Datenbanksysteme: eine Einführung
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Oldenbourg
2013
|
| Ausgabe: | 9., erw. und aktualisierte Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Klappentext |
| Beschreibung: | 847 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783486721393 3486721399 |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT 17
1 EINLEITUNG UND UEBERSICHT 21
1.1 MOTIVATION FUER DEN EINSATZ EINES DBMS 21
1.2 DATENABSTRAKTION 23
1.3 DATENUNABHAENGIGKEIT 24
1.4 DATENMODELLE 25
1.5 DATENBANKSCHEMA UND AUSPRAEGUNG 26
1.6 EINORDNUNG DER DATENMODELLE 26
1.6.1 MODELLE DES KONZEPTUELLEN ENTWURFS 26
1.6.2 LOGISCHE (IMPLEMENTATIONS-)DATENMODELLE 27
1.7 ARCHITEKTURUEBERSICHT EINES DBMS 30
1.8 UEBUNGEN 32
1.9 LITERATUR 32
2 DATENBANKENTWURF 33
2.1 ABSTRAKTIONSEBENEN DES DATENBANKENTWURFS 33
2.2 ALLGEMEINE ENTWURFSMETHODIK 34
2.3 DIE DATENBANKENTWURFSSCHRITTE 35
2.4 DIE ANFORDERUNGSANALYSE 35
2.4.1 INFORMATIONSSTRUKTURANFORDERUNGEN 37
2.4.2 DATENVERARBEITUNGSANFORDERUNGEN 39
2.5 GRUNDLAGEN DES ENTITY-RELATIONSHIP-MODELLS 39
2.6 SCHLUESSEL 41
2.7 CHARAKTERISIERUNG VON BEZIEHUNGSTYPEN 41
2.7.1 FUNKTIONALITAETEN DER BEZIEHUNGEN 41
2.7.2 FUNKTIONALITAETSANGABEN BEI 7I-STELLIGEN BEZIEHUNGEN 43 2.7.3 DIE
(MIN, MAA;)-NOTATION 46
2.8 EXISTENZABHAENGIGE ENTITYTYPEN 50
2.9 GENERALISIERUNG 51
2.10 AGGREGATION 52
2.11 KOMBINATION VON GENERALISIERUNG UND AGGREGATION 54
2.12 KONSOLIDIERUNG. SICHTENINTEGRATION 55
2.13 KONZEPTUELLE MODELLIERUNG MIT UML 61
2.13.1 UML-KLASSEN 61
2.13.2 ASSOZIATIONEN ZWISCHEN KLASSEN 62
2.13.3 AGGREGATION IN UML 63
2.13.4 ANWENDUNGSBEISPIEL: BEGRENZUNGSFLAECHENDARSTELLUNG VON POLY EDERN
IN UML 64
2.13.5 GENERALISIERUNG IN UML-NOTATION 65
2.13.6 DIE MODELLIERUNG DER UNIVERSITAET IN UML 65
2.13.7 VERHALTENSMODELLIERUNG IN UML 66
2.13.8 ANWENDUNGSFALL-MODELLIERUNG (USE CASES) 66
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IMAGE 2
6 INHALTSVERZEICHNIS
2.13.9 INTERAKTIONSDIAGRAMME 68
2.1310 INTERAKTIONSDIAGRAMM ZUR PRUEFUNGSDURCHFUEHRUNG 68 2.14 UEBUNGEN 69
2.15 LITERATUR 71
3 DAS RELATIONALE MODELL 73
3.1 DEFINITION DES RELATIONALEN MODELLS 73
3.1.1 MATHEMATISCHER FORMALISMUS 73
3.1.2 SCHEMA-DEFINITION 74
3.2 UMSETZUNG EINES KONZEPTUELLEN SCHEMAS IN EIN RELATIONALES SCHEMA .
75 3.2.1 RELATIONALE DARSTELLUNG VON ENTITYTYPEN 75
3.2.2 RELATIONALE DARSTELLUNG VON BEZIEHUNGEN 75
3.3 VERFEINERUNG DES RELATIONALEN SCHEMAS 80
3.3.1 L:IV-BEZIEHUNGEN 80
3.3.2 L:L-BEZIEHUNGEN 82
3.3.3 VERMEIDUNG VON NULL-WERTEN 83
3.3.4 RELATIONALE MODELLIERUNG DER GENERALISIERUNG 84
3.3.5 BEISPIELAUSPRAEGUNG DER UNIVERSITAETS-DATENBANK 85
3.3.6 RELATIONALE MODELLIERUNG SCHWACHER ENTITYTYPEN 87
3.4 DIE RELATIONALE ALGEBRA 87
3.4.1 SELEKTION 88
3.4.2 PROJEKTION 89
3.4.3 VEREINIGUNG 89
3.4.4 MENGENDIFFERENZ 90
3.4.5 KARTESISCHES PRODUKT (KREUZPRODUKT) 90
3.4.6 UMBENENNUNG VON RELATIONEN UND ATTRIBUTEN 91
3.4.7 DEFINITION DER RELATIONALEN ALGEBRA 92
3.4.8 DER RELATIONALE VERBUND (JOIN) 92
3.4.9 MENGENDURCHSCHNITT 97
3.4.10 DIE RELATIONALE DIVISION 98
3.4.11 GRUPPIERUNG UND AGGREGATION 99
3.4.12 OPERATORBAUM-DARSTELLUNG 100
3.5 DER RELATIONENKALKUEL 100
3.5.1 BEISPIELANFRAGE IM RELATIONALEN TUPELKALKUEL 101
3.5.2 QUANTIFIZIERUNG VON TUPELVARIABLEN 102
3.5.3 FORMALE DEFINITION DES TUPELKALKUELS 103
3.5.4 SICHERE AUSDRUECKE DES TUPELKALKUELS 104
3.5.5 DER RELATIONALE DOMAENENKALKUEL 104
3.5.6 BEISPIELANFRAGEN IM DOMAENENKALKUEL 105
3.5.7 SICHERE AUSDRUECKE DES DOMAENENKALKUELS 106
3.6 AUSDRUCKSKRAFT DER ANFRAGESPRACHEN 107
3.7 UEBUNGEN 107
3.8 LITERATUR 110
4 RELATIONALE ANFRAGESPRACHEN 113
4.1 GESCHICHTE 113
4.2 DATENTYPEN 114
4.3 SCHEMADEFINITION 114
4.4 SCHEMAVERAENDERUNG 115
4.5 ELEMENTARE DATENMANIPULATION: EINFUEGEN VON TUPELN 116
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS 7
4.6 EINFACHE SQL-ANFRAGEN 116
4.7 ANFRAGEN UEBER MEHRERE RELATIONEN 117
4.8 AGGREGATFUNKTIONEN UND GRUPPIERUNG 120
4.9 GESCHACHTELTE ANFRAGEN 121
4.10 MODULARISIERUNG VON SQL-ANFRAGEN 125
4.11 MENGEN-OPERATOREN 126
4.12 QUANTIFIZIERTE ANFRAGEN IN SQL 127
4.13 NULLWERTE 129
4.14 SPEZIELLE SPRACHKONSTRUKTE 130
4.15 JOINS IN SQL-92 131
4.16 REKURSION 132
4.17 VERAENDERUNGEN AM DATENBESTAND 137
4.18 SICHTEN 139
4.19 SICHTEN ZUR MODELLIERUNG VON GENERALISIERUNGEN 140
4.20 CHARAKTERISIERUNG UPDATE-FAEHIGER SICHTEN 142
4.21 EINBETTUNG VON SQL IN WIRTSSPRACHEN 143
4.22 ANFRAGEN IN ANWENDUNGSPROGRAMMEN 144
4.23 JDBC: JAVA DATABASE CONNECTIVITY 146
4.23.1 VERBINDUNGSAUFBAU ZU EINER DATENBANK 148
4.23.2 RESULTSET-PROGRAMMBEISPIEL 150
4.23.3 VOERUEBERSETZUNG VON SQL-AUSDRUECKEN 150
4.24 SQLJ: EINE EINBETTUNG VON SQL IN JAVA 152
4.25 QUERY BY EXAMPLE 153
4.26 UEBUNGEN 157
4.27 LITERATUR 160 .
5 DATENINTEGRITAET UND TEMPORALE DATEN 163
5.1 REFERENTIELLE INTEGRITAET 164
5.2 GEWAEHRLEISTUNG REFERENTIELLER INTEGRITAET 165
5.3 REFERENTIELLE INTEGRITAET IN SQL 165
5.4 UEBERPRUEFUNG STATISCHER INTEGRITAETSBEDINGUNGEN 166
5.5 DAS UNIVERSITAETSSCHEMA MIT INTEGRITAETSBEDINGUNGEN 168
5.6 KOMPLEXERE INTEGRITAETSBEDINGUNGEN 170
5.7 TRIGGER 171
5.8 TEMPORALE DATEN 173
5.8.1 SYSTEM-VERSIONIERTE RELATIONEN 173
5.8.2 TEMPORALE DATEN NACH ANWENDUNGSZEIT 174
5.9 UEBUNGEN 176
5.10 LITERATUR 177
6 RELATIONALE ENTWURFSTHEORIE 179
6.1 FUNKTIONALE ABHAENGIGKEITEN 179
6.1.1 KONVENTIONEN ZUR NOTATION 180
6.1.2 EINHALTUNG EINER FUNKTIONALEN ABHAENGIGKEIT 180
6.2 SCHLUESSEL 181
6.3 BESTIMMUNG FUNKTIONALER ABHAENGIGKEITEN 182
6.3.1 KANONISCHE UEBERDECKUNG 185
6.4 SCHLECHTE RELATIONENSCHEMATA 186
6.4.1 DIE UPDATEANOMALIEN 186
6.4.2 EINFUEGEANOMALIEN 187
IMAGE 4
8
INHALTSVERZEICHNIS
6.4.3 LOESCHANOMALIEN 187
6.5 ZERLEGUNG (DEKOMPOSITION) VON RELATIONEN 187
6.5.1 VERLUSTLOSIGKEIT 188
6.5.2 KRITERIEN FUER DIE VERLUSTLOSIGKEIT EINER ZERLEGUNG 190
6.5.3 ABHAENGIGKEITSBEWAHRUNG 191
6.6 ERSTE NORMALFORM 193
6.7 ZWEITE NORMALFORM 194
6.8 DRITTE NORMALFORM 196
6.9 BOYCE-CODD NORMALFORM 198
6.10 MEHRWERTIGE ABHAENGIGKEITEN 201
6.11 VIERTE NORMALFORM 203
6.12 ZUSAMMENFASSUNG 205
6.13 UEBUNGEN 206
6.14 LITERATUR 210
7 PHYSISCHE DATENORGANISATION 211
7.1 SPEICHERMEDIEN 211
7.2 SPEICHERHIERARCHIE 212
7.3 SPEICHERARRAYS: RAID 214
7.4 DER DATENBANKPUFFER 218
7.5 ABBILDUNG VON RELATIONEN AUF DEN SEKUNDAERSPEICHER 219
7.6 INDEXSTRUKTUREN 221
7.7 ISAM 222
7.8 B-BAEUME 224
7.9 B + -BAEUME 228
7.10 PRAEFIX-B + -BAEUME 230
7.11 HINTERGRUNDSPEICHER-STRUKTUR DER B-BAEUME 230
7.12 HASHING 232
7.13 ERWEITERBARES HASHING 234
7.14 MEHRDIMENSIONALE INDEXSTRUKTUREN 238
7.15 BALLUNG LOGISCH VERWANDTER DATENSAETZE 242
7.16 UNTERSTUETZUNG EINES ANWENDUNGSVERHALTENS 245
7.17 PHYSISCHE DATENORGANISATION IN SQL 246
7.18 UEBUNGEN 247
7.19 LITERATUR 249
8 ANFRAGEBEARBEITUNG 251
8.1 LOGISCHE OPTIMIERUNG 252
8.1.1 AEQUIVALENZEN IN DER RELATIONALEN ALGEBRA 254
8.1.2 ANWENDUNG DER TRANSFORMATIONSREGELN 256
8.2 PHYSISCHE OPTIMIERUNG 260
8.2.1 IMPLEMENTIERUNG DER SELEKTION 262
8.2.2 IMPLEMENTIERUNG VON BINAEREN ZUORDNUNGSOPERATOREN 262 8.2.3
GRUPPIERUNG UND DUPLIKATELIMINIERUNG 269
8.2.4 PROJEKTION UND VEREINIGUNG 270
8.2.5 ZWISCHENSPEICHERUNG 270
8.2.6 SORTIERUNG VON ZWISCHENERGEBNISSEN 271
8.2.7 UEBERSETZUNG DER LOGISCHEN ALGEBRA 275
8.3 KOSTENMODELLE 278
8.3.1 SELEKTIVITAETEN 278
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS 9
8.3.2 KOSTENABSCHAETZUNG FUER DIE SELEKTION 281
8.3.3 KOSTENABSCHAETZUNG FUER DEN JOIN 281
8.3.4 KOSTENABSCHAETZUNG FUER DIE SORTIERUNG 282
8.4 TUNING VON DATENBANKANFRAGEN 282
8.5 KOSTENBASIERTE OPTIMIERER 284
8.5.1 SUCHRAUM FUER DIE JOIN-OPTIMIERUNG 284
8.5.2 DYNAMISCHE PROGRAMMIERUNG 286
8.6 UEBUNGEN 290
8.7 LITERATUR 292
9 TRANSAKTIONSVERWALTUNG 295
9.1 BEGRIFFSBILDUNG 295
9.2 ANFORDERUNGEN AN DIE TRANSAKTIONSVERWALTUNG 296
9.3 OPERATIONEN AUF TRANSAKTIONS-EBENE 296
9.4 ABSCHLUSS EINER TRANSAKTION 297
9.5 EIGENSCHAFTEN VON TRANSAKTIONEN 299
9.6 TRANSAKTIONSVERWALTUNG IN SQL 300
9.7 ZUSTANDSUEBERGAENGE EINER TRANSAKTION 301
9.8 LITERATUR 302
10 FEHLERBEHANDLUNG 303
10.1 FEHLERKLASSIFIKATION 303
10.1.1 LOKALER FEHLER EINER TRANSAKTION 303
10.1.2 FEHLER MIT HAUPTSPEICHERVERLUST 304
10.1.3 FEHLER MIT HINTERGRUNDSPEICHERVERLUST 305
10.2 DIE SPEICHERHIERARCHIE 305
10.2.1 ERSETZUNG VON PUFFER-SEITEN . . 305
10.2.2 EINBRINGEN VON AENDERUNGEN EINER TRANSAKTION 306
10.2.3 EINBRINGSTRATEGIE 307
10.2.4 HIER ZUGRUNDE GELEGTE SYSTEMKONFIGURATION 308
10.3 PROTOKOLLIERUNG VON AENDERUNGSOPERATIONEN 308
10.3.1 STRUKTUR DER LOG-EINTRAEGE 309
10.3.2 BEISPIEL EINER LOG-DATEI 309
10.3.3 LOGISCHE ODER PHYSISCHE PROTOKOLLIERUNG 309
10.3.4 SCHREIBEN DER LOG-INFORMATION 310
10.3.5 DAS WAL-PRINZIP 312
10.4 WIEDERANLAUF NACH EINEM FEHLER 312
10.4.1 ANALYSE DES LOGS 313
10.4.2 REDO-PHASE 314
10.4.3 UNDO-PHASE 314
10.5 FEHLERTOLERANZ DES WIEDERANLAUFS 314
10.6 LOKALES ZURUECKSETZEN EINER TRANSAKTION 316
10.7 PARTIELLES ZURUECKSETZEN EINER TRANSAKTION 317
10.8 SICHERUNGSPUNKTE 318
10.8.1 TRANSAKTIONSKONSISTENTE SICHERUNGSPUNKTE 318
10.8.2 AKTIONSKONSISTENTE SICHERUNGSPUNKTE 319
10.8.3 UNSCHARFE (FUZZY) SICHERUNGSPUNKTE 321
10.9 RECOVERY NACH EINEM VERLUST DER MATERIALISIERTEN DATENBASIS 322
10.10 UEBUNGEN 323
10.11 LITERATUR 324
IMAGE 6
10
INHALTSVERZEICHNIS
11 MEHRBENUTZERSYNCHRONISATION 325
11.1 FEHLER BEI UNKONTROLLIERTEM MEHRBENUTZERBETRIEB 326
11.1.1 VERLORENGEGANGENE AENDERUNGEN ( LOST UPDATE) 326
11.1.2 ABHAENGIGKEIT VON NICHT FREIGEGEBENEN AENDERUNGEN 326 11.1.3
PHANTOMPROBLEM 327
11.2 SERIALISIERBARKEIT 327
11.2.1 BEISPIELE SERIALISIERBARER AUSFUEHRUNGEN (HISTORIEN) 328 11.2.2
NICHT SERIALISIERBARE HISTORIE 328
11.3 THEORIE DER SERIALISIERBARKEIT 331
11.3.1 DEFINITION EINER TRANSAKTION 331
11.3.2 HISTORIE (SCHEDULE) 332
11.3.3 AEQUIVALENZ ZWEIER HISTORIEN 333
11.3.4 SERIALISIERBARE HISTORIEN 334
11.3.5 KRITERIEN FUER SERIALISIERBARKEIT 334
11.4 EIGENSCHAFTEN VON HISTORIEN BEZUEGLICH DER RECOVERY 336
11.4.1 RUECKSETZBARE HISTORIEN 336
11.4.2 HISTORIEN OHNE KASKADIERENDES RUECKSETZEN 336
11.4.3 STRIKTE HISTORIEN 337
11.4.4 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN DEN KLASSEN VON HISTORIEN 337 11.5 DER
DATENBANK-SCHEDULER 338
11.6 SPERRBASIERTE SYNCHRONISATION 339
11.6.1 ZWEI SPERRMODI 339
11.6.2 ZWEI-PHASEN-SPERRPROTOKOLL 340
11.6.3 KASKADIERENDES RUECKSETZEN (SCHNEEBALLEFFEKT) 342 11.7
VERKLEMMUNGEN (DEADLOCKS) 342
11.7.1 ERKENNUNG VON VERKLEMMUNGEN 343
11.7.2 PRECLAIMING ZUR VERMEIDUNG VON VERKLEMMUNGEN 344 11.7.3
VERKLEMMUNGSVERMEIDUNG DURCH ZEITSTEMPEL 345
11.8 HIERARCHISCHE SPERRGRANULATE 346
11.9 EINFUEGE- UND LOESCHOPERATIONEN, PHANTOME 350
11.10 ZEITSTEMPEL-BASIERENDE SYNCHRONISATION 351
11.11 OPTIMISTISCHE SYNCHRONISATION 353
11.12 KLASSIFIZIERUNG DER VERFAHREN 354
11.13 SYNCHRONISATION VON INDEXSTRUKTUREN 354
11.14 MEHRBENUTZERSYNCHRONISATION IN SQL-92 358
11.15 UEBUNGEN 360
11.16 LITERATUR 363
12 SICHERHEITSASPEKTE 365
12.1 DISCRETIONARY ACCESS CONTROL 367
12.2 ZUGRIFFSKONTROLLE IN SQL 367
12.2.1 IDENTIFIKATION UND AUTHENTISIERUNG 368
12.2.2 AUTORISIERUNG UND ZUGRIFFSKONTROLLE 368
12.2.3 SICHTEN 369
12.2.4 INDIVIDUELLE SICHT FUER EINE BENUTZERGRUPPE 370
12.2.5 K-ANONYMITAET 371
12.2.6 AUDITING 371
12.3 VERFEINERUNG DES AUTORISIERUNGSMODELLS 372
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS 11
12.3.1 ROLLENBASIERTE AUTORISIERUNG: IMPLIZITE AUTORISIERUNG VON SUB
JEKTEN 373
12.3.2 IMPLIZITE AUTORISIERUNG VON OPERATIONEN 374
12.3.3 IMPLIZITE AUTORISIERUNG VON OBJEKTEN 374
12.3.4 IMPLIZITE AUTORISIERUNG ENTLANG EINER TYPHIERARCHIE 375 12.4
MANDATORY ACCESS CONTROL 377
12.5 MULTILEVEL-DATENBANKEN 377
12.6 SQL-INJECTION 380
12.6.1 ATTACKEN 381
12.6.2 SCHUTZ VOR SQL-INJECTION-ATTACKEN 382
12.7 KRYPTOGRAPHIE 384
12.7.1 DER DATA ENCRYPTION STANDARD 384
12.7.2 DER ADVANCED ENCRYPTION STANDARD (AES) 386
12.7.3 PUBLIC-KEY-KRYPTOGRAPHIE 387
12.7.4 PUBLIC-KEY-INFRASTRUKTUR (PKI) 389
12.8 ZUSAMMENFASSUNG 392
12.9 UEBUNGEN 392
12.10 LITERATUR 393
13 OBJEKTORIENTIERTE DATENBANKEN 395
13.1 BESTANDSAUFNAHME RELATIONALER DATENBANKSYSTEME 395
13.2 VORTEILE DER OBJEKTORIENTIERTEN DATENMODELLIERUNG 399
13.3 DER ODMG-STANDARD 400
13.4 EIGENSCHAFTEN VON OBJEKTEN 401
13.4.1 OBJEKTIDENTITAET 402
13.4.2 TYP EINES OBJEKTS 403
13.4.3 WERT EINES OBJEKTS 403
13.5 DEFINITION VON OBJEKTTYPEN 404
13.5.1 ATTRIBUTE 404
13.5.2 BEZIEHUNGEN 404
13.5.3 TYPEIGENSCHAFTEN: EXTENSIONEN UND SCHLUESSEL 411
13.6 MODELLIERUNG DES VERHALTENS: OPERATIONEN 411
13.7 VERERBUNG UND SUBTYPISIERUNG 414
13.7.1 TERMINOLOGIE 414
13.7.2 EINFACHE UND MEHRFACHVERERBUNG 415
13.8 BEISPIEL EINER TYPHIERARCHIE 416
13.9 VERFEINERUNG (SPEZIALISIERUNG) UND SPAETES BINDEN VON OPERATIONEN .
419 13.10 MEHRFACHVERERBUNG 422
13.11 DIE ANFRAGESPRACHE OQL 423
13.11.1 EINFACHE ANFRAGEN 423
13.11.2 GESCHACHTELTE ANFRAGEN UND PARTITIONIERUNG 424
13.11.3 PFADAUSDRUECKE 425
13.11.4 ERZEUGUNG VON OBJEKTEN 426
13.11.5 OPERATIONSAUFRUF 426
13.12 C++-EINBETTUNG 426
13.12.1 OBJEKTIDENTITAET 428
13.12.2 OBJEKTERZEUGUNG UND BALLUNG 429
13.12.3 EINBETTUNG VON ANFRAGEN 429
13.13 UEBUNGEN 430
IMAGE 8
12
INHALTSVERZEICHNIS
13.14 LITERATUR 431
14 ERWEITERBARE UND OBJEKT-RELATIONALE DATENBANKEN 433
14.1 UEBERSICHT UEBER DIE OBJEKT-RELATIONALEN KONZEPTE 433
14.2 LARGE OBJECTS (LOBS) 434
14.3 DISTINCT TYPES: EINFACHE BENUTZERDEFINIERTE DATENTYPEN 436 14.4
TABLE FUNCTIONS 440
14.4.1 NUTZUNG EINER TABLE FUNCTION IN ANFRAGEN 441
14.4.2 IMPLEMENTIERUNG EINER TABLE FUNCTION 441
14.5 BENUTZERDEFINIERTE STRUKTURIERTE OBJEKTTYPEN 443
14.6 GESCHACHTELTE OBJEKT-RELATIONEN 447
14.7 VERERBUNG VON SQL-OBJEKTTYPEN 451
14.8 KOMPLEXE ATTRIBUT-TYPEN 454
14.9 UEBUNGEN 455
14.10 LITERATUR 456
15 DEDUKTIVE DATENBANKEN 457
15.1 TERMINOLOGIE 457
15.2 DATALOG 457
15.3 EIGENSCHAFTEN VON DATALOG-PROGRAMMEN 461
15.3.1 REKURSIVITAET 461
15.3.2 SICHERHEIT VON DATALOG-REGELN 461
15.4 AUSWERTUNG VON NICHT-REKURSIVEN DATALOG-PROGRAMMEN 462 15.4.1
AUSWERTUNG EINES BEISPIELPROGRAMMS 462
15.4.2 AUSWERTUNGS-ALGORITHMUS 465
15.5 AUSWERTUNG REKURSIVER REGELN 467
15.6 INKREMENTELLE (SEMI-NAIVE) AUSWERTUNG REKURSIVER REGELN 469 15.7
BOTTOM-UP ODER TOP-DOWN AUSWERTUNG 473
15.8 NEGATION IM REGELRUMPF 475
15.8.1 STRATIFIZIERTE DATALOG-PROGRAMME 475
15.8.2 AUSWERTUNG VON REGELN MIT NEGATION 476
15.8.3 EIN ETWAS KOMPLEXERES BEISPIEL 477
15.9 AUSDRUCKSKRAFT VON DATALOG 477
15.10 UEBUNGEN 479
15.11 LITERATUR 483
16 VERTEILTE DATENBANKEN 485
16.1 TERMINOLOGIE UND ABGRENZUNG 485
16.2 ENTWURF VERTEILTER DATENBANKEN 487
16.3 HORIZONTALE UND VERTIKALE FRAGMENTIERUNG 489
16.31 HORIZONTALE FRAGMENTIERUNG 490
16.3.2 ABGELEITETE HORIZONTALE FRAGMENTIERUNG 492
16.3.3 VERTIKALE FRAGMENTIERUNG 493
16.3.4 KOMBINIERTE FRAGMENTIERUNG 495
16.3.5 ALLOKATION FUER UNSER BEISPIEL 496
16.4 TRANSPARENZ IN VERTEILTEN DATENBANKEN 497
16.4.1 FRAGMENTIERUNGSTRANSPARENZ 497
16.4.2 ALLOKATIONSTRANSPARENZ 498
16.4.3 LOKALE SCHEMA-TRANSPARENZ 498
16.5 ANFRAGEUEBERSETZUNG UND -OPTIMIERUNG IN VDBMS 499
IMAGE 9
INHALTSVERZEICHNIS 13
16.5.1 ANFRAGEBEARBEITUNG BEI HORIZONTALER FRAGMENTIERUNG 499 16.5.2
ANFRAGEBEARBEITUNG BEI VERTIKALER FRAGMENTIERUNG 501 16.6
JOIN-AUSWERTUNG IN VDBMS 503
16.6.1 JOIN-AUSWERTUNG OHNE FILTERUNG 503
16.6.2 JOIN-AUSWERTUNG MIT SEMIJOIN-FILTERUNG 504
16.6.3 JOIN-AUSWERTUNG MIT BITMAP-FILTERUNG 506
16.7 TRANSAKTIONSKONTROLLE IN VDBMS 508
16.8 MEHRBENUTZERSYNCHRONISATION IN VDBMS 513
16.8.1 SERIALISIERBARKEIT 513
16.8.2 DAS ZWEI-PHASEN-SPERRPROTOKOLL IN VDBMS 513
16.9 DEADLOCKS IN VDBMS 514
16.9.1 ERKENNUNG VON DEADLOCKS 514
16.9.2 DEADLOCK-VERMEIDUNG 517
16.10 SYNCHRONISATION BEI REPLIZIERTEN DATEN 518
16.11 UEBUNGEN 521
16.12 LITERATUR 524
17 BETRIEBLICHE ANWENDUNGEN: OLTP, DATA WAREHOUSE, DATA MINING 527 17.1
SAP ERP: EIN BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHES DATENBANKANWENDUNGSSYSTEM 527
17.1.1 ARCHITEKTUR VON SAP ERP 527
17.1.2 DATENMODELL UND SCHEMA VON SAP ERP 528
17.1.3 ABAP/4 529
17.1.4 TRANSAKTIONEN IN SAP ERP 532
17.2 DATA WAREHOUSE, DECISION-SUPPORT, OLAP 533
17.2.1 DATENBANKENTWURF FUER DAS DATA WAREHOUSE 534
17.2.2 ANFRAGEN IM STERNSCHEMA: STAR JOIN 537
17.2.3 ROLL-UP/DRILL-DOWN-ANFRAGEN 538
17.2.4 FLEXIBLE AUSWERTUNGSMETHODEN 540
17.2.5 MATERIALISIERUNG VON AGGREGATEN 540
17.2.6 DER CUBE-OPERATOR 542
17.2.7 WIEDERVERWENDUNG MATERIALISIERTER AGGREGATE 542
17.2.8 BITMAP-INDICES FUER OLAP-ANFRAGEN 545
17.2.9 AUSWERTUNGSALGORITHMEN FUER KOMPLEXE OLAP-ANFRAGEN .... 546 17.3
BEWERTUNG (RANKING) VON OBJEKTEN 548
17.3.1 TOP-K-ANFRAGEN 549
17.3.2 SKYLINE-ANFRAGEN 553
17.3.3 DATA WAREHOUSE-ARCHITEKTUREN 556
17.4 DATA MINING 557
17.4.1 KLASSIFIKATION VON OBJEKTEN 557
17.4.2 ASSOZIATIONSREGELN 558
17.4.3 DER AE PRIORI-ALGORITHMUS 559
17.4.4 BESTIMMUNG DER ASSOZIATIONSREGELN 561
17.4.5 CLUSTER-BESTIMMUNG 562
17.5 UEBUNGEN 563
17.6 LITERATUR 564
IMAGE 10
14
INHALTSVERZEICHNIS
18 HAUPTSPEICHER-DATENBANKEN 567
18.1 HARDWARE-ENTWICKLUNGEN 567
18.2 EINSATZ VON HAUPTSPEICHER-DATENBANKEN 569
18.3 LEISTUNGSENGPAESSE HEUTIGER DISK-BASIERTER DATENBANKSYSTEME .... 570
18.4 COLUMN STORES: ATTRIBUT-BASIERTE SPEICHERUNG 572
18.5 DATENSTRUKTUREN EINER HAUPTSPEICHER-DB 576
18.5.1 ROW-STORE-FORMAT 577
18.5.2 COLUMN-STORE-FORMAT 577
18.5.3 HYBRIDES SPEICHERMODELL 579
18.6 ANWENDUNGS-OPERATIONEN IN DER DATENBANK: STORED PROCEDURES . . .
581 18.7 ARCHITEKTUR-VARIANTEN FUER HYBRIDE OLTP/OLAP-DATENBANKEN ....
584 18.7.1 UPDATE STAGING 584
18.7.2 HETEROGENE WORKLOAD-VERWALTUNG 585
18.7.3 KONTINUIERLICHE DATAWAREHOUSE-AUFFRISCHUNG 586
18.7.4 VERSIONIERUNG DER TRANSAKTIONALEN DATEN 586
18.7.5 BATCH-VERARBEITUNG 586
18.7.6 DAS SCHATTENSPEICHER-KONZEPT 587
18.7.7 BERECHNETE SNAPSHOTS 588
18.7.8 REDUZIERTE ISOLATIONSSTUFEN 589
18.8 SNAPSHOTS DES VIRTUELLEN SPEICHERS 589
18.9 KOMPAKTIFIZIERUNG DER DATENBANK 592
18.10 TRANSAKTIONSVERWALTUNG 596
18.11 LANGLAUFENDE TRANSAKTIONEN 598
18.12 HOCHVERFUEGBARKEIT UND SCALE-OUT FUER OLAP 601
18.13 INDEXSTRUKTUREN FUER HAUPTSPEICHER-DBS 603
18.14 JOIN-BERECHNUNG 606
18.14.1 MASSIV PARALLELER SORT/MERGE-JOIN (MPSM) 607
18.14.2 PARALLELER RADIX-HASH-JOIN 610
18.14.3 PARALLELER HASH-JOIN OHNE PARTITIONIERUNG 611
18.15 UEBUNGEN 613
18.16 LITERATUR 615
19 INTERNET-DATENBANKANBINDUNGEN 619
19.1 HTML- UND HTTP-GRUNDLAGEN 619
19.1.1 HTML: DIE HYPERTEXT-SPRACHE DES WORLD WIDE WEB 619 19.1.2
ADRESSIERUNG VON WEB-DOKUMENTEN 620
19.1.3 CLIENT/SERVER-ARCHITEKTUR DES WORLD WIDE WEB 622
19.1.4 HTTP: DAS HYPERTEXT TRANSFER PROTOKOLL 622
19.1.5 HTTPS 623
19.2 WEB-DATENBANK-ANBINDUNG VIA SERVLETS 624
19.2.1 BEISPIEL-SERVLET 624
19.3 JAVA SERVER PAGES / ACTIVE SERVER PAGES 630
19.3.1 JSP/HTML-SEITE MIT JAVA-CODE 631
19.3.2 HTML-SEITE MIT JAVA-BEAN-AUFRUF 633
19.3.3 DIE JAVA-BEAN KOMPONENTE VORLESUNGENBEAN 634
19.3.4 SOKRATES HOMEPAGE 636
19.4 DATENBANKANBINDUNG VIA JAVA-APPLETS 636
19.5 UEBUNGEN 637
19.6 LITERATUR 638
IMAGE 11
INHALTSVERZEICHNIS
15
20 XML-DATENMODELLIERUNG UND WEB-SERVICES 639
20.1 XML-DATENMODELLIERUNG 639
20.1.1 SCHEMA ODER KEIN SCHEMA 640
20.1.2 REKURSIVE SCHEMATA 642
20.1.3 UNIVERSITAETSINFORMATION IN XML-FORMAT 642
20.1.4 XML-NAMENSRAEUME 644
20.1.5 XML SCHEMA: EINE SCHEMADEFINITIONSSPRACHE 646
20.1.6 VERWEISE (REFERENZEN) IN XML-DATEN 648
20.2 XQUERY. EINE XML-ANFRAGESPRACHE 649
20.2.1 PFADAUSDRUECKE 649
20.2.2 VERKUERZTE XPATH-SYNTAX 654
20.2.3 BEISPIEL-PFADAUSDRUECKE IN VERKUERZTER SYNTAX 655
20.2.4 ANFRAGESYNTAX VON XQUERY 656
20.2.5 GESCHACHTELTE ANFRAGEN 658
20.2.6 JOINS IN XQUERY 658
20.2.7 JOM-PRAEDIKAT IM PFADAUSDRUCK 659
20.2.8 DAS LET-KONSTRUKT 660
20.2.9 DEREFERENZIERUNG IN FLWOR-AUSDRUECKEN 661
20.2.10 DAS IF-THEN-ELSE-KONSTRUKT 663
20.2.11 REKURSIVE ANFRAGEN 664
20.3 ZUSAMMENSPIEL VON RELATIONALEN DATENBANKEN UND XML 666 20.3.1
XML-REPRAESENTATION GEMAESS PRE- UND POSTORDER-RAENGEN .... 672 20.3.2 DER
NEUE DATENTYP XML 676
20.3.3 AENDERUNGEN DER XML-DOKUMENTE 680
20.3.4 PUBLIKATION RELATIONALER DATEN ALS XML-DOKUMENTE 681 20.3.5
FALLSTUDIE: XML-UNTERSTUETZUNG IN IBM DB2 V9 685
20.4 WEB-SERVICES 690
20.4.1 ERSTELLEN UND NUTZEN EINES WEB-SERVICES IM UEBERBLICK 692 20.4.2
DAS AUFFINDEN VON DIENSTEN 694
20.4.3 EIN BEISPIEL-WEB-SERVICE 696
20.4.4 DEFINITION DER WEB-SERVICE-SCHNITTSTELLEN 696
20.4.5 NACHRICHTENFORMAT FUER DIE INTERAKTION MIT WEB-SERVICES .... 699
20.4.6 IMPLEMENTIERUNG DES WEB-SERVICES 701
20.4.7 AUFRUF DES WEB-SERVICES 702
20.5 UEBUNGEN 704
20.6 LITERATUR 707
21 BIG DATA 711
21.1 DATENBANKEN FUER DAS SEMANTIC WEB 711
21.1.1 RDF: RESOURCE DESCRIPTION FRAMEWORK 711
21.1.2 SPARQL: DIE RDF ANFRAGESPRACHE 714
21.1.3 IMPLEMENTIERUNG EINER RDF-DATENBANK 716
21.2 DATENSTROEME 719
21.3 INFORMATION RETRIEVAL UND SUCHMASCHINEN 726
21.3.1 TF-IDF: DOKUMENT-RANKING BASIEREND AUF BEGRIFFS-HAEUFIGKEIT 727
21.3.2 INVERTIERTE INDEXIERUNG 728
21.3.3 PAGE RANK 729
21.3.4 DER HITS ALGORITHMUS 732
21.4 MAPREDUCE: MASSIV PARALLELE DATENVERARBEITUNG 735
IMAGE 12
16
INHALTSVERZEICHNIS
21.5 PEER-TO-PEER-INFORMATIONSSYSTEME 740
21.5.1 P2P-SYSTEME FUER DEN DATENAUSTAUSCH (FILE-SHARING) 741 21.5.2
VERTEILTE HASHTABEILEN (DISTRIBUTED HASH TABLES DHTS) .... 742 21.5.3
MEHRDIMENSIONALER P2P-DATENRAUM 746
21.6 NO-SQL- UND KEY/VALUE-DATENBANKSYSTEME 748
21.7 MULTI-TENANCY. CLOUD COMPUTING UND SOFTWARE AS A SERVICE 750 21.8
UEBUNGEN 756
21.9 LITERATUR 758
22 LEISTUNGSBEWERTUNG 761
22.1 UEBERBLICK UEBER DATENBANKSYSTEM-BENCHMARKS 761
22.2 DER TPC-C BENCHMARK 761
22.3 DIE TPC-H UND TPC-R (FRUEHER TPC-D) BENCHMARKS 764
22.4 DER 007 BENCHMARK FUER OO-DATENBANKEN 770
22.5 HYBRIDER OLTP&OLAP-BENCHMARK: CH-BENCHMARK 771 22.6 DER TPC-W
BENCHMARK 774
22.7 NEUE TPC-BENCHMARKS 776
22.7.1 TPC-E: DER NEUE OLTP-BENCHMARK 776
22.7.2 TPC-APP: DER NEUE WEBSERVICE-BENCHMARK 778
22.7.3 TPC-DS: DER NEUE DECISION SUPPORT BENCHMARK 779
22.8 UEBUNGEN 780
22.9 LITERATUR 780
LITERATURVERZEICHNIS 783
INDEX 829
»Eine systematische und umfassende Einführung
moderne Datenbanksysteme«
Studierende der Informatik und Anwender
9., erweiterte und aktualisierte Auflage
Das Lehrbuch bietet eine systematische und ausführliche Einführung in moderne
Datenbanksysteme. Die aktuell marktbeherrschende relationale Datenbank¬
technologie ist besonders umfassend dargestellt.
Dabei werden die praktischen Aspekte des Datenbankbereichs betont, ohne aber
die theoretischen Grundlagen zu vernachlässigen. Eine durchgehende Beispielan¬
wendung veranschaulicht die Konzepte, so
dass
sich das Werk auch hervorragend
zum Selbststudium eignet.
Die erweiterte und aktualisierte 9. Auflage widmet den wichtigen neuen Entwick¬
lungen der Hauptspeicher-Datenbanken und dem Thema Big Data eigene Kapitel.
Die ideale Ergänzung: Das Übungsbuch Datenbanksysteme von Kemper und
Wimmer, das Lösungsvorschläge für die Übungsaufgaben und weitergehende
Lernhilfen enthält.
|
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| author | Kemper, Alfons 1958- Eickler, André |
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Inhaltsverzeichnis
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