Grundlagen von Datenbanksystemen

Name: Grundlagen von Datenbanksystemen | Bachelorausgabe
Brand: Pearson Education DE
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Bachelorausgabe

Ramez Elmasri Shamkant B. Navathe(Autor*in)

Pearson Education DE (Verlag)

3. Auflage

Erschienen am 25. Mai 2021

550 Seiten

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978-3-86326-334-8 (ISBN)

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Inhalt

Grundlagen von Datenbanksystemen - 3., überarbeitete Auflage
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Über die Autoren
Teil 1 Grundkonzepte
1 Datenbanken und Datenbanknutzer
1.1 Einführung
1.2 Ein Beispiel
1.3 Merkmale des Datenbankansatzes
1.3.1 Der Datenbankkatalog
1.3.2 Datenisolation und Datenabstraktion
1.3.3 Unterstützung mehrerer Datensichten
1.3.4 Mehrbenutzer
1.4 Akteure auf der Bühne
1.4.1 Datenbankverwalter
1.4.2 Datenbankdesigner
1.4.3 Endbenutzer
1.4.4 Systemanalytiker und Anwendungsprogrammierer
1.5 Akteure hinter der Bühne
1.6 Vorteile eines DBMS
1.6.1 Redundanzkontrolle
1.6.2 Zugriffsbeschränkungen
1.6.3 Persistente Speicherung von Programmobjekten und Date nstrukturen
1.6.4 Ableitungen und Aktionen anhand von Regeln
1.6.5 Mehrbenutzerschnittstellen
1.6.6 Beziehungen zwischen Daten
1.6.7 Integritätsbedingungen
1.6.8 Fehlererholung
1.7 Vorteile des Datenbankeinsatzes
1.8 Wann ein DBMS nicht benutzt werden sollte
1.9 Zusammenfassung
2 Datenbanksystemkonzepte und Architektur
2.1 Datenmodelle, Schemas und Instanzen
2.1.1 Kategorien von Datenmodellen
2.1.2 Schemas, Instanzen und Datenbankzustand
2.2 DBMS-Architektur und Datenunabhängigkeit
2.2.1 Die Drei-Schichten-Architektur
2.2.2 Datenunabhängigkeit
2.3 Datenbanksprachen und -schnittstellen
2.3.1 Datenbanksprachen
2.3.2 Benutzeroberflächen für Datenbanksysteme
2.4 Die Datenbanksystemumgebung
2.4.1 DBMS-Komponentenmodule
2.4.2 Datenbank-Dienstprogramme
2.4.3 Werkzeuge, Anwendungsumgebungen und Kommunikat ionsdienste
2.5 Klassifikation von Datenbank managementsystemen
2.6 Zusammenfassung
3 Datenmodellierung mit Hilfe des Entity-Relationship-Modells
3.1 Verwendung konzeptueller Datenmodelle für den Datenbankentwurf
3.2 Beispiel für eine Datenbankanwendung
3.3 Entitätstypen, Entitätsmengen, Attribute und Schlüssel
3.3.1 Entitäten und Attribute
3.3.2 Entitätstypen, Entitätsmengen, Schlüssel und Wertem engen
3.3.3 Konzeptueller Grobentwurf der Datenbank firma
3.4 Beziehungen, Beziehungstypen, Rollen und st rukturelle Einschränkungen
3.4.1 Beziehungstypen, Mengen und Instanzen
3.4.2 Beziehungsgrad, Rollennamen und rekursive Beziehungen
3.4.3 Einschränkungen für Beziehungstypen
3.4.4 Attribute von Beziehungstypen
3.5 Schwache Entitätstypen
3.6 Verfeinerung des ER-Entwurfs der Datenbank firma
3.7 ER-Diagramme, Namenskonventionen und Entwu rfsfragen
3.7.1 Übersicht der Notation für ER-Diagramme
3.7.2 Korrekte Benennung von Schema-Konstrukten
3.7.3 Entwurfsalternativen für den konzeptuellen ER-Entwurf
3.7.4 Weitere Notationen für ER-Diagramme
3.8 Zusammenfassung
4 Erweitertes Entity-Relationship-Modell und Objektmodellierung
4.1 Subklassen, Superklassen und Vererbung
4.2 Spezialisierung und Generalisierung
4.3 Einschränkungen und Merkmale von Speziali sierung und Generalisierung
4.4 Modellierung von union-Typen mittels Kategorien
4.5 Beispiel des EER-Schemas university und formale Definitionen für das EER-Modell
4.6 Konzeptuelle Objektmodellierung mittels UML K lassendiagrammen
4.7 Beziehungstypen höheren Grades
4.8 Datenabstraktion und Wissens darstellungskonzepte
4.8.1 Klassifizierung und Instanziierung
4.8.2 Identifizierung
4.8.3 Spezialisierung und Generalisierung
4.8.4 Aggregation und Assoziation
4.9 Zusammenfassung
Teil 2 Datenbankmodelle und Datenbanksprachen
5 Das relationale Datenmodell, relationale Einschränkungen und relationale Algebra
5.1 Konzepte des relationalen Modells
5.1.1 Wertebereiche, Attribute, Tupel und Relationen
5.1.2 Eigenschaften von Relationen
5.1.3 Notation des relationalen Modells
5.2 Einschränkungen auf Datenbankschemas
5.2.1 Einschränkungen des Wertebereichs
5.2.2 Schlüsseleinschränkungen und Einschränkungen auf Null
5.2.3 Relationale Datenbanken und Datenbankschemas
5.2.4 Entitätsintegrität, referenzielle Integrität und Fremdschlüssel
5.3 Update-Operationen und Behandlung von Ein schränkungsverletzungen
5.3.1 Die insert-Operation
5.3.2 Die delete-Operation
5.3.3 Die update-Operation
5.4 Relationale Algebra-Operationen
5.4.1 Die select-Operation
5.4.2 Die project-Operation
5.4.3 Operationssequenzen und die rename-Operation
5.4.4 Mengenoperationen
5.4.5 Die join-Operation
5.4.6 Vollständigkeit der relationalen Algebra
5.4.7 Die division-Operation
5.5 Weitere relationale Operationen
5.5.1 Aggregatsfunktionen und Gruppierung
5.5.2 Rekursive Abschlussoperationen
5.5.3 outer-join- und outer-union-Operationen
5.6 Beispiele von Anfragen in relationaler Algebra
5.7 Zusammenfassung
6 SQL - der relationale Datenbankstandard
6.1 Datendefinition, Einschränkungen und Schema änderungen in SQL2
6.1.1 Schema- und Katalogkonzepte in SQL2
6.1.2 Der Befehl create table, Datentypen und Einschränkungen in SQL2
6.1.3 Die Befehle drop schema und drop table
6.1.4 Der Befehl alter table
6.2 Anfragen in SQL
6.2.1 Die Grundstruktur von SQL-Anfragen
6.2.2 Behandlung mehrdeutiger Namen
6.2.3 Erweiterung der where-Klausel
6.2.4 Tabellen als Mengen in SQL
6.2.5 Zeichenvergleiche, arithmetische Operationen und Or dnung
6.3 Komplexe SQL-Anfragen
6.3.1 Verschachtelte Anfragen und Mengenvergleiche
6.3.2 Die Funktionen exists und unique in SQL
6.3.3 Explizite Mengen und null-Werte in SQL
6.3.4 Umbenennung von Attributen und zusammengesetzten Tabellen
6.3.5 Aggregastfunktionen und Gruppierung
6.3.6 SQL-Anfragen: Zusammenfassung
6.4 Insert-, Delete- und Update-Anweisungen in SQL
6.4.1 Der Befehl insert
6.4.2 Der Befehl delete
6.4.3 Der Befehl update
6.5 Views (virtuelle Tabellen) in SQL
6.5.1 Das Konzept eines Views in SQL
6.5.2 Spezifikation von Views in SQL
6.5.3 Implementierung und Aktualisierung von Views
6.6 Spezifikation allgemeiner Einschränkungen als Zusicherungen
6.7 Weitere SQL-Merkmale
6.8 Übersicht über SQL3
6.8.1 Der SQL3-Standard und seine Komponenten
6.8.2 Neue Operationen und Konzepte in SQL3
6.8.3 Objektrelationale Unterstützung in SQL3
6.9 Zusammenfassung
7 Abbildung der ER- und EER-Modelle in das relationale Modell und andere relationale Sprachen
7.1 Relationaler Datenbankentwurf
7.1.1 Algorithmus für die Überführung vom ER-Schemas auf relationale Schemas
7.1.2 Übersicht: Überführung (Mapping) von Modellkonstrukten und Einschränkungen
7.2 Überführung von Konzepten des EER-Modells in Relationen
7.2.1 Super-/Subklasse-Beziehungen und Spezialisierung (oder Generalisierung)
7.2.2 Abbildung gemeinsamer Subklassen
7.2.3 Abbildung von Kategorien
7.3 Das relationale Tupel-Kalkül
7.3.1 Tupel-Variablen und Bereichsrelationen
7.3.2 Formeln des relationalen Tupel-Kalküls
7.3.3 Existenz- und Allquantor
7.3.4 Beispielanfragen mit dem Existenzquantor
7.3.5 Transformation des All- und Existenzquantors
7.3.6 Verwendung des Allquantors
7.3.7 Sichere Ausdrücke
7.3.8 Quantoren in SQL
7.4 Das relationale Domänenkalkül
7.5 Übersicht über die Sprache QBE
7.5.1 Grundlegende Suchanfragen in QBE
7.5.2 Gruppierung, Aggregation und Datenbankmodifizierung in QBE
7.6 Zusammenfassung
8 Konzepte für objektorientierte Datenbanken
8.1 Objektorientierte Konzepte: Übersicht
8.2 Objektidentität, Objektstruktur und Typkonstrukt oren
8.2.1 Objektidentität
8.2.2 Objektstruktur
8.2.3 Typkonstruktoren
8.3 Kapselung von Operationen, Methoden und Pers istenz
8.3.1 Spezifizierung von Objektverhalten über Klassenopera tionen
8.3.2 Spezifizierung von Objektpersistenz über Benennung und Erreichbarkeit
8.4 Typhierarchien und Vererbung
8.4.1 Typhierarchien und Vererbung
8.4.2 Einschränkungen von Extents, die einer Typhierarchie entsprech en
8.5 Komplexe Objekte
8.5.1 Unstrukturierte komplexe Objekte und Typerweiterbarkeit
8.5.2 Strukturierte komplexe Objekte
8.6 Weitere objektorientierte Konzepte
8.6.1 Polymorphismus (Operatorenüberladung)
8.6.2 Mehrfach- und Selektivvererbung
8.6.3 Versionen und Konfigurationen
8.7 Zusammenfassung
Teil 3 Entwurfsfragen
9 Funktionale Abhängigkeiten und Normalisierung
9.1 Informelle Richtlinien für den Entwurf eines Relati onsschemas
9.1.1 Semantik von Relationsattributen
9.1.2 Redundante Informationen in Tupeln und Update A nomalien
9.1.3 Nullwerte in Tupeln
9.1.4 Erzeugung unechter Tupel
9.1.5 Zusammenfassung der Entwurfsrichtlinien
9.2 Funktionale Abhängigkeiten
9.2.1 Definition funktionaler Abhängigkeiten
9.2.2 Inferenzregeln für funktionale Abhängigkeiten
9.2.3 Äquivalenz funktionaler Abhängigkeitsmengen
9.2.4 Minimale funktionale Abhängigkeitsmengen
9.3 Normalformen auf der Grundlage von Primärschlüs seln
9.3.1 Einführung in Normalisierung
9.3.2 Erste Normalform
9.3.3 Zweite Normalform
9.3.4 Dritte Normalform
9.4 Allgemeine Definitionen der zweiten und dritten Normalformen
9.4.1 Allgemeine Definition der zweiten Normalform
9.4.2 Allgemeine Definition der dritten Normalform
9.4.3 Interpretation der allgemeinen 3NF-Definition
9.5 Boyce-Codd-Normalform
9.6 Zusammenfassung
10 Algorithmen für den relationalen Datenbankentwurf und weitere Abhängigkeiten
10.1 Algorithmen für den Entwurf relationaler Daten bankschemas
10.1.1 Relationale Zerlegung und Unzulänglichkeit von Normalformen
10.1.2 Wahrung von Zerlegung und Abhängigkeit
10.1.3 Zerlegung und verlustfreier join
10.1.4 Probleme mit Nullwerten und nicht gebundene Tupel
10.1.5 Zusammenfassung der Normalisierungsalgorithmen
10.2 Mehrwertige Abhängigkeiten und vierte No rmalform
10.2.1 Formale Definition der mehrwertigen Abhängigkeit
10.2.2 Inferenzregeln für funktionale und mehrwertige Abh ängigkeiten
10.2.3 Vierte Normalform
10.2.4 Verlustfreie join-Zerlegung in 4NF-Relationen
10.3 join-Abhängigkeiten und fünfte Normalform
10.4 Inklusionsabhängigkeiten
10.5 Weitere Abhängigkeiten und Normalformen
10.5.1 Template-Abhängigkeiten
10.5.2 Domain-Key-Normalform (DKNF)
10.6 Zusammenfassung
11 Datenbankentwurf und Tuning
11.1 Die Rolle von Informationssystemen in Unter nehmen
11.1.1 Organisatorischer Kontext für den Einsatz von Datenbanksyste men
11.1.2 Lebenszyklus von Informationssystemen
11.1.3 Lebenszyklus von Datenbanksystemen
11.2 Der Datenbankentwurfsprozess
11.2.1 Phase 1: Erfassung und Analyse der Anforderungen
11.2.2 Phase 2: Konzeptueller Datenbankentwurf
11.2.3 Phase 3: Auswahl eines DBMS
11.2.4 Phase 4: Datenmodellabbildung (logischer Datenbankentwurf)
11.2.5 Phase 5: Physischer Datenbankentwurf
11.2.6 Phase 6: Implementierung und Tuning des Datenban ksystems
11.3 Physischer Datenbankentwurf in relationalen Datenbanken
11.3.1 Faktoren, die den physischen Datenbankentwurf be einflussen
11.3.2 Entscheidungen über den physischen Datenbankentwurf
11.4 Übersicht über das Datenbank-Tuning in re lationalen Systemen
11.4.1 Tuning von Indexen
11.4.2 Tuning des Datenbankentwurfs
11.4.3 Tuning von Anfragen
11.4.4 Weitere Richtlinien zum Tuning von Anfragen
11.5 Entwurfsautomatisierungswerkzeuge
11.6 Zusammenfassung
Teil 4 Aspekte des Mehrnutzerbetriebs
12 Konzepte der Transaktionsverarbeitung
12.1 Einführung in die Transaktionsverarbeitung
12.1.1 Einzelbenutzer- und Mehrbenutzersysteme
12.1.2 Transaktionen, Lese- und Schreiboperationen und DBMS Puffer
12.1.3 Warum Nebenläufigkeitskontrolle notwendig ist
12.1.4 Warum Wiederherstellung notwendig ist
12.2 Transaktionen und Systemkonzepte
12.2.1 Transaktionszustände und zusätzliche Operationen
12.2.2 Das Systemlog
12.2.3 Commit-Point einer Transaktion
12.3 Wünschenswerte Eigenschaften von Transaktionen
12.4 Ausführungspläne und Fehlererholung
12.4.1 Ausführungspläne von Transaktionen
12.4.2 Ausführungspläne und Fehlererholung
12.5 Serialisierbarkeit von Ausführungsplänen
12.5.1 Serielle, nicht serielle und konfliktserialisierbare Ausfüh rungspläne
12.5.2 Prüfung eines Ausführungsplans auf Konfliktserialisie rbarkeit
12.5.3 Anwendung der Serialisierbarkeit
12.5.4 View-Äquivalenz und Serialisierbarkeit
12.5.5 Weitere Äquivalenzarten für Ausführungspläne
12.6 Transaktionsunterstützung in SQL
12.7 Zusammenfassung
13 Techniken zur Nebenläufigkeitskontrolle
13.1 Sperrtechniken zur Nebenläufigkeitskontrolle
13.1.1 Sperrtypen und Systemsperrtabellen
13.1.2 Garantierte Serialisierbarkeit durch das Zwei P hasen Sperrprotokoll
13.1.3 Behandlung von Verklemmungen und Verhungern
13.2 Nebenläufigkeitskontrolle durch Zeitstempelor dnung
13.2.1 Zeitstempel
13.2.2 Der Zeitstempelordnungsalgorithmus
13.3 Multiversionstechniken für Nebenläufigkei tskontrolle
13.3.1 Multiversionstechnik mit Zeitstempelordnung
13.3.2 Multiversionstechnik mit Zertifizierungssperren
13.4 Zusammenfassung
14 Datenbanksicherheit und Autorisierung
14.1 Einführung in Datenbanksicherheitsaspekte
14.1.1 Sicherheitsarten
14.1.2 Datenbanksicherheit und der DBA
14.1.3 Zugriffsschutz, Benutzer-Accounts und Datenbank-Audits
14.2 Zugriffskontrolle nach eigenem Ermessen durch Vergabe/Widerruf von Privilegien
14.2.1 Diskrete Privilegien
14.2.2 Spezifizierung von Privilegien mit Views
14.2.3 Widerrufen von Privilegien
14.2.4 Weitergeben von Privilegien mit grant
14.2.5 Praktisches Beispiel
14.2.6 Angabe von Grenzen für die Weitergabe von Privilegien
14.3 Verbindlich vorgeschriebene Zugriffskontrolle für mehrstufige Sicherheit
14.4 Sicherheit in statistischen Datenbanken
14.5 Zusammenfassung
Anhang
A Alternative Diagrammnotationen
Literaturverzeichnis
Register
Copyright

Systemvoraussetzungen

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