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
Karczewski Datenbanken I 2
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
Karczewski Datenbanken I 3
Hierarchisches Datenmodell (2)
Schema des hierarchischen
Datenmodells:
Beziehungen zwischen den konkreten Daten-Objekten:
Karczewski Datenbanken I 4
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 (---------->)
Karczewski Datenbanken I 6
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