Schlüssel bei temporalen Daten im relationalen Modell

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Jahrbuch 2006
Schlüssel bei temporalen Daten
im relationalen Modell
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Schlüssel im relationalen Modell
Schlüssel bei temporalen Daten
im relationalen Modell
Schlüssel im relationalen Modell sind ein vertrautes Konzept. Im
Kontext temporaler Daten muss dieses Konzept neu überdacht und
erweitert werden. Temporale Daten sind Daten mit Zeitbezug auf
ihre zeitliche Gültigkeit. Durch sie werden historische Sachverhalte
reflektiert. Das ist immer dann notwendig, wenn eine Datenbank
z. B. zur Aufdeckung von Entwicklungsmustern und zur Kontrolle
und Rechtfertigung benötigt wird.
[Temporale Datenbanken in betrieblichen Informationssystemen,
Thomas Myrach, 2005]
Gesine Mühle
Technische Universität Berlin
Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik
Computergestützte Informationssysteme
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Schlüssel im relationalen Modell
– Primärschlüssel identifizieren Tabelleneinträge
– Fremdschlüssel stellen Beziehungen zwischen Tabellen her
Schlüsseldefinitionen:
Definition in SQL:
Die Überwachung der Einhaltung der
Schlüsselintegritäten übernimmt jedes
Datenbankmanagement System,
welches dem SQL-Standard genügt.
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Temporale Daten
– zeitorientierte Datenhaltung zeitvariabler Objekteigenschaften.
Abbildung im relationalen Modell
• Festlegung der Zeitdimension (modellunabhängig)
– Gültigkeitszeit/ Transaktionszeit/ Bitemporale-Zeit
• Darstellung verankerter Zeitintervalle I
– Ausdrücken der Zeitbindung von Zustandsvariablen
(ein entsprechender Datentyp wird in herkömmlichen
DBS nicht unterstützt)
Auszug von Beispieltabellen
Mitarbeiter/ Projekt (Gültigkeitszeit):
– Realsierungsmöglichkeit:
I = [t1, t2] mit t2> t1, t2, I;
t1, t2 als gewöhnliche Attribute vom Datentyp
TIMESTAMP (Zeitstempel gelten gesamt für
die gemeinsame Zeitbindung aller
Attributwerte eines Tupels).
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Primärschlüsselproblematik (Güligkeitszeit)
1. Problem: Schnappschuss-Schlüssel ist unzureichend
Lösungsansatz: Schnappschuss-Schlüsselerweiterung
Erweiterung des Schnappschuss-Schlüssels k um das Attribut Gültigkeitsbeginn GB (…. reicht noch nicht)
2. Problem: Zeitintervalle können überlappen
Insert into table Mitarbeiter values
(12345, ’Curie’, ’Potsdam’, DATE ’2002’, DATE
’2003’)
Lösungsansatz: Verhindern temporaler Überlappung von Tupeln mit
übereinstimmendem Schnappschuss-Schlüssel
Die Einhaltung dieser zusätzlichen temporalen Integritätsbedingung
muss vor Einfügen eines Tupels realisiert werden (Trigger, Check oder
Assertion).
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Fremdschlüsselproblematik (Güligkeitszeit)
1. Problem: Beziehungen zwischen Tupeln der referenzierenden und der
referenzierten Relation (m:n)
Lösungsansatz: Referenzierende Tupel müssen in den referenzierten
Tupeln temporal enthalten sein oder alle ihre Attributwerte müssen
Null sein. (… reicht noch nicht)
2. Problem: Zeitliche Verkürzung eines referenzierten Tupel
(relevant bei Beendigung bzw. Aktualisierung)
Lösungsansatz: Überwachung der referentiellen Integrität auch in der
Primärschlüsselrelation PR (referenzierende Tupel müssen temporal
überdeckt bleiben).
Pseudocode eines prozeduralen Algorithmus für die Überwachung der
Fremdschlüsselrelation:
Primär- und Fremdschlüsselrelation müssen überwacht werden
(z. B. Trigger oder Checks).
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Zusammenfassung / Ausblick
Temporale Daten führen zu zusätzlichen Schlüssel-Integritätsbedingungen.
Die Komplexität des Modells wächst beachtlich. Die Übertragbarkeit von
Reaktionsregeln wird eingeschränkt.
Für die Einhaltung der Integritätsbedingungen muss der Anwendungsentwickler Sorge tragen (z. B.Trigger) und u. a. die veränderte Wirkung
von Reaktionsregeln berücksichtigen.
Eine Unterstützung des Anwendungsentwicklers ist durch ein
standardisiertes temporales Datenmodell zu erwarten (Standard SQL/
Temporal ist in Vorbereitung).
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