Die Autoren 9

Vorwort 9

1. Ein Überblick über Datenbankmanagementsysteme
und die Architektur von Datenbanksystemen 11
1.1 Einführung in Datenbankmanagementsysteme 11
1.1.1 Daten 14
1.1.2 Warum wir DBMS benötigen 18
1.2 Datenmodelle 19
1.3.2 Architektur von Datenbanksystemen 21
1.3.1 Schemata und Sprachen 21
1.3.2 Architektur in drei Ebenen 23
1.3.3 Datenunabhängigkeit 26
1.3.4 Zusammenfassen der Module 26
1.4 Aufgaben mit Lösungen 27
1.5 Weitere Aufgaben 32
1.6 Lösungen zu den Aufgaben 33

2 Grundbegriffe relationaler Datenbanken 37
2.1 Relationale DBMS 37
2.2 Die mathematische Definition einer Relation 40
2.3 Schlüsselkandidaten und Primärschlüssel 40
2.4 Fremdschlüssel 42
2.5 Relationale Operatoren 44
2.5.1 Der Selektionsoperator 44
2.5.2 Der Projektionsoperator 45
2.5.3 Der Equijoin-Operator 47
2.6 Mengenoperationen an Relationen 49
2.6.1 Vereinigung 50
2.6.2 Schnittmenge 51
2.6.3 Differenz 52
2.6.4 Kartesisches Produkt 52
2.7 Einfüge-, Lösch- und Aktualisierungsoperationen 54
2.7.1 Einfügen eines Tupels in eine Tabelle 54
2.7.2 Löschen eines Tupels aus einer Tabelle 56
2.7.3 Aktualisieren eines Tupels in einer Tabelle 56
2.8 Wertebereiche von Attributen und ihre Implementierung 57
2.9 Aufgaben mit Lösungen 58
2.10 Weitere Aufgaben 75
2.11 Lösungen zu den Aufgaben 78

3 Eine Einführung in SQL 81
3.1 Einführung in die Sprache SQL 81
3.1.1 Namenskonventionen für Datenbankobjekte 82
3.1.2 Aufbau von SQL-Anweisungen/Richtlinien zum Schreiben von SQL 83
3.2 Tabellenerstellung 84
3.2.1 Einschränkungen 85
3.2.2 Tabellen und Einschränkungen in MS Access 88
3.2.3 Füllen und Pflegen von Tabellen 88
3.2.4 Füllen von Tabellen in MS Access 91
3.3 Selektion, Projektion und Join in SQL 91
3.3.1 Mengenoperationen in SQL 96
3.3.2 Abfragen in MS Access 98
3.4 Aufgaben mit Lösungen 100
3.5 Weitere Aufgaben 111

4 Funktionale Abhängigkeiten 119
4.1 Einführung 119
4.2 Definition 119
4.3 Funktionale Abhängigkeiten und Schlüssel 122
4.4 Inferenzaxiome für funktionale Abhängigkeiten 122
4.5 Redundante funktionale Abhängigkeiten 124
4.6 Hülle, Überdeckung und Äquivalenz von funktionalen Abhängigkeiten 126
4.6.1 Hülle einer Menge F von funktionalen Abhängigkeiten 126
4.6.2 Hülle einer Menge von Attributen 127
4.6.3 Überdeckung und Äquivalenz einer Menge vonfunktionalen Abhängigkeiten 129
4.6.4 Fremde Attribute 130
4.6.5 Die kanonische Überdeckung 133
4.7 Aufgaben mit Lösungen 133
4.8 Weitere Aufgaben 141

5 Der Vorgang der Normalisierung 145
5.1 Einführung
5.2 Die erste Normalform 146
5.3 Datenanomalien in 1 NF-Relationen 149
5.4 Partielle Abhängigkeiten 150
5.5 Die zweite Normalform 151
5.6 Datenanomalien in 2NF-Relationen 152
5.7 Transitive Abhängigkeiten 152
5.8 Die dritte Normalform 153
5.9 Datenanomalien in 3NF-Relationen 154
5.10 Die Boyce-Codd-Normalform 156
5.11 Verlustlose und verlustbehaftete Zerlegung 156
5.11.1 Überprüfung auf verlustlose Joins 158
5.12 Erhaltung von funktionalen Abhängigkeiten 164
5.12.1 Projektion einer Menge von Abhängigkeiten auf eineMenge von Attributen 165
5.12.2 Überprüfen der Erhaltung von Abhängigkeiten 166
5.13 Aufgaben mit Lösungen 173
5.14 Weitere Aufgaben 187

6 Grundlegende Sicherheitsaspekte 189
6.1 Die Notwendigkeit von Sicherheitsmaßnahmen 189
6.2 Physische und logische Sicherheit 190
6.2.1 Physische Sicherheit 190
6.3 Datenbankentwurf 191
6.4 Wartung 192
6.5 Betriebssystem und Verfügbarkeit 192
6.6 Verantwortlichkeit 192
6.6.1 Überwachung 193
6.6.2 Authentifizierung und Autorisierung 193
6.6.3 Erstellen von Benutzern 196
6.6.4 Löschen von Benutzern 197
6.6.5 Überwachen von Benutzern 197
6.6.6 Gewähren von Systemberechtigungen 198
6.6.7 Gewähren von Objektberechtigungen 200
6.6.8 Verbergen von Daten durch Sichten 201
6.6.9 Erstellen von Sichten 201
6.6.10 Aktualisieren von Sichten 203
6.7 Integritäti 204
6.7.1 Integritätsbedingungen 204
6.7.2 Aspekte der Parallelverarbeitung: Commit und Rollback 204
6.8 Aufgaben mit Lösungen 207
6.9 Weitere Aufgaben 211

7 Das Entity-Relationship-Modell 213
7.1 Das Entity-Relationship-Modell 213
7.2 Entitäten und Attribute 214
7.2.1 Bezeichnen von Entitäten 215
7.3 Beziehungen 216
7.4 1:1-Beziehungen 219
7.5 N:l- und M:N-Beziehungen 219
7.6 Normalisieren des Modells 220
7.7 Das Tabelleninstanzdiagramm 222
7.8 Aufgaben mit Lösungen 226
7.9 Weitere Aufgaben 231

Index 237