ČAU ZMRDE

• Gegenstand der Wirtschaftsinformatik sind Informations- und Kommunikationssysteme in Wirtschaft und Verwaltung, die zunehmend auch in privaten Haushalten hineinwirken; sie werden kurz als Informationssysteme bezeichnet.

• Soziotechnische Systeme, d.h. die Aufgaben werden von personellen und maschinellen Aufgabenträgern kooperativ durchgeführt.

• Automatisierte Teilsysteme von Informationssystemen

• Umfassen Hardware, Systemsoftware, Kommunikationseinrichtungen und Anwendungssoftware

• Im Kopf → schlecht bei begrenzter Speicherung, Verfügbarkeit
• Papierbasiert → schlecht für Strukturierung, Verfügbarkeit
• In Textdateien → schlecht für Mehrbenutzer, Zugriffsrechte
• Office-Dokumente → schlecht bei Verteilung, Verknüpfung
• Datenbanken → Einstiegshürden

• Durch Datenbanken sollten verschiedene Programme und Nutzer von weltweit auf Datensätze zugreifen

• geordnete Menge von logisch zusammengehörigen Daten, die von einem Datenbankmanagementsystem elektronisch verwaltet werden

• Besitzt Datenbasis (physische Speicherkomponente) und Datenbankmanagementsystem(Verwaltungskomponente)

•  Standardisierung der Datenverwaltung

•  Umgang mit großen Datenmengen

•  Komplexitätsreduktion der Anwendungssoftware

•  Portierbarkeit der Anwendungssoftware

• Bereitstellung von Techniken zur Strukturdefinition und Datenmanipulation
• Schutz der Datenbasis
• Organisation des Mehrbenutzerbetriebes
• Anpassung des Leistungsverhaltens an die jeweiligen Anforderungen
• Realisierung von Nutzerschnittstellen

• Performance (Schnelligkeit), komfortable Nutzung
• leicht anzubinden, einheitliche Zugriffs- und Verarbeitungslogik
• Sicher im Fehlerfall, einfach erweiterbar und skalierbar

• Speicherung ist persistent, wenn sie unabhängig von der Laufzeit von Programmen der Rechner ist
• Andauernd, beständig

• Stimmigkeit, Geschlossenheit
• Redundanzfrei (Vermeidung von Einfügeanomalien, Änderungsanomalien, Löschanomalien)

• Einfügeanomalien
• Änderungsanomalien
• Löschanomalien

• Bestimmte Rechner stellen als Server Dienstleistungen zur Verfügung, andere nehmen diesen Dienst in Anspruch (Clients)

--> 3-Schichten-Modell

• Benutzerschnittstelle = Präsentationskomponente, als Schnittstelle zw. Benutzer und System
• Anwendungsfunktion = Logikkomponente, zur Durchführung der Verarbeitungsprozesse
• Datenverwaltung = Datenkomponente, zur Speicherung und Verwaltung von Daten

• ANSI = American National Standards Institut
• SPARC = Standards Planning and Requirements Comitee
• Ziel einer unabhängigen Programmiersprache und die Datenhaltung zu entkoppeln

--> 3-Ebenen Modell

• 1. Ebene = Externe Ebene (SQL, Views)

  • Benutzersicht auf die Daten, Benutzeroberfläche

  • Individuell zuschnitten

  • Meist in tabellarischer Form

• 2. Ebene = Konzeptionelle Ebene (ERM, SERM)

  • Logische Gesamtsicht der Daten, Datenstruktur

  • Unterscheidung in konzeptionelles Schema (ERM) und logisches Datenbankschem

• 3. Ebene = Interne Ebene (Indizes, Transaktionen)

  • Physische Sicht auf die Daten, physische Speicherung

Datenbankmanagementsystem

• Relationale Sprache

• Zentrale Funktion für Reorganisation, Schutz, Sicherheit, Nutzerzugriffe, Geschwindigkeit

Datenbankbasis

• Daten und Beziehungsinformationen in tabellarischer Form 

• Beschreibungsdaten (Metadaten) und Systemtabellen

• Fachliche Analyse, Anforderungen der fachlichen Sicht erheben (benötigte Daten)
• DV-technischer Entwurf, Überführung in relationales Datenmodell und Optimierung
• Codierung / Implementierung, Datendefinition (Benutzersicht) und Datenmanipulation (Arbeit mit Datenbank)

• Datenhaltung für mehrere Anwendungssysteme und Jahre zu schaffen

• Vernünftige Daten speichern
• Nicht redundante Speicherung
• Anwendungsdaten jeder Anwendung sollen aus Daten der Datenbank ableitbar sein (Effizienz)

Anforderungsanalyse

• Welche Datentypen, Eigenschaften, Beziehungen

Konzeptionelle Modellierung

• Datenbankdesign als Skizze mittels ER-Modellierung (Entity-Relationship-Diagramme)

• Welche Daten, Beziehungen, dabei unrelevant wie Daten erzeugt/verändert werden

Logischer Entwurf

• DV-technischer Entwurf beinhaltet die Überführung in relationales Datenmodell und Optimierung bezüglich des Zielsystems und entsprechenden Relationen

Datendefinition / Implementierung

• Schaffen von Benutzersichten, Indexierungsoptionen

• Erstellen von Datenmanipulationsmöglichkeiten (Arbeit mit der Datenbank)​​​​​​

Physischer Entwurf

Entity

• Abgrenzbares Gegenstandsobjekt aus der Realwelt, eigenständiges Objekt
• UML = Objekt

Relation

• Verknüpfung von mehreren Enities
• UML = Nachricht (konkreter Methodenaufruf)

Entity-Typ

• Gleichartige Entities, Typisierung bzw. Abstraktion
• UML = Klasse

Relationship-Typ

• Gleichartige Beziehungen
• UML = Methoden bzw. Assoziation die einen möglichen Methodenaufruf symbolisieren

Attribut

• Beschreibung der Eigenschaften des Datenobjektes
• UML = Eigenschaften bzw. Attribut

Wertebereich

• Bestimmung von Attributen
• UML = Datentyp

Komplexität

• Relationship-Typen zugeordnet, Verhältnis des Entities der beteiligten Entity-Typen
• UML = Kardinalität

• Folge von Operationen (Aktionen), die die Datenbank von einem konsistenten Zustand in einen konsistenten (eventuell veränderten) Zustand überführt, wobei das ACID-Prinzip eingehalten werden muss.
• Folge von Lese- und Schreiboperationen

Eine Transaktion ist eine Menge von Operationen, die atomar, konsistent, isoliert und dauerhaft sind (ACID Prinzip).

       • Atomicity Atomizität

       • Consistency Konsistenz

• Isolation Isolation
• Durability Dauerhaftigkeit

Garant für eine konsistente Datenbasis der DB bei erfolgreichen Transaktionen

„Alles oder nichts Prinzip“ von Transaktionen

• Transaktionen werden nur vollständig ausgeführt.

• keine Zwischenergebnisse einer Transaktion.

• Eine unvollständige Transaktion hinterlässt keine Spuren und hat nie statt gefunden.

Konsistenz (Consistency)

• Transaktion ist eine konsistenzerhaltene Einheit.

• Transaktion überführt eine DB von einem konsistenten Zustand in einen anderen konsistenten Zustand.

• Innerhalb einer Transaktion können temporäre Inkonsistenzen auftreten, am Ende einer Transaktion ist die DB jedoch wieder in einem konsistenten Zustand.

• DB-Zustände innerhalb einer Transaktion sind für andere Nutzer gesperrt.

Isolation (Isolation)

• Parallel laufende Transaktionen erzeugen das gleiche Resultat, wie seriell laufende Transaktionen. Die Annahme folgt dem Einzelnutzerbetrieb ohne konkurrierende Zugriffe.

• Parallele Transaktionen dürfen nicht die gleichen Daten ändern.

• Realisierung durch Sperren (Semaphore)

• Transaktion gilt als Einheit für die Serialisierbarkeit

Dauerhaftigkeit (Durability)

• Geänderte Daten sind nach einer erfolgreichen Transaktion persistent (dauerhaft) gespeichert.

• Sperren werden nach einer erfolgreichen Transaktion gelöst.

• DB-Zustände sind so lange gültig, bis sie von einer Transaktion geändert werden.

• Programmfehler und Systemabbrüche können erfolgreich abgeschlossene Transaktionen nicht durch unvollständige Transaktionen „beschädigen“.

• Dirty Read
• Non-Repeatable Read
• Phantom Read
• Lost Update

S-Lock (Share Lock)

• Ein Datum mit S-Lock ist schreibgeschützt

• Niemand darf schreiben

• Jeder darf lesen

X-Lock (Exclusive Lock)

• Ein Datum mit X-Lock kann nur von einer Transaktion gelesen und geschrieben werden

• Einer darf lesen und schreiben

• Niemand sonst hat Zugriff

• Nur möglich, wenn kein S-Lock besteht

• Wiederherstellung von Transaktionsfehlern

• Datensicherheit, Schutz vor Veränderungen

• Daten müssen vollständig und unverändert hinsichtlich eines Zeitpunkts bestimmbar sein

• Absenderdaten (DB-User) entsprechen Empfängerdaten (DB-intern)

Eindeutigkeit - Keine Ausprägung von R kann zwei verschiedene Tupel enthalten, die sich in allen Attributen von S gleichen

Minimalität - Keine echte Teilmenge von S erfüllt bereits die Bedingung der Eindeutigkeit --> keine überflüssigen Attribute