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Semester 4/DABANK/DABANK-Vorlesung.md

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+# Klausurtalk
+## Themen
+- Beschreibung ER-Diagramm
+- Diagramm ist gegeben: generierung der Tabellen
+- Normalform ermitteln und konvertierung einer Tabelle in die Normlform des n-ten grades.
+# Organisatorisches
+## Überblick
+- Entwurf von Datenbanken und 
+- Bewertung von DB 
+- SQL
+- Anwendung identifizieren und bewerten
+- Im Labor wird **SQLite** verwendet
+## Orga
+- Labor ist ein kleiner Übungszettel
+- Klausur und elektronische Prüfung
+	- Elektronische Prüf.: mit SQL-Statements
+	- Klausur: Alle Themenblöcke, praktische Aufgaben und Multiple Choice
+- Prüfungstermine
+	- 08.07 - 13 Uhr - 032a-c
+	- 16.09 - 9 Uhr - 122
+## Motivation und Grundlagen
+## Grundlagen
+- Terminologie
+- Datenmodelle und Sprachen
+- Datenabstraktion und Datenunabhängigkeit
+DB: System zur dauerhaften Speicherung und Verw. großer Datenmengen
+Datenbank gemanaged durch ein Databank-Management-System
+### Anforderungen
+- Daten sollen (schnell) zugänglich sein
+- Daten sollen verändert werden sollen
+- Einzelne Fakten müssen verknüpft werden
+- Gleichzeitiges Lesen und Schreiben möglich
+- Daten sollen konsistent bleiben
+- kein verlust von Daten
+- schutz vor unberchtigten Zugriff
+## Herausforderungen der Datenverwaltung
+### Redundanz und Inkonsistenz
+- Inkonsistenz: nicht alle Kopien eines Faktums wurden geändert (existenz widersprüchlicher Daten)
+- Ziel: Red. und Ink. vermeiden
+### Verknüpfungen ermöglichen
+- deutlicher Mehrwert (Knowledge Discovery und Data Mining)
+- Zielsetzung: Alle Daten im Sys. lassen sich flexibel temporär und unbefristet miteinander verknüpfen
+### Integritätsverletzung
+- Änderungen können zu unerlaubten Zuständen führen
+- Oft Verkn. zwischen Daten erforderlich, um Integritätsverl. zu entdecken
+- Zielsetzung: Integritätsreglen formulieren und Verletzung nich zulassen
+### Mandanten und Sicherheit
+- Veränderungsrechte
+- Granularität: Informationsteil auf den sich der Zugan bezieht, z.B. ganzes Ibjetk, gewisse Eigenschaften des Objektes
+- Zielsetzung: Lese- und Schreibrecht flexibel und in geeigneter Form
+### Mehrbenutzerprinzip
+- Viele Anwender greifen zugleich auf Daten zu
+- Keine Kontrolle: unerwünschte Anomalien ("lost update")...
+- Effizienter Mehrbenutzerbetrieb ohne Anomalien
+### Umgang mit Fehlern / Datenverlust
+- Verlust von Daten kann Unternehmen existenzbedrohend sein
+- Backups
+- Ziel: Garantien gegen Datenverlust auch im Fehlerfall
+### Effizienz
+- Große Datenmengen erfordern effiziente Algorithmen
+### Hohe Entwicklungskosten
+
+## Warum Datenbanksysteme
+- Unkontrollierte Redundanz vermeiden
+- Daten lassen sich flexibel miteinander verknüpfen
+- Def. Integritätsreglen können definiert werden
+### Hauptgründe gegen DBS
+- Hohe Anfangsinvestition (Personal, Lizenzen...) und möglicherweise zusätzlicher Hardware-Bedarf
+- Overhead für SIcherheit, Mehrbenutzerkontrolle & -rechte, Recovery, Integritätskontrolle
+### DBS möglicherweise nicht nötig, wenn
+- EInfache Datenbank mit wenigen Daten und Anwendung
+- Kein Mehrbenutzerbetrieb
+### DBS nicht geeignet
+- Zwingende Echtzeitanforderungen, die DBMS nicht garantieren können
+- Daten können aufgrund ihrer Kompl. nicht modelliert werden
+
+
+# Grundlagen
+## Grundlegende Definitionen
+Daten: Fakten (Faktum), die gespeichert werden
+Information: Daten + Bedeutung
+Wissen: Information + Anwendung
+
+
+Mini-Welt: Jener Teil der realen Welt der uns für unsere Anwendungsfälle interessiert
+Daten (Erweiterung der Definition): Bekannte Fakten übe rdie Mini-Welt die gespeichert werden können
+Metadaten: Informationen über die Struktur einer Datenbank
+Datenbanksystem: DBMS+DB+Metadaten+Schnittstellen
+
+
+## Datenmodell
+- "Infrastruktur" zur modellierung des Mini-Welt-Ausschnittes der realen Welt:
+- Datendefinitionssprache (DDL, data definition lang.)
+	- Schema: Struktur der Datenobj. und Beziehungen...
+- Datenmanipulationssprache(DML, data manipulation lang.)
+
+## Transaktionen
+ACID -Eigenschaften
+ - Atomarität
+ - Konsistenzerhaltung
+ - Isolation
+ - Dauerhaftigkeit
+## Einordnung der Datenmodelle
+- Konzeptionelle Datenmodelle (high-lvl)
+- Logische Datenmodelle
+- Physische Datenmodelle (low-lvl)
+___
+- Satzorierntierte Datenmodelle
+- Relationales Modell
+- Objektorientiertes und objekt-relationales Modell
+
+## Datenbankbenutzer
+Unterscheidung in:
+- Endbenutzer
+- Datenbankdesigner
+- Anwendungsprogrammierer
+- Datenbankadministratoren
+Naive Benutzer; umfasst den Großteil der Endbenutzer
+Fortgeschrittene Benutzer: analystenm Wissenschaftler und Ingenieure ,die vertraut mit den Fähigkeiten...
+
+## ANSI/SPARC Drei-Ebene-Architektur
+unterstützung von:
+- unterschiedliche Sichten auf die Daten (views)
+- Datenunabhängigkeit
+Definiert ein Datenbankschema auf drei Ebenen:
+- Physische Ebene:
+- Logische Ebene:
+- Externe Sicht:
+
+## Datenunabhängigkeit
+Maß für die Isolation zwischen Anwendungsprogrammen und Daten.
+Unabhängigkeiten:
+- logische
+- physische
+## Erweiterung der DBS Darstellung
+Auswendig lernen hehe ("Eine der Abildungen, die man sich gut einprägen sollte.")
+## OLTP vs. OLAP
+Online Transaction Processing vs. Online Analytical Processing
+**TODO** Abbildung einfügen
+
+# Entity Relationship Diagramme
+nächste Woche: Relationale Algebra
+__viel gerede, weniger Kontent__
+- ER-Diagramm ist konzeptionell
+## Entwurfsprozess
+"lang, fehlerbehaftet und keiner hält sich dran" Draheim 15.04.24 9:13
+TODO balancierte Bäume wiederholen
+- Zwei Ebenen
+	- DBMS spezifisch
+		- Design von Anwendungsprogrammen
+		- Implementierung von Transaktionen
+		- Physisches Design
+	- DBMS Unabhängig
+		- Funktionale Analyse
+		- Konzeptionelles Design
+		- Anforderungsanalyse
+- Performanz wird nicht betrachtet
+### Das ER-Modell
+- hohes Abstraktionsniveau
+	- Kunde soll das ebenfalls verstehen können
+
+- Entität mit Rechteck
+- Attribut mit Pille
+- Beziehung mit Raute
+## Entitäten und Attribute
+![Entität-Relations-Diagramm](ER-Auto.png)
+
+## Beziehungen
+![Relationsdiagramm](Relationen.png)
+## Generalisierung
+____
+# Das Relationale Modell
+## Schema, Relation und Datenbank
+- Mengen, ihre Operatoren und meist ausgedruckt als Teilmenge eines kartesischen Produktes
+$\text{sch}(R) = [A_1, A_2, ... , A_n]$ ist Schema der Relation
+### Attribute und Domäne
+- Eine Domäne ist eine Menge von atomaren Werten
+	- zu jeder Domäne gehört ein Datentyp inkl. Format
+- Eine Instanz ist eine Menge von Tupeln aus einer Domäne
+### Zusammenhang von Rel. und der Datenbank
+- Datenbank ist Menge von Relationen
+
+## Integritätsbedingungen
+- ... sind EInschränkungen auf den Daten, die alle Instanzen der DB erfüllen müssen
+- Dre Klassen von Bedingungen
+	- Schlüssel
+	- Domänenintegrität
+		- garantie, dass alle Attribut-werte aus der entspr. Dom. stammen und des Primäschlüssel nicht null ist
+	- Referentielle Integrität
+		- Attrib. in Schema der Re., die Prim.Sch. einer anderen Rel. sind, werden Fremdschlüssel genannt
+## Vom E/R-Modell zum relationalen Modell
+- Alg.  übersetzt ein konzept. ER Diag. in ein rel. Schema
+- Übersetzung in 6 Schritte
+	- Unab. Entitätstypen
+	- Existenzbas. Entitätstypen
+	- Beziehungstyp.
+	- Mehrwertige Attribute
+	- N-wertige Beziehungstyp.
+	- Spez.   ....
+- Aus jeder Entität eine Tabelle und auch bei Relationen
+- 
+Abschluss der relationalen Modelltheorie.
+___