Karczewski Datenbanken I 1

Historische Datenmodelle

Hierarchisches Datenmodell

Nur Hierarchien von 1:n-Beziehungen sind abbildbar

Netzwerkmodell

Netzwerk von 1:n-Beziehungen sind abbildbar

Sehr stark an Implementierung orientiert

=> Anwender muss verzeigerte Datenstrukturen kennen

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Hierarchisches Datenmodell (1)

Beispiel: Dekor Produkt5

5: ist versehen mit

(0,*) (0,1)

Kann gesehen werden als Wiederholungsgruppe:

Man könnte auf diese Weise 1:n-Beziehungen sequenziell in Datei speichern

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Hierarchisches Datenmodell (2)

Schema des hierarchischen

Datenmodells:

Beziehungen zwischen den konkreten Daten-Objekten:

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Hierarchisches Datenmodell (3)Hierarchie über 3 Ebenen:

Karczewski Datenbanken I 5

Hierarchisches Datenmodell – m:n-Beziehungen

Problem:

Realisierung von

m:n-Beziehungen

Realisierung mit Referenzen (---------->)

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Hierarchisches Datenmodell - mehrstellige Beziehungen

Natürlich muss hier wieder mit dem Trick der Virtuellen Lieferung gearbeitet werden

Karczewski Datenbanken I 7

Hierarchisches Datenmodell – weitere Besonderheiten

Es gibt nur eine Beziehung zwischen zwei Recordtypen

keine Namensgebung von Beziehungen notwendig

Es gibt nur 1:n-Beziehungen

Attribute von Beziehungen wandern in den Kind-Recordtyp der Beziehung

(vergleichbar mit der Behandlung von 1:n-Beziehungen beim Übergang vom ER-Modell in das Relationenmodell)

Karczewski Datenbanken I 8

Hierarchisches Datenmodell – DB-Navigation

Beim Wurzel-Record-Typ gibt es einen Primärschlüssel, über den zugegriffen wird.

Innerhalb jedes Record-Typs gibt es eine sequentielle Ordnung der Records,

d. h. sequentielles Durchlaufen / Durchsuchen aller Records des Record-Typs mögl.

Allgemeine Ordnung über alle Records der Datenbank, die die Hierarchie abbildet

Schulze

Virtuelle L_230103

Kunde

Virtuelle Lieferung

Maier

Virtuelle L_240103

(gute Performance!)

Karczewski Datenbanken I 9

Hierarchisches Datenmodell –Navigationsbefehle

Zugriff durch

Get Unique

Eindeutige Selektion eines Records

Get Next

Durchlaufen der Pfeilkette

Get Next within Parent

Durchlaufen der Pfeilkette, aber nur die Members des gleichen Owners

Karczewski Datenbanken I 10

Netzwerk-Datenmodell

Struktur: Gerichteter Graph mit Recordtypen und 1:n-Beziehungen

Member-Recordtyp Owner-Recordtyp

Karczewski Datenbanken I 11

Netzwerk-Datenmodell

Wie bei Relationenmodell: Auflösung von m:n-Beziehungen in zwei 1:n-Beziehungen

Owner-Recordtypen

Member-Recordtyp (Kett-Record-Typ)

Karczewski Datenbanken I 12

Netzwerk-Datenmodell – Owner, Member, Set

Record-Typen:• Owner-Record-Typ: Quelle des Pfeils eines Beziehungstyps• Member-Record-Typ: Ziel des Pfeils eines Beziehungstyps• Set-Typ: Beziehungstyp (kein eigenes Objekt, sondern Pfeil zwischen zwei Record-Typen

Attribute eines Record-Typs:• werden in die Record-Typen eingetragen• Attributwerte werden in Records eingetragen• Calc-Key ist ein berechneter Attributwert, der bei Owner-Record-Typen zur Identifizierung

von Records existieren muss

Navigation:• Benutzer einer Netzwerk-Datenbank muss die Owner-/Member-Beziehung kennen• Navigation erfolgt über die Sets, die zwischen Owner und Member exisitieren• Hintergrundspeicher ist langsam und sehr groß• User Working Area ist klein und schnell, enthält temporär Daten aus dem Hintergrund

Karczewski Datenbanken I 13

5 55 030223 Spedition

K1

P1 Tasse 7 250 11 …

P3 Tasse 5 200 8 …

P4 Vase 15 500 18 …

P2 Vase 22 700 25 …

3 75 030223 Haendler

2 36 030223 Haendler

2 50 030223 Haendler

6 48 030223 Spedition

5 90 030223 Spedition

K2

5

4

8

7

6

12

11

10

3

1

2

9

Owner, Member, Set

Karczewski Datenbanken I 14

Netzwerk-Datenmodell – Architektur

UWA Datenbank Arbeitsspeicher Hintergrundspeicher

Record-Schablonen

Currency-Indicator

Programm-Variablen

GET

PUT

Karczewski Datenbanken I 15

Netzwerk-Datenmodell – Navigationsbefehle

Es gibt mehrere „current record of … -Zeiger“

Durch direkten Zugriff auf Record mit Schlüssel und durch Navigieren werden diese Zeiger verändert.

FIND-Befehl-Typen:

Karczewski Datenbanken I 16

Netzwerk-Datenmodell – Navigationsbefehle

Befehle des Netzwerk-Datenbank-Systems UDS (Siemens)

FIND … BY <Name des Schlüssels>FIND NEXT … WITHIN … BY …FIND FIRST/NEXT … WITHIN CURRENT …FIND FIRST/NEXT … WITHIN CURRENT … USING …FIND OWNER …

FIND-Befehl positioniert die currency-Indicator, so dass anschließend Record-Schablonen belegt (GET) und veränderte Record-Werte in die Datenbank geschrieben werden können (PUT).

Karczewski Datenbanken I 17

Direktes Finden eines Records

K.KNR := ´K2´ (* Belegen der UWA-Variablen *)

FIND Kunde BY CALC-KEY

GET Kunde (* Speichern des gefundenen Kunden in der UWA *)

K ist eine (die einzige!) Variable in der UWA, die vom selben Typ wie der Record-Typ Kunde ist. CALC-KEY von Kunde ist KNR. Mit der Punktnotation kann man – wie bei Records üblich – jedes einzelne Attribut von K ansprechen. Die Kundennummer der UWA-Variable wird auf ´K2´ gesetzt. Mit dem FIND-Befehl wird der CRU, der CRR-KUNDE, der CRS-erhält_geliefert auf den Kunden-Record gesetzt, der den KNR-Wert ´K2´ hat. Der abschließende GET KUNDE-Befehl speichert den gefundenen Record in der UWA-Variablen zur weiteren Verarbeitung im Programm.

Karczewski Datenbanken I 18

Durchlaufen der Records eines Typs

P.PNAME := ´Vase´;

FIND Produkt BY CALC-KEY;

while not eof do (* solange der FIND-Befehl noch Record liefert *)

begin

GET Produkt;

FIND DUPLICATE WITHIN Produkt BY CALC-KEY;

end;CALC-KEY von Produkt ist PNAME. CALC-KEYs müssen nicht unique sein (wie der Primärschlüssel), sondern sind (z.B. durch Hash-Verfahren) berechnete Schlüssel. Mit dem ersten FIND-Befehl wird das erste Vorkommen einer Vase in der Menge der Produkte gefunden. Die while-Schleife durchläuft alle Produkt-Records (bis zum Ende der Datei der Produkte) und findet innerhalb der Schleife alle weiteren Vorkommen (FIND DUPLICATE …). Zwischen dem GET- und FIND-Befehl in der while-Schleife findet die Verarbeitung des jeweils gefundenen Records im Programm statt. CRU, CRR-Produkt und CRS-wird_geliefert werden bei jedem FIND-Befehl auf den gefundenen Record gesetzt.

Karczewski Datenbanken I 19

Durchlaufen aller Member eines Sets

L.KNR := ´K1´;

FIND Lieferung WITHIN erhält_geliefert USING L.KNR;

(* Anhand des Owners wird der erste Member gefunden *)

while not eof do

Begin

GET L.PNR;

FIND DUPLICATE Lieferung WITHIN erhält_geliefert USING L.KNR;

End;

In diesem Programm wird mit dem FIND-Befehl innerhalb der Schleife anhand des CRS wird_geliefert auf Member-Ebene nach allen Produktnummern der Produkte gesucht, die K1 geliefert erhält. CRU, CRR-Lieferung und CRS erhält_geliefert werden bei jedem FIND-Befehl auf den gefundenen Record gesetzt.

Karczewski Datenbanken I 20

Finden des (eindeutigen) Owners zu einem Member-Record

K.KNR := K1;FIND Kunde BY CALC-KEY; (* A *)while not fail dobeginFIND NEXT Lieferung WITHIN CURRENT erhält_geliefert; (* B *)

FIND OWNER OF CURRENT wird_geliefert; (* C *)GET Produkt;

end;

K1 ist ein Kunde, von dem alle Produktdaten zu seinen Lieferungen gewünscht sind. Anders als bei dem vorigen Beispiel ist es hier notwendig, vom Owner Kunde zu allen Membern im Set erhält_geliefert zu navigieren, um jeweils den Owner im Set wird_geliefert zu erhalten (und ggfs. im Weiteren zu verarbeiten, GET Produkt). In diesem Beispiel wird keine Schleife bis zum Ende eines Files of Records durchlaufen, sondern solange bis es keinen weiteren Member im Set erhält_geliefert mehr gibt (while not fail). Fail bedeutet, dass die weitere Suche zum Fehler führt.

Karczewski Datenbanken I 21

Currency Tabelle

Befehl CRU CRR-Kunde CRR- Lieferung CRR- Produkt CRS-erhält_geliefert CRS-wird_geliefert

(* A *) 1 1 Undef. Undef. 1 Undef.

(* B *) 3 1 3 Undef. 3 3

(* C *) 9 1 3 9 3 9

(* B *) 4 1 4 9 4 4

(* C *) 10 1 4 10 4 10

(* B *) 5 1 5 10 5 5

(* C *) 12 1 5 12 5 12

Tabellenartige Zusammenfassung aller Currency-Indicator

CRR: Current Record of Record-TypeCRS: Current Record of Set-TypeCRU: Current Record of Run Unit

Karczewski Datenbanken I 22

Aufgabe

In Konzerten (K) werden mehrere Componisten (C) gespielt. Ebenso wird ein Componist in verschiedenen Konzerten gespielt. Folgende konkrete Beziehungen herrschen zwischen Konzerten und Komponisten:

K1 C1

K2 C2

K3 • C3

K4 C4

K5 • C5

K6 C6

C7

a) Zeichnen Sie ein ER-Diagramm und ein Netz-Datenmodell zu diesem Sachverhalt auf.b) Zeichnen Sie das hierzu passende konkrete Netzwerk-Datenmodell auf.c) Zeichnen Sie eine Currency-Tabelle auf, wenn folgende FIND-Befehle in der genannten

Reihenfolge auftreten:FIND K1; FIND K1_C3; FIND K1_C4; FIND C4; FIND K4_C4; FIND K4; FIND K6; FIND K6_C3