Datenbanken — leicht Gemacht: ein Arbeitsbuch für Nicht-Informatiker

108 Pages·2000·3.15 MB·German

by  Prof. Dr. Helmut Eirund

Informatik & Praxis
H. Eirund/U. Kohl
Daten ban ken -Ieicht gemacht
Informatik & Praxis
Herausgegeben von
Prof. Dr. Helmut Eirund, Fachhochschule Harz
Prof. Dr. Herbert Kopp, Fachhochschule Regensburg
Prof. Dr. Axel Viereck, Hochschule Bremen
Anwendungsorientiertes Informatik-Wissen ist heute in vielen Arbeits
zusammenhangen notig, um in konkreten Problemstellungen Losungs
ansatze erarbeiten und umsetzen zu konnen. In den Ausbildungsgan
gen an Universitaten und vor allem an Fachhochschulen wurde dieser
Entwicklung durch eine Integration von Informatik-Inhalten in sozial-,
wirtschafts- und ingenieurwissenschaftliche Studiengange und durch
Sildung neuer Studiengange - z.B. Wirtschaftsinformatik, Ingenieur
informatik oder Medieninformatik - Rechnung getragen.
Die Bande der Reihe wenden sich insbesondere an die Studierenden
in diesen Studiengangen, aber auch an Studierende der Informatik,
uAd stellen Informatik-Themen didaktisch durchdacht, anschaulich
und ohne zu groBen "Theorie-Ballast" vor.
Die Bande der Reihe richten sich aber gleichermaBen an den Praktiker
im Betrieb und sollen ihn in die Lage versetzen, sich selbstandig in ein
in seinem Arbeitszusammenhang relevantes In formatik-Thema einzu
arbeiten, grundlegende Konzepte zu verstehen, geeignete Methoden
anzuwenden und Werkzeuge einzusetzen, um eine seiner Problem
stellung angemessene Losung zu erreichen.
Datenbanken -
leicht gemacht
ein Arbeitsbuch fOr Nicht-Informatiker
Von Prof. Dr. Helmut Eirund
und Ullrich Kohl
m
B.G.Teubner Stuttgart· Leipzig 2000
Prof. Dr. rer. nat. Helmut Eirund
Geboren 1959 in Gelsenkirchen-Buer. Von 1978 bis 1985 Studium der Informatik
an der UniversiUit Kiel. Von 1985 bis 1988 Mitarbeiter und spater Projektleiter im
Forschungsbereich der TA Triumph-Adler AG. NOmberg. Von 1988 bis 1992
Mitarbeiter im wissenschaftlichen Dienst des Fachbereichs Informatik der Univer
sitat Oldenburg. 1991 Promotion in Informatik. 1992 Mitarbeiter bei OFFIS e.V.
(Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut fOr Informatik-Systeme und
Werkzeuge). seit 1994 Professor an der Hochschule Harz (Wernigerode) und seit
1997 Professor fOr Medienlnformatik.
Dipl.-Wirtsch.-Inform. (FH) Ullrich Kohl
Studium der Wirtschaftsinformatik an der Hochschule Harz von 1993 bis 1997.
Danach bei Baan Projektleiter in der Entwicklung. seit Herbst 1999 System
Analytiker bei GEDAS. In den letzten 2 Jahren mehrere Lehrauftrage im Themen
gebiet Datenbankanwendungen an der Hochschule Harz.
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Ein Titelsatz fOr diese Publikation ist bei
Der Deutschen Bibliothek erhiiltlich
ISBN 978-3-519-02644-0 ISBN 978-3-322-92751-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-92751-4
Das Werk einschlieBlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschOtzt. Jede Verwertung
auBerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Ver
lages unzuliissig und strafuar. Das gilt besonders fOr Vervielfiiltigungen. Obersetzungen.
Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
© 2000 B.G.Teubner Stuttgart· Leipzig
Einbandgestaltung: Peter Pfitz. Stuttgart
Vorwort
Dieses Buch richtet sich an Studierende und Praktikerl in einem Nicht
Informatik-Berufsfeld. Urn diese Einfiihrung einfach und kompakt zu
halten, haben wir auf technische Details, Fachbegriffe und Spezialpro
bleme verzichtet - auch wenn es manchmal schwer tiel, das Wissen tiber
"schOne" Konzepte und Losungsansatze in der Datenbankwelt zurUckzu
halten. Statt dessen wird fUr Interessierte auf weitergehende und leicht
zugangliche Literatur verwiesen.
Das Buch solI auch ungetibte Nutzer in die Lage versetzen, eigene Da
tenbankanwendungen zu erstellen. Anhand eines durchgehenden Bei
spiels werden grundlegende Vorteile von Datenbanken erlautert und die
Schritte des Entwurfsprozesses entwickelt. ,.,l(ochrezepte" am Ende eines
jeden Abschnitts fassen diesen Prozess zusammen. Die Inhalte des Bu
ches konnen unabhangig von den einzelnen, auf dem Markt erhaltlichen
Datenbank-Management-Systemen (DBMS) erarbeitet werden.
Durch die Ubungsteile am Ende eines jeden Kapitels wird die Leserin in
die Lage versetzt, das eigene Verstiindnis des Kapitels zu priifen und ei
gene Datenbanken unabhangig yom DBMS, yom Anwendungsgebiet
und yom Datenumfang zu konzipieren.
Dieses Buch kann kein Handbuch fUr das DBMS "xyz" sein. Trotzdem
solI es aber zur besseren Veranschaulichung der Umsetzung beispielhafte
Realisierungsvorschlage machen. Dazu benutzen wir zwei weitverbrei
tete DBMS, die gleichzeitig ein groBes Spektrum an Systemen abdecken
und fUr diese hier stellvertretend genutzt werden: Mit MS-Access97 nut-
I Da natiirlich Praktiker und Praktikerinnen, Nutzerinnen und Nutzer, Leserinnen und
Leser etc. angesprochen sind, werden wir im weiteren Text beide Formen benutzen -
im Sinne des Leseflusses aber nicht alternativ nebeneinander.
6 Vorwort
zen wir ein typisches PC-Datenbanksystem, das zwar einige klassische
DBMS - Mechanismen vemachlassigt, aber eine flir Einsteiger einfach
zu bedienende grafische Benutzungsschnittstelle aufweist. Daneben ver
wenden wir Beispiele mit MS-SQL Server 7.0 und zeigen so Umsetzun
gen flir ein System mittelgroBer Datentechnik. Die in diesem Buch ein
geflihrten gangigen Konzepte finden sich aber auch in allen PC-DBMS
wieder.
Um dem Nutzer bei der eigentlichen Implementierung (d.h. Umsetzung
der Konzepte in eine reale Datenbank) zu unterstiitzen, sind in den An
hiingen aile Losungen zu den Ubungsfragen und Aufgaben und ihre Um
setzung in den hier genutzten Datenbank-Management-Systemen MS
Access97 und MS-SQL Server 7.0 beschrieben.
Wemigerode, im Januar 2000 Helmut Eirund
Ullrich Kohl
Inhalt
1 EINLEITUNG •••••••••••••••••••••••••.•••••••••••.••••••••••..••••.•••.•••••••••.•..•••••••.•• 9
1.1 DAS ARBEITS-SZENARIO "REISEBURO" ........................................ lO
1.2 ARBEITEN MIT DIESEM BUCH ........................................................ 11
2 DATENBANKENTWURF - DIE ERSTEN SCHRITTE •••••••••• 12
2.1 TABELLENENTWURF .............................•....................................... 14
2.1.1 Modellierung ........................................................................ 14
2.1.2 Umsetzung ............................................................................ 16
2.2 EIGENSCHAFTEN VON DATEN ....................................................... 17
2.2.1 Modellierung von Tabellen .................................................. 17
2.2.2 Umsetzung ............................................................................ 18
2.3 BESCHRANKUNGEN DER A TTRIBUTWERTE ................................... 20
2.3.1 Datentypen ........................................................................... 20
2.3.2 Datengroj3en ........................................................................ 21
2.3.3 GUltigkeitsregeln .................................................................. 23
2.4 PRIM.ARSCHLUSSEL ....................................................................... 24
2.5 KOCHREZEPTE - T ABELLENERSTELLUNG ..................................... 27
2.6 UBUNGEN ...................................................................................... 28
3 BEZIEHUNGEN ••••••••••••••••••••••••••••••••.••.••.••.•••••••••••...••••••••.••.••••.... 29
3.1 BEZIEHUNGEN ERKENNEN! ABER WIE? ...................................... 29
3.2 SO WERDEN BEZIEHUNGEN DARGESTELLT ................................... 34
3.3 BEZIEHUNGS1YPEN ....................................................................... 36
3.3.1 Die 1:n-Beziehung ............................................................... 37
3.3.2 Umsetzung der 1:n Beziehung ............................................. 38
3.3.3 NULL-Werte in Beziehungen .............................................. .40
3.3.4 Die 1:1-Beziehung .............................................................. 40
3.3.5 Umsetzung der 1: 1 Beziehung ............................................ .41
3.3.6 Die n:m-Beziehung .............................................................. 43
3.3.7 Umsetzung der n:m Beziehung. ........................................... .44
3.4 REKURSIVE BEZIEHUNGEN ........................................................... 51
3.4.1 Konzept der rekursiven Beziehung. ...................................... 51
3.4.2 Umsetzung ............................................................................ 52
3.5 REFERENTIELLE INTEGRIT.AT ........................................................ 55
3.6 KOCHREZEPTE-BEZIEHUNGEN ................................................... 58
3.7 UBUNGEN ...................................................................................... 60
4 OPTIMIERUNG DER DATENBANK •.••...........•.•...........•.•.••••.•. 61
4.1 ATOMAREWERTE ......................................................................... 61
4.2 DATENREDUNDANZ IN EINER TABELLE ........................................ 63
4.3 NORMALISIERUNG ........................................................................ 65
4.4 KOCHREZEPTE - OPTIMIERUNG ..................................................... 68
4.5 UBUNGEN ...................................................................................... 69
8 Inhalt
5 ABFRAGEN: SUCHEN, VERKNUPFEN, BERECHNEN,
VERANDERN ........................................................................................ 70
5.1 EINLEITIJNG .................................................................................. 70
5.2 AUSWAHLABFRAGEN .................................................................... 72
5.2.1 Problemstellung ................................................................... 72
5.3 T ABELLENVERKNUPFUNGS-ABFRAGEN ........................................ 75
5.3.1 Natural Join ......................................................................... 77
5.3.2 Outer Join ............................................................................. 78
5.3.3 Left Join, Right Join ............................................................. 79
5.4 BERECHNUNGEN INNERHALB DER EINZELNEN DATENSATZE ....... 85
5.5 BERECHNUNGEN UBER EINE MENGE VON DATENSATZEN ............ 88
5.6 KOCHREZEPTE - ABFRAGEN .......................................................... 92
5.7 UBUNGEN ...................................................................................... 94
6 ANHANG ........................................................................................ 95
6.1 LbSUNGEN DER UBUNGEN ............................................................ 95
6.1.1 Ubungen Kapitel2 ............................................................... 95
6.1.2 Ubungen Kapitel3 ............................................................... 96
6.1.3 Ubungen Kapitel4 ............................................................... 98
6.1.4 Ubungen Kapitel 5 ............................................................... 98
6.2 DATENMODELL ........................................................................... 100
6.2.1 Datenmodell Kapitel2 ....................................................... 100
6.2.2 Datenmodell Kapitel3 ....................................................... 100
6.2.3 Datenmodell Kapitel4 ....................................................... 101
6.3 GLOSSAR ..................................................................................... 102
6.4 INDEX .......................................................................................... 105
6.5 ABBILDUNGSVERZEICHNIS .......................................................... 1 06
6.6 LrTERATURVERZEICHNIS ............................................................. 10 8
1 Einleitung
Warum nutzen wir Datenbanken? Dieses Kapitel gibt Aus
kunft tiber die wesentlichen Vorteile beim Einsatz von Daten
banken und fiihrt in das Beispielszenario ein, das durchgehend
in diesem Buch verwendet wird.
Die Datenmengen sowohl in einem Untemehmen als auch im privaten
MehrDaten
Bereich nehmen zu. Der wachsende Zeit- und Konkurenzdruck erfordert effizienter
verwa/ten in
eine steigende Effizienz im Umgang mit diesen Daten. Notwendig sind Datenbanken
Werkzeuge, die effizientes Speichem und Arbeiten moglich machen. Das
Speichem und manuelle ZusammenfUhren von Daten verschiedener
Karteikarten gentigt den heutigen Anforderungen an eine modeme Da
tenhaltung schon lange nicht mehr. Datenbank-Managementsysteme
(DBMS) sind die benotigten Werkzeuge, die ein schnelles Suchen und
Andem sowie eine flexible Verkntipfung von Daten ermoglichen. Wei
terhin bieten sie die systematische Auswertung und Berechnung der ge
sammelten Daten an. Auch die Uberpriifung von Korrektheit und Fehl
manipulationen der Daten gehOren zu ihrem Leistungsspektrum.
1m Gegensatz zu anderen, dem Leser vertrauten "Office-Anwendungen"
erfordert das Speichem von Inforrnationen mit Untersttitzung eines
DBMS zunachst einmal die Erstellung einer Struktur, die diese Inforrna
Das DBMS ist
das Werkzeug,
tionen aufnehmen kann. Die Implementierung dieser Struktur nennen wir
die Datenbank
Datenbank (DB), und das DBMS stellt die Funktionen zum Erstellen und eineAnwen
dung
Arbeiten mit der Datenbank zur VerfUgung. Es ist somit als "Werkzeug"
fUr die Datenbank zu verstehen.
H. Eirund et al., Datenbanken — leicht Gemacht
© B.G.Teubner Stuttgart · Leipzig 2000
10
1 Einleitung
Mittlerweile haben sich so genannte "Relationale Datenbank
Managementsysteme" am Markt weitgehend durchgesetzt. Wir wollen
deshalb im folgenden stets unter dem Begriff "Datenbank" eine Daten
bank yom relationalen Typ verstehen. Unter einer relationalen Daten
bank wird eine bestimmte Zuordnung von Werten zu Eigenschaften der
Relationale DB
Anwendung verstanden. Diese Zuordnungen konnen in Tabellen beson
organisieren
aile Daten in ders giinstig dargestellt werden. Daher bildet das "Arbeiten mit Tabel
Tabellenform
len" das Kernsmck einer relationalen Datenbank.
Wir wollen die oben genannte Vorgehensweise zur Konzeption einer
Datenbank im gesamten Buch an einem durchgangigen Beispiel erHiu
tern: einer Reisevermittlung. Nach einer groben Umschreibung der be
triebswirtschaftlichen Problemstellung im folgenden Abschnitt wird die
se in jedem der folgenden Kapitel verfeinert. Eine Anpassung an andere
Problemstellungen wie Verkauf von beliebigen Artikeln oder Dienstlei
stungen, aber auch an den privaten Bereich ist natiirlich moglich, indem
wir beispielsweise eine Reise als einen Artikel bzw. eine Dienstleistung
und die Buchung als Kaufbetrachten.
1.1 Das Arbeits-Szenario "Reisebiiro"
Ein Reisebiiro mit 20 Mitarbeitern in einer Stadt mit 50.000 Einwohnern
Die Reisever
dient als Vermittler von Reisen der unterschiedlichsten Art. Es bedient
mittlung als
durchgehendes sich dabei des Angebots verschiedener Reiseanbieter aus dem In- und
Beispiel
Ausland. Seine Mitarbeiterinnen fiihren Kundenberatungen in den Rau
men des Unternehmens durch. Hier erfolgt auch eine eventuelle Buchung
von Reisen. In unserem Beispiel gehen wir davon aus, daB bisher die
Speicherung der Daten wie Reise-, Umsatz- und Personaldaten auf Kar-