Entwicklung und Eigenschaften relationaler Datenbankmodelle

Entwicklung von Datenbanksystemen (1980-2000)

Entwicklung von 1980 bis 1990

• Entwicklung von großen relationalen Systemen
• Kommerzielles SQL
• Entwicklung von Anwendungsgeneratoren
• Verteilte Systeme
• Client/Server-Struktur (visuelle Sprachen)
• Objektorientiertes relationales Modell

Neue Modelle der Datenrepräsentation (1980-1990)

• Einige Probleme im relationalen Modell
• Die Semantik komplexer Produkte ist schwer auszudrücken
• Verbindung vorhandener Daten mit Daten in der Datenbank
• "Intelligente" einheitliche Darstellung von Regeln und Daten, Wissensdatenbanken, intelligente Informationen
• Existenz von Datenbanken mit unstrukturierten Informationen = Dokumentarfilme (BD Dokumentarfilme)
• Information-Retrieval-Systeme

Neue Probleme (1990-2000) und neue Anwendungen

• Behandlung großer Mengen an Bilddaten
• Datenbanken für Assistenzsystem-Design
• Sammlung von Informationen
• Datenbanken, die komplexe Informationen unterstützen

Neue Herausforderungen

• Multimedia-Technologien (BD)
• Heterogene Probleme
• Management von ungenau ausgedrückter Beratung
• Eröffnung neuer Wege für den Informationszugriff (Data Mining)

Das Relationale Modell

Definition und Komponenten

Das Relationale Modell, erstellt von Codd, stellt Daten in Tabellen oder Relationen dar. Es basiert auf mathematischen Grundlagen, die die Stärke der Operationen auf den Relationen ermöglichen.

Es umfasst 3 Komponenten:

• Datenstruktur: Organisiert die Beziehungen, in denen die Daten durchgeführt werden.
• Datenmanipulation: Verwendet mächtige Sprachen wie SQL, um die in den Relationen gespeicherten Daten zu manipulieren.
• Datenintegrität: Die Integrität der Daten wird leicht sichergestellt, wenn diese ohne Manipulationen verwendet werden.

Eigenschaften der Relationen

• Die Kreuzung in jeder Zeile und Spalte impliziert, dass keine atomaren oder wiederholten Gruppen bestehen.
• Spalten müssen dieselbe Domäne haben.
• Jede Zeile muss einzigartig sein, was durch die Existenz des Primärschlüssels gewährleistet wird, der für alle Vorkommen einzigartig ist.
• Jede Spalte hat einen eindeutigen Namen, und die Reihenfolge der Spalten ist irrelevant.
• Die Reihenfolge der Zeilen ist irrelevant.
• Relationen müssen gut strukturiert sein, was bedeutet, dass sie minimale Redundanz enthalten und das Einfügen, Ändern und Löschen ohne Fehler oder Unstimmigkeiten (auch als "Anomalien" bekannt) durchführen können.

Terminologie des Relationalen Modells

Das Relationale Modell definiert:

• Ein Tupel wird als die Menge der Werte definiert, aus denen eine Zeile in einer Relation besteht.
• Ein Tupel ist gleichbedeutend mit dem Vorkommen eines Datensatzes innerhalb einer Datei.
• Ein n-Tupel ist ein Tupel aus n Domänen, wobei n der Grad der Relation ist.
• Eine Domäne ist die Menge der möglichen Werte für eine Spalte.
• Die Kardinalität ist die Anzahl der Tupel einer Relation.

Eine relationale Datenbank wird durch eine Reihe von Relationen oder Tabellen gebildet, die durch gemeinsame Spalten miteinander verbunden sind.

• Jedes Tupel besteht aus einem oder mehreren Bereichen, die zusammen verbunden sind.
• Es ist wichtig, eine Domäne von einem Attribut zu unterscheiden.
• Eine Spalte oder ein Attribut steht für die Nutzung einer Domäne innerhalb einer Relation.
• Jedes Tupel in einer Relation ist einzigartig und sollte die Möglichkeit haben, einen Primärschlüssel oder eine Kennung zu definieren, die diese Einzigartigkeit gewährleistet.
• Der Prozess der Bearbeitung einer relationalen Datenbank ist viel einfacher als in den letzten beiden Modellen. Die Darstellung von Daten in einer einheitlichen Form erfordert nur einen Operator für die grundlegende Funktion.

Beziehung zwischen Begriffen

rel/arctra = Tupel - Tabelle - Datei - Bereich - Domäne - Registrierung