Grundlagen von Datenbanken und Informationssystemen
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Anwendersoftware (AS) Grundlagen von Datenbanken und Informationssystemen Kapitel p 1: Motivation, Einführung, Grundbegriffe Holger Schwarz Wintersemester 2009/10 Teile zu diesem Folienskript beruhen auf einer ähnlichen Vorlesung, gehalten von Prof. Dr. T. Härder am Fachbereich Informatik der Universität Kaiserslautern und Prof. Dr. N. Ritter am Fachbereich Informatik der Universität Hamburg. Für dieses Skriptum verbleiben alle Rechte (insbesondere für Nachdruck) bei den Autoren. Motivation, Einführung, Grundbegriffe Übersicht • Information – was ist das? • Datenbanksysteme Motivation Grundbegriffe db ff Klassifikation • Informationssysteme Grundbegriffe Beispiele © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 2 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Was ist Information? • Erklärungsversuche (philosoph., techn., pragmat.): N N. Wiener: "Information Information ist Information, Information weder Materie noch Energie. Energie Kein Materialismus, der dies nicht berücksichtigt, kann heute überleben." Information für den Menschen über seine Umwelt: Information setzt den Menschen über seine Außenwelt in Kenntnis, Kenntnis ist also der „Stoff“, der Erkenntnis ermöglicht. Informationstheorie nach C. E. Shannon: Statistischer Informationsbegriff (Entropie einer Nachrichtenquelle) Information und Nachricht: Die übermittelte Nachricht ist dann von Bedeutung, wenn wir eine Abbildung kennen, kennen die sie mittels einer Interpretationsvorschrift auf eine Information abbildet. Resignierende Aussage von F. L. Bauer und G. Goos, 1982: Die Definition des Begriffes „Information“ ist nicht möglich. Jeder Versuch dazu setzt ähnliche Begriffe voraus, beispielsweise p „Wissen“ „ oder „„Kommunikation“. Diese Definition wäre damit zyklisch. © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 3 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Information • Pragmatisch: Informationsbegriff nach DIN Wissen über Obj kt Objekte Information Wissen über Obj kt Objekte Informationsverarbeitung durch Menschen Darstellung von Information f i Daten © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Information Interpretation von Daten Datenverarbeitung Daten 4 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Information • Pragmatisch: Informationsbegriff nach DIN Wissen über Obj kt Objekte Information Darstellung von Information Wissen über Obj kt Objekte Informationsverarbeitung durch Menschen Information Interpretation von Daten Datenverarbeitung Daten Welt der nicht-interpretierten Daten Objektive Daten © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 5 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Information • Pragmatisch: Informationsbegriff nach DIN Wissen über O Objekte Wissen über O Objekte Information: Welt der bewerteten Daten Informationsverarbeitung Information Subjektive Information durch Menschen Darstellung von Information Interpretation von Daten Datenverarbeitung Daten Welt der nicht-interpretierten Daten Objektive Daten © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 6 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Übersicht • Information – was ist das? • Datenbanksysteme Motivation Grundbegriffe db ff Klassifikation • Informationssysteme Grundbegriffe Beispiele © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 7 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Nutzung von Dateisystemen Dateisystem y • Permanente Datenhaltung innerhalb von BS-Dateien • Betriebssystem/Dateisystem bietet Funktionen für Erzeugen / Löschen von Dateien Zugriffsmöglichkeiten auf Blöcke/Sätze der Datei einfache i f h Operationen O ti zum Lesen/Ändern/Einfügen/Löschen L /Ä d /Ei fü /Lö h von Sätzen (dynamisches Wachstum) © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 8 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Nutzung von Dateisystemen • Probleme/Nachteile Wiederholte Speicherung gleicher Daten Î Redundanz - Integritätsprobleme und erhöhter Speicherplatzbedarf h l b d f Verantwortung des Programmierers für - Integrität und Sicherheit der Daten - Effizienz des Zugriffs Bindung von Datenstrukturen an Programmstrukturen Lösung Lö gleicher l i h Aufgaben A f b in i allen ll Anwendungsprogrammen - Speicherverwaltung, Datenverwaltung Datenverwaltung, - Änderungsdienst, Retrieval, Schutzfunktionen Produktionsplanung Verkauf Rechnungswesen AP AP AP File File File Produktinformationen Î Annahmen: Alles bleibt stabil ! Alles geht gut ! © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 9 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Datenbanksystem (DBS) • Zentrales Hilfsmittel für Informationssysteme Anwendungssysteme DBS = DB + DBMS Datenbanksysteme Betriebssystem • Eine Datenbank (DB) Hardware ist eine Sammlung g gespeicherter g p Daten,, die von Anwendungssystemen benötigt werden. • Ein Datenbankverwaltungssystem (DBVS, engl. DBMS) ist ein standardisiertes Softwaresystem zur Definition Definition, Verwaltung Verwaltung, Verarbeitung und Auswertung der Daten in einer DB. Es kann mittels geeigneter Parametrisierung an die speziellen An end ngsbedü fnisse angepasst werden Anwendungsbedürfnisse e den (hochgradig generisches System). © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 10 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Datenbanken • • • • • • • • • • große Datenmengen einfache Handhabung mächtige Auswertungsoperationen Mehrbenutzerbetrieb Datenunabhängigkeit Anwendungsneutralität explizite Integritätsbedingungen Konsistenzüberwachung Redundanzfreiheit … Produktionsplanung Verkauf Rechnungswesen AP AP AP D t b k Datenbankverwaltungssystem lt t File File File Datenbanksystem © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 11 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Datenmodell • Ein Datenmodell legt g Regeln g (Typen, ( yp , Operatoren, p , Konsistenzbedingungen) fest, nach denen • • die Objekte von DBs (für die Repräsentation beliebiger Miniwelten) erzeugt und verändert werden (Konstruktionsregeln für die Zustandsräume der Modelle) können. • Jedes DBS implementiert somit ein Datenmodell, Datenmodell das die Art der Datenstrukturen und generische Operationen zu deren Manipulation bereitstellt. © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 12 Motivation, Einführung, Grundbegriffe DBS und Datenmodelle relationale DBS ((RDBMS)) hierarchische DBS XML-DBS Abteilung Projekt Mitarbeiter Relationen/Tabellen Datensätze Hierarchie: Eltern/Kind-Beziehungen / g objektorientierte DBS (ODBMS) <Abteilung> <Projekt> <Mitarbieier> … </Mitarbeiter> <Mitarbeiter> … </Mitarbeiter> </Projekt> <Projekt> … </Projekt> </Abteilung> Netzwerk-DBS Abteilung b l Dokument hierarchisch strukturierte Elemente Projekt Datensätze OWNER/MEMBER Objekte u. Methoden © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 13 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Umsätze und Marktanteile mit RDBMS 2006 Umsatz in Mrd. $ 0,48 1,2 Marktanteil in % 3,2 3,2 0,49 3,2 2,6 7,9 21,1 17,4 7,1 IBM Oracle Microsoft NCR Teradata Sybase Others 47,1 G Gesamtmarkt: t kt 15 15,2 2M Mrd. d $ (13 (13,3 3 Mrd. M d $ in i 2005) © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Quelle: Gartner Data Quest, Juni 2007 14 Motivation, Einführung, Grundbegriffe DBS: Weitere Klassifikationskriterien Anzahl der Nutzer Einbenutzersysteme allgemein/aufgabenspezifisch Mehrbenutzersysteme allgemein aufgabenspezifisch Anzahl der Rechner zentrales DBMS verteiltes DBMS homogene DBMS heterogene DBMS Föderative DBMS (FDBMS) © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 15 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Miniwelt – modellhafte Abbildung • Begriff g ‚Miniwelt‘: Ein Datenbanksystem verwaltet Daten einer realen oder gedanklichen Anwendungswelt. Diese Daten gehen aus Informationen hervor, die stets aus den Sachverhalten und Vorgängen dieser Anwendungswelt durch gedankliche Abstraktionen (Abbilder, Modelle) gewonnen werden. Sie beziehen sich nur auf solche Aspekte des betrachteten Weltausschnitts die für den Zweck der Anwendung relevant sind. Weltausschnitts, sind Ein solcher Weltausschnitt wird auch als Miniwelt bezeichnet. Weitere Bezeichnungen: Diskurswelt Universe of Discourse (UoD) © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 16 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Datenbank und Miniwelt • Vorgänge g g und Sachverhalte werden als gedankliche g Abstraktionen (Modelle) der Miniwelt erfasst und als Daten (Repräsentationen von Modellen) in der Datenbank gespeichert. • Daten beziehen sich nur auf solche Aspekte der Miniwelt Miniwelt, die für die Zwecke der Anwendung relevant sind. • Eine DB ist integritätserhaltend (bedeutungstreu), wenn ihre Objekte Modelle d ll einer gegebenen b Miniwelt l repräsentieren. Datenbank (DB) als Abbildung einer Miniwelt © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 17 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Datenbankschema • Ein DB-Schema legt g die Ausprägungen p g g der Objekte j fest,, welche die DB für eine bestimmte Miniwelt einnehmen kann (Zustandsraum der Modelle einer Miniwelt) • DB-Schema DB S h wird i d im i Verlauf V l f des d DB-Entwurfs DB E f ffestgelegt l • DB-Schema und Integritätsbedingungen werden vom DBMS gespeichert (DB-Katalog) (DB-Katalog). • Beispiel: Universität Vorlesung VorlNr VorlTitel Prüfer Prüfung VorlNr MatrNr Student MatrNr Name Datum Semester PLZ Note Wohnort © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 18 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Schema Evolution Schema-Evolution • Die Änderung g des DB-Schemas bezeichnet man als SchemaEvolution. • Notwendig, um DB an sich ändernde Anforderungen anzupassen. • Beispiel: Universität Für Studierende soll in Zukunft das Geburtsdatum gespeichert werden. werden Vorlesung VorlNr VorlTitel Prüfer Prüfung VorlNr MatrNr Student MatrNr Name Vorlesung VorlNr VorlTitel Prüfer Prüfung Datum Semester PLZ Note Wohnort © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart VorlNr MatrNr Datum Student' MatrNr Name Semester PLZ Note Wohnort GebDat 19 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Drei-Schema-Architektur Drei Schema Architektur nach ANSI ANSI-SPARC SPARC Externe Ebene Ext. Ext. Schema 1 . . . Schema n DatenDefinition Konzeptionelle Ebene Konz. Schema DatenDaten Manipulation Interne Ebene Int. Schema DatenAdministration ANSI: American National Standards Institute, SPARC-Komitee: Study Group on Database Management Systems Systems, http://www http://www.ansi.org ansi org © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Quelle: [TK78] 20 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Drei-Schema-Architektur Drei Schema Architektur nach ANSI ANSI-SPARC SPARC • Abstraktionsebenen Externe Ebene individuelle Sichten ••• Konzeptionelle Ebene gemeinschaftliche Sicht Interne Ebene b Repräsentationssicht h © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 21 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Drei-Schema-Architektur Drei Schema Architektur nach ANSI ANSI-SPARC SPARC • Konzeptionelles Schema (zeitvariante) globale Struktur; neutrale und redundanzfreie Beschreibung in der Sprache eines spezifischen Datenmodells • Externes Schema Definition von zugeschnittenen Sichten auf Teile des konzeptionellen Schemas für spezielle Anwendungen (Benutzer) Sichtenbildung • - Anpassung der Datentypen an die der Wirtssprache ((DBS S ist st „„multi-lingual“) ut gua ) - Zugriffsschutz - Reduktion der Komplexität Inte nes Schema Internes legt physische Struktur der DB fest (Satzformate, Zugriffspfade etc.) © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 22 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Anfragesprachen und Schemaebene • Data Definition Language g g (DDL) ( ) Festlegung des konzeptionellen DB-Schemas • Storage Definition Language (SDL) Festlegung des internen DB-Schemas in den meisten DBMS Bestandteil der DDL • View Vi Definition D fi iti Language L (VDL) Festlegung des externen DB-Schemas in den meisten DBMS Bestandteil der DDL • Data Manipulation Language (DML) Lesen,, einfügen, g , ändern und löschen von Daten • Meist sind diese Aspekte in einer Sprache integriert • z.B. SQL: DDL. VDL, DML © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 23 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Anwendungsprogrammier-Schnittstelle Anwendungsprogrammier Schnittstelle (API) Operatoren zur Definition von Objekttypen (Beschreibung der Objekte) • DB-Schema: Welche Objekte sollen in der DB gespeichert werden? Definition von Integritätsbedingungen (Constraints) • Sicherung der Qualität: Was ist ein akzeptabler DB-Zustand? © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Operatoren zum Aufsuchen und Verändern von Daten • AW-Schnittstelle: Wie erzeugt, aktualisiert und findet man DBObjekte? Definition von Zugriffskontrollbedingungen • Maßnahmen zum Datenschutz: Wer darf was? 24 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Datenbankzustand • Die in einer DB zu einem bestimmten Zeitpunkt p gespeicherten g p Daten werden als Datenbankzustand (Instanz) bezeichnet. • Zu Beginn, d.h. nach der Festlegung des Schemas, befindet sich eine i DB iim leeren l Zustand, Z d d.h. d h ohne h Daten. D • Jede Änderung der DB führt zu einem neuen DB-Zustand. © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 25 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Miniwelt – grobe Zusammenhänge Vorgang R R‘ Modellierung A I Nachbildung Realisierung M Transaktion M‘ R: Realitätsausschnitt (Miniwelt); ( ); I: Informationsmodell (zur Analyse und Dokumentation der Miniwelt); M: DB-Modell der Miniwelt (beschrieben durch Objekt- und Beziehungsmengen, Integritätsbedingungen, usw.); A: Abbildung, Abbildung Abstraktionsvorgang! © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 26 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Miniwelt – grobe Zusammenhänge • Transaktion (TA): bildet Vorgang in R im DBS nach und garantiert ununterbrechbaren Übergang von M nach M’ implementiert durch Folge von DB-Operationen DB-Anfragen beziehen sich auf M bzw. M’ • Integritätsbedingungen: Zusicherungen über A, I und M: A1: R→I, A2: I→M Ziel: möglichst gute Übereinstimmung von R und M Idealfall: Die DB ist zu jeder Zeit ein Abbild (Modell) der gegebenen Miniwelt • Transaktionskonzept führt ein spezifisches Verarbeitungsparadigma ein ist Voraussetzung für die Abwicklung betrieblicher Anwendungen (mission-critical (mission critical applications) erlaubt, „Vertragsrecht“ in rechnergestützten IS zu implementieren © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 27 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Beschreibung und Handhabung der Daten • • Daten müssen interpretierbar sein Daten müssen bei allen am Austausch beteiligten Partnern (Systemen, Komponenten) die Ableitung derselben Information erlauben Schema ANGESTELLTER Satztyp (Relation) • • Ausprägungen PNR NAME 496 PEINL 497 9 KINZINGER G 498 MEYWEG … TAETIGKEIT PFOERTNER KOPIST O S KALLIGRAPH GEHALT 2100 2800 4500 ALTER 63 2 25 56 Interpretierbarkeit der Daten muss zeitinvariant sein Einsatzspektrum verlangt generische Vorgehensweise Beschreibung der zulässigen DB-Zustände Beschreibung der zulässigen Zustandsübergänge (generische Operatoren) © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 28 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Einsatzgebiete OLTP-Anwendungen Geografische Informationssysteme • numerische Daten, Textdaten • operative Detaildaten • kurze Transaktionen • Landkarten, Wetterdaten, Satellitenbilder Data-Warehouse- und OLAP-Anwendungen Prozesssteuerung • numerische Daten, Textdaten • aggregierte Daten • komplexe Analyseanfragen • Industrie- und Fertigungsprozesse • Echtzeitdatenbanken • aktive Datenbanken © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Multimedia-Anwendungen • Bilder, Video, Sound • Multimedia-Datenbanken 29 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Benutzergruppen • Datenbankverwalter (DBA) ( ) Anschaffung von Hardware und Software Verteilung von Zugriffsrechten und Überwachung der Datenzugriffe Anpassung des Leistungsverhaltens • Datenbankdesigner Datenbankentwurf (Schema) angepasst an Benutzergruppen • Endnutzer Gelegentliche Endbenutzer benötigen einfache Zugriffsmöglichkeit Parametrische Benutzer benötigen vordefinierte Standardtransaktionen Professionelle Benutzer nutzen mehr Möglichkeiten der Datenbankschnittstelle • Systemanalytiker, Systemanalytiker Anwendungsprogrammierer © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 30 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Benutzeroberflächen • • • • • • Menügesteuerte g Oberflächen zum Durchsuchen der Datenbank Formularbasierte Oberflächen Grafische Benutzeroberflächen Natürlichsprachliche Oberflächen Oberflächen für parametrische Benutzer Oberflächen für den DBA © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 31 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Übersicht • Information – was ist das? • Datenbanksysteme Motivation Grundbegriffe db ff Klassifikation • Informationssysteme Grundbegriffe Beispiele © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 32 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Informationssystem • Definitionen nach Hansen Ein Informationssystem (IS) besteht aus Menschen und Maschinen, die Informationen erzeugen und/oder benutzen und die durch Kommunikationsbeziehungen miteinander verbunden sind. Ein betriebliches Informationssystem dient zur Abbildung der Leistungsprozesse und Austauschbeziehungen im Betrieb und zwischen dem Betrieb und seiner Umwelt. Ein rechnergestütztes Informationssystem ist ein System, bei dem die Erfassung, Speicherung und/oder Transformation von Informationen durch den Einsatz von EDV teilweise automatisiert ist. In der betrieblichen Praxis besteht es typischerweise aus einer Menge unabhängiger Systeme, die zusammen die angestrebte Leistung erbringen: g Î kooperatives Informationssystem (KIS) © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 33 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Kooperatives Informationssystem Ein rechnergestütztes Informationssystem ist ein System, bei dem die Erfassung, Speicherung und/oder Transformation von Informationen durch den Einsatz von EDV teilweise automatisiert ist. In der betrieblichen Praxis besteht es typischerweise aus einer Menge unabhängiger Systeme, die zusammen die d angestrebte b Leistung erbringen: b Î kooperatives Informationssystem (KIS) KIS = DBS + AWS Anwendungssysteme KIS Datenbanksysteme Betriebssystem Hardware © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 34 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Kooperatives Informationssystem • Erweiterung der Sicht eines KIS: Dialogorientierte g AWS: Transaktionsanwendungen g mit Interaktion des Endbenutzers, harte Zeitrestriktionen, Terminal-E/A für Anforderungen und Ergebnisse p AWS: ((Transaktions-)Anwendungen ) g ohne Interaktion des Stapelorientierte Endbenutzers, keine Zeitrestriktionen, Datei-E/A für Anforderungen und Ergebnisse TP-Monitor/ Appl.-Server + KS DB DBS AWS Dialogorient. AWS © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Stapelorient. AWS S DBVS Übersetzer,, Betriebssystem, ... 35 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Übersicht • Information – was ist das? • Datenbanksysteme Motivation Grundbegriffe db ff Klassifikation • Informationssysteme Grundbegriffe Beispiele © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 36 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Informationssystem einer Fluggesellschaft Personal Planung Vertrieb Flugbu uchung Tickketing Flugplan n erstellen Parkpos. reservieren r Besch haffung Warrtung Einsatzplanung Einstellung Gehlatsab brechnung Flugbuchung Flugplan Datenbank Piloten Mitarbeiter Flugzeuge © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Slots Wartungsaufträge Catering Bonusprogr. Tickets Bu uchungs-syysteme Flughafe en Technik 37 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Informationssystem einer Fluggesellschaft • Eine Fluggesellschaft gg fliegt g verschiedene Flughäfen g an. Auf diesen Flugstrecken werden Flugzeuge bestimmter Typen mit dafür ausgebildetem Personal eingesetzt. Die Piloten haben Lizenzen jeweils nur für einige wenige Flugzeugtypen. Außer den Piloten gibt es noch anderes Bord- sowie Bodenpersonal. • Die Flugbuchungen der Passagiere sowie das Anfertigen der Passagierlisten werden ebenfalls automatisiert durchgeführt. • Typische Anwendungen/Abläufe sind z. B.: Fl b h Flugbuchungen von Passagieren, P i Personaleinsatzplanung, P l i t l Materialeinsatzplanung, Flugplanerstellung, Überwachung der Wartelisten, Gehaltsabrechnung. © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 38 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Informationssystem eines Produktionsbetriebes Leitung Angestellte Projekte Kunden © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart Lieferun ng Beste ellung Produkte Bedarfsp planung Lieferu ung Stücklistenauflösung Bestellung Kü ündigung. Produktion Projektplan nung Verkauf Gehaltsabr. Einstellung. Personal Lieferanten 39 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Informationssystem eines Produktionsbetriebes • In einem Produktionsbetrieb werden Daten über die verschiedenen Abteilungen und deren Beschäftigte mit ihren Familienangehörigen gespeichert. • Die Angestellten arbeiten an verschiedenen Projekten mit. Jedes Projekt benötigt für seine Durchführung bestimmte Teile. Jedes Teil kann von Lieferanten bezogen werden werden. Die Projekte werden jeweils von einem Projektmanager geleitet. • Die in einem Betrieb hergestellten Endprodukte setzen sich i. allg. aus mehreren h Baugruppen B und d Einzelteilen Ei lt il zusammen. • Typische Anwendungen/Abläufe sind z. B.: Einstellung und Entlassung von Personal, Lohn Lohn- und Gehaltsabrechnung, Bestellung und Lieferung von Einzelteilen, Verkauf von Fertigprodukten, Lagerhaltung, Bedarfsplanung, Stücklistenauflösung, Projektplanung. © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 40 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Zusammenfassung (1) • Information Objektive Welt der nicht-interpretierten Daten Subjektive Welt der bewerteten Daten (= Information) • Datenbanksystem: "grob" DBS = DB + DBMS • Datenmodell: legt Regeln für Objekte und Operationen fest relational, l ti l objektorientiert, bj kt i ti t hierarchisch, hi hi h Netzwerk, N t k XML • Klassifikation nach Datenmodell, Anzahl der Nutzer, Anzahl der Rechner, … Rechner • Miniwelt: Weltausschnitt, der für den Zweck einer Anwendung relevant ist • DB-Schema: legt die möglichen Ausprägungen der Objekte für eine Miniwelt fest Drei-Schema-Architektur D iS h A hi k © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 41 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Zusammenfassung (2) • Transakionsparadigma p g macht Zusicherungen für die Verarbeitung von DB-Daten ACID-Eigenschaften müssen in einer Rechnerumgebung (aufwendig) nachgebildet h bild t werden d erlaubt die Implementierung von „Vertragsrecht“ • Information und Informationssysteme Heterogenität, Wachstum, Anforderungsvielfalt u. a. führen oft zu unabhängigen IS, die zusammen als kooperatives IS die angestrebte Leistung erbringen müssen „grob“: DBS + AWS = KIS wichtige Anwendungsklassen für - operierende Ebene: OLTP - planende/kontrollierende Ebene: DW, OLAP - strategische Ebene: OLAP, DSS © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 42 Motivation, Einführung, Grundbegriffe Ergänzende Literatur zu diesem Kapitel [[HR01]] [Hä05] [TK78] Härder,, T.,, Rahm,, E.: Datenbanksysteme y - Konzepte p und Techniken der Implementierung, Springer-Verlag, 2001 Härder, T.: DBMS Architecture - The Layer Model and its Evolution In: Datenbank-Spektrum, Evolution. Datenbank-Spektrum Heft 13, 13 Mai 2005, 2005 dpunktVerlag. Tsichritzis, D. C., Klug, A.: The ANSI/X3/Sparc DBMS Frameworkk Report off the h Study d Group on Database b Management Systems. In: Information Systems 3:3, 1978. © Prof. Dr. B. Mitschang, Dr. H. Schwarz, Universität Stuttgart 43
