von Datenbanken
I
I
I
Verwaltung von Daten
I
I
Effizienter Datentransfer entlang der Speicherhierarchie
(Haupt-/Sekundär-/Tertiärspeicher)
Datenmanipulation
I
I
Anlegen, löschen
Erzeugung, Änderung von Schemata
Einfügen, Löschen, Ändern und Abfragen von Daten
Integritätssicherung
I
I
I
I
Synchronisation nebenläufiger Aktivitäten
Datensicherung, Wiederherstellung bei Fehlern
Überprüfung von Konsistenzbedingungen
Zugriffsschutz
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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme
Merkmale des Datenbankansatzes
I
Selbstbeschreibung von Daten
I
I
Programm/Daten-Unabhängigkeit
I
I
Konzeptionellen Sicht auf die Daten
Datensichten
I
I
Isolation Anwendungsprogramme von physischer Speicherung
Datenabstraktion
I
I
Metadaten, die die Strukturen des Datenbestands beschreiben (Daten
über Daten)
Benutzerangepasste Blickwinkel auf die Daten
Transaktionsorientierte Verarbeitung
I
Atomarität, Konsistenz, Isolation, Dauerhaftigkeit
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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme
Akteure im Datenbankbereich
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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme
Akteure im Datenbankbereich
I
Datenbankverwalter
I
I
I
Datenbankentwickler
I
I
Rechteverwaltung, Datensicherung, Ressourcenzuordnung
Überprüfung Systemauslastung, Überprüfung Fehlerprotokolle
Entwicklung Datenbankschemata, Abfragen, Anwendungsprogramme
Endnutzer
I
Greifen mittels Anwendungsprogramme auf die Datenbank zu
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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme
Datenmodelle
I
Hierarchisch / Netzwerkmodell
I
I
I
Relationenmodell
I
I
I
Schlüssel/Wert-Speicher, dokumentenorientierte Systeme
Spaltenorientierte Systeme, Graphdatenbanken
Multidimensionales Datenmodell
I
I
Objektorientierte Strukturen. Nischendasein
NoSQL
I
I
Tabellen. Grundlage betrieblicher Informationssysteme
Objektorientiertes Modell
I
I
Baum- bzw. Graphstrukturen. Auf Großrechner
Veraltet, aber noch im Einsatz
Datenwürfeln, für analytischer Systeme
Spaltenorientierte Datenbanken, In-Memmory
I
Aktuelle technologische Umsetzungen von Datenbanksystemen
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Struktur-/Funktionssicht auf Datenbanksysteme
Historie
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Drei-Schema-Architektur
Drei-Schema-Architektur
Endbenutzer
Externe
Ebene
Externe
View
...
Externe
View
externe/konzeptuelle
Abbildung
Konzeptuelle
Ebene
Konzeptuelles Schema
konzeptuelle/interne
Abbildung
Interne
Ebene
Internes Schema
Gespeicherte Datenbank
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Drei-Schema-Architektur
Drei-Schema-Architektur
I
Konzeptuelle Ebene
I
I
I
I
Liefert das Schema der Miniwelt
Beschreibt den Teil der Realität, der für das Informationssystem
relevant ist
Basiert auf dem Datenmodell des DBS
Externe Ebene
I
I
Liefert benutzerindividuelle Sichten auf die konzeptuelle Ebene
Transformation zwischen konzeptueller und externer Ebene ist
notwendig
I
Interne Ebene
I
Logische Datenunabhängigkeit
I
I
I
Legt die Speicherstrukturen für die konzeptuelle Ebene fest
Unabhängigkeit der Anwendungsprogramme vom konzeptuellen
Schema, da diese auf externen Schemata basieren
Physische Datenunabhängigkeit
I
Unabhängigkeit des konzeptuellen Schemas von den internen
Speicherstrukturen.
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