E-Book, Deutsch, 1296 Seiten
Reihe: Rheinwerk Computing
Mertins / Neumann / Kühnel SQL Server 2016
7. Auflage 2016
ISBN: 978-3-8362-4065-9
Verlag: Rheinwerk
Format: EPUB
Kopierschutz: 6 - ePub Watermark
Das Handbuch für Entwickler
E-Book, Deutsch, 1296 Seiten
Reihe: Rheinwerk Computing
ISBN: 978-3-8362-4065-9
Verlag: Rheinwerk
Format: EPUB
Kopierschutz: 6 - ePub Watermark
Sie sind Entwickler und setzen Microsofts SQL Server ein? Dann sind Sie mit unserem Buch genau richtig. Vom ersten Datenbankentwurf und den SQL-Grundlagen, der Migration von SQL Server 2014, 2012 oder 2008 bis hin zu den neuen Features und konkreten Programmierbeispielen beschreiben die Autoren alles Notwendige, um SQL Server 2016 als Programmierplattform und Datenmanagement-Server zu nutzen. Egal, ob es sich um klassische Programmierung mit Transact-SQL oder .NET-Programmierung, ADO.NET handelt. In der mittlerweile siebten Auflage wurde das Buch umfassend aktualisiert und alle Neuerungen von SQL Server 2016 berücksichtigt.
Aus dem Inhalt:
- Installation und Migration
- Datentypen in SQL Server 2016
- Datenbankentwurf
- Grundlagen T-SQL-Programmierung
- Benutzerverwaltung und Schemata
- Gespeicherte Prozeduren
- Benutzerdefinierte Funktionen
- Einsatz von Triggern
- Event Notification
- XML, Webservices, PowerShell
- Datenbankzugriff mit ADO.NET und LINQ
- ADO.NET Entity Framework
Dirk Mertins ist Microsoft Certified Solution Developer (MCSD) und Microsoft Certified Database Administrator (MCDBA). Er ist freiberuflicher Trainer für die Themen SQL-Server-Programmierung und -Administration.
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
Vorwort ... 35
TEIL I. Grundlagen ... 37 1. Installation und Aktualisierung von SQL Server 2016 ... 39 1.1 ... Überblick über die verfügbaren SQL-Server-2016-Versionen ... 39 1.2 ... Installationsvoraussetzungen ... 40 1.3 ... Installation von SQL Server 2016 ... 41 1.4 ... Installation des Management Studios ... 49 1.5 ... Installation der SQL-Server-Beispieldatenbank ... 51 1.6 ... Aktualisierung auf SQL Server 2016 ... 55 2. Datenbankgrundlagen ... 61 2.1 ... Server und Client ... 61 2.2 ... Relationale Datenbanken ... 62 2.3 ... Datenbankmanagementsystem ... 80 2.4 ... Integritätsarten ... 83 3. Logischer Datenbankentwurf ... 85 3.1 ... Grundlagen des Datenbankentwurfs ... 85 3.2 ... Normalisierungsregeln (Normalformen) ... 86 3.3 ... Normalisierung in der Praxis ... 93 3.4 ... Denormalisierung ... 96 3.5 ... Entity-Relationship-Diagramme ... 97 4. Die Oberfläche von SQL Server 2016 ... 101 4.1 ... Das SQL Server Management Studio ... 101 4.2 ... Das Bearbeiten von SQL-Anweisungen im Management Studio ... 118 4.3 ... SQL-Server-Dokumentation und Hilfen zur Programmierung ... 130 4.4 ... Überblick über die SQL-Server-Dienste ... 138 4.5 ... Das Dienstprogramm »sqlcmd« ... 139 4.6 ... SQL-Server-Integration in die Windows PowerShell ... 142
TEIL II. SQL-Programmierung ... 151 5. Grundlegende Abfragetechniken ... 153 5.1 ... Einführung in SQL ... 153 5.2 ... SQL-Grundlagen ... 154 5.3 ... Grundlegende Operatoren ... 163 5.4 ... Einfache Abfragen ... 167 5.5 ... Auswahloperatoren ... 181 5.6 ... Aggregatfunktionen ... 189 5.7 ... Unterabfragen ... 192 5.8 ... Zusammenfassung, Gruppierung und Beschränkung von Abfrageergebnissen ... 198 5.9 ... Die Mengen-Operatoren »EXCEPT« und »INTERSECT« ... 209 5.10 ... Ausgaben mit »PRINT« und »SELECT« ... 211 6. Grundlagen der SQLProgrammierung ... 213 6.1 ... Das Stapeltrennzeichen »GO« ... 213 6.2 ... (Lokale) Variablen ... 215 6.3 ... Ablaufsteuerung ... 223 6.4 ... Fallunterscheidungen ... 233 6.5 ... Funktionen ... 241 6.6 ... Dynamische SQL-Anweisungen ... 261 6.7 ... Fehler in SQL Server und ihre Behandlung ... 263 6.8 ... Fehlerbehandlung ... 266 7. Mehrtabellenabfragen ... 287 7.1 ... Tabellen verknüpfen (»JOIN«-Anweisung) ... 287 7.2 ... Abfragen unter Verwendung mehrerer Server ... 296 8. Erstellen und Ändern von Datenbanken ... 299 8.1 ... Erstellen einer einfachen Datenbank ... 299 8.2 ... Einfluss der »model«-Datenbank auf das Erstellen neuer Datenbanken ... 306 8.3 ... Löschen von Datenbanken ... 308 8.4 ... Erstellen einer Datenbank mit mehreren Dateien ... 308 8.5 ... Nachträgliche Änderungen an Datenbankdateien ... 311 8.6 ... Erstellen einer Datenbank mit mehreren Dateigruppen ... 313 8.7 ... Datenbanken verkleinern ... 316 8.8 ... Datenbankdateien verkleinern ... 318 8.9 ... Gespeicherte Systemprozeduren (Stored Procedures) zur Datenbankverwaltung ... 319 8.10 ... Datenbank-Momentaufnahmen ... 320 8.11 ... Transparente Datenverschlüsselung ... 329 9. Erstellen von Tabellen ... 333 9.1 ... Die grundlegende Syntax zur Tabellenerstellung ... 333 9.2 ... Tabellen ändern ... 350 9.3 ... Löschen von Tabellen ... 352 9.4 ... Implementierung der Datenintegrität ... 353 9.5 ... Anwendungsbeispiel zu Einschränkungen ... 360 9.6 ... Nachträgliche Definition von Einschränkungen ... 362 9.7 ... Verwaltung von Einschränkungen ... 363 9.8 ... Temporäre Tabellen ... 365 9.9 ... Partitionierung von Tabellen ... 367
10. Speicherung von Daten in FileTables ... 377 10.1 ... Voraussetzungen für die Verwendung von FileTables ... 377 10.2 ... Erstellung einer FileTable ... 380 10.3 ... Zugriff auf eine FileTable ... 382 10.4 ... Sichten zur Abfrage vorhandener FileTables in einer Datenbank ... 384
11. Verwendung der räumlichen und hierarchischen Datentypen ... 385 11.1 ... Räumliche Datentypen ... 385 11.2 ... Der hierarchische Datentyp ... 419
12. Daten verwalten ... 429 12.1 ... Grundlegende Befehle zur Datensatzmanipulation ... 429 12.2 ... Verwendung des Zeilenkonstruktors ... 438 12.3 ... Kombinierte Auswahl-/Einfügeanweisungen ... 439 12.4 ... Die »MERGE«-Anweisung ... 441 12.5 ... Massenkopierprogramme ... 448
13. Benutzerverwaltung und Schemas ... 451 13.1 ... Authentifizierung am Server ... 452 13.2 ... Datenbankzugriff erteilen ... 456 13.3 ... Zusammenfassung von Benutzern zu Rollen ... 458 13.4 ... Rechtevergabe an Benutzer und Rollen ... 465 13.5 ... Deaktivierung und Aktivierung von Logins und Datenbankbenutzern ... 471 13.6 ... Vordefinierte Konten auf Server- und Datenbankebene ... 473 13.7 ... Schema ... 476
14. Eigenständige Datenbanken ... 483 14.1 ... Das Konzept der eigenständigen Datenbanken ... 483 14.2 ... Konfiguration des Servers zur Verwendung eigenständiger Datenbanken ... 483 14.3 ... Erstellung einer eigenständigen Datenbank ... 484 14.4 ... Identifizierung eigenständiger Datenbanken ... 485 14.5 ... Besonderheiten der Benutzerverwaltung eigenständiger Datenbanken ... 486 14.6 ... Verbindungsaufbau zu einer eigenständigen Datenbank ... 487 14.7 ... Konvertierung einer Datenbank in eine eigenständige Datenbank ... 489 14.8 ... Migration einer eigenständigen Datenbank auf einen anderen Server ... 492
15. Sichten ... 495 15.1 ... Einsatz von Sichten ... 496 15.2 ... Verwalten von Sichten ... 498 15.3 ... Datenmanipulationsanweisungen auf eine Sicht ... 500 15.4 ... Systemsichten von SQL Server ... 506
16. Programmierung von gespeicherten Prozeduren ... 509 16.1 ... Überblick über die Verwendung von gespeicherten Prozeduren in SQL Server ... 509 16.2 ... Erstellung und Aufruf von gespeicherten Prozeduren ... 513 16.3 ... Tabellenübergabe an eine gespeicherte Prozedur ... 530 16.4 ... Optionen von gespeicherten Prozeduren ... 532
17. Programmierung von benutzerdefinierten Funktionen ... 539 17.1 ... Überblick über benutzerdefinierte Funktionen ... 539 17.2 ... Skalare Funktionen (Skalarwertfunktionen) ... 540 17.3 ... Inlinefunktionen (Tabellenwertfunktionen) ... 544 17.4 ... Tabellenwertfunktion mit mehreren Anweisungen ... 547 17.5 ... Ändern und Löschen von benutzerdefinierten Funktionen ... 549 17.6 ... Verwendung des Datentyps »table« als lokale Variable ... 550
18. Programmierung und Einsatz von Triggern ... 555 18.1 ... DML-Trigger ... 555 18.2 ... DDL-Trigger ... 576
19. Nachverfolgung von Datenänderungen ... 583 19.1 ... Die Möglichkeiten zur Nachverfolgung von Datenänderungen: Change Data Capture und die Änderungsnachverfolgung ... 583 19.2 ... Change Data Capture ... 584 19.3 ... Änderungsnachverfolgung ... 598
20. Temporal tables ... 603 20.1 ... Die Funktionsweise von temporal tables ... 603 20.2 ... Erstellung von temporal tables ... 604 20.3 ... Verwaltung der Einträge in der temporal und history table ... 608 20.4 ... Abfragen von temporal tables ... 611 20.5 ... Löschen von temporal tables ... 615
21. Dynamische Datenmaskierung ... 617 21.1 ... Funktionen zur Maskierung von Spalteninhalten ... 617 21.2 ... Beispiel zur Erstellung einer Tabelle mit dynamischer Datenmaskierung ... 618 21.3 ... Zugriff auf dynamisch maskierte Spalteninhalte ... 620
22. Verschlüsselung von Spalten mit Always Encrypted ... 621 22.1 ... Voraussetzungen einer Client-Applikation für die Verwendung von Always Encrypted ... 622 22.2 ... Beispiel für die Konfiguration von Always Encrypted ... 622 22.3 ... Schlüsselmanagement ... 632
23. Zeilenbasierte Sicherheit ... 633 23.1 ... Das Prinzip der zeilenbasierten Sicherheit ... 633 23.2 ... Beispiel für die Implementierung der zeilenbasierten Sicherheit ... 634
24. Ereignisbenachrichtigungen (Event Notifications) ... 641 24.1 ... Konfiguration einer Datenbank zur Nutzung des Service Brokers ... 642 24.2 ... Konfiguration des Zieldienstes ... 643 24.3 ... Erstellen einer Ereignisbenachrichtigung ... 645 24.4 ... Auslösen und Empfangen einer Ereignisbenachrichtigung ... 646 24.5 ... Service-Broker-Aktivierung ... 647 24.6 ... Löschen der erstellten Objekte ... 651
25. Erstellung und Einsatz eines Cursors ... 653 25.1 ... Funktionsweise eines Cursors ... 653 25.2 ... Erstellung eines Cursors ... 655 25.3 ... Öffnen eines Cursors ... 657 25.4 ... Das Abrufen von Datensätzen aus einem Cursor ... 658 25.5 ... Schließen und Löschen eines Cursors ... 666 25.6 ... Schleifenprogrammierung zum automatischen Durchlaufen eines Cursors ... 667 25.7 ... Daten in der Cursorauswahl aktualisieren und löschen ... 672
26. Sequenzen ... 675 26.1 ... Erstellung einer Sequenz mit Standardeinstellungen ... 675 26.2 ... Informationen zu den vorhandenen Sequenzen in einer Datenbank ... 676 26.3 ... Abrufen von Sequenzwerten ... 676 26.4 ... Die Verwendung der Parameter »AS«, »START«, »INCREMENT«, »MINVALUE«, »MAXVALUE«, »CYCLE« und »CACHE« ... 678
27. Indizes ... 685 27.1 ... Der nicht gruppierte Index auf einem Heap ... 686 27.2 ... Der gruppierte Index ... 689 27.3 ... Der nicht gruppierte Index auf einem gruppierten Index ... 693 27.4 ... Der Columnstore-Index ... 696 27.5 ... Erstellung von Indizes ... 696 27.6 ... Verwaltung von Indizes ... 700 27.7 ... Statistiken ... 704 27.8 ... Planung des Einsatzes von Indizes ... 709 27.9 ... Weitere Optimierungsmöglichkeiten mithilfe von Indizes ... 718
28. Columnstore-Indizes ... 727 28.1 ... Das Grundprinzip von Columnstore-Indizes ... 727 28.2 ... Erstellung eines nicht gruppierten Columnstore-Index ... 729 28.3 ... Erstellung eines gruppierten Columnstore-Index ... 734 28.4 ... Abfragen von Informationen über vorhandene Columnstore-Indizes ... 737
29. Transaktionen ... 739 29.1 ... Einführung in Transaktionen ... 739 29.2 ... ACID ... 741 29.3 ... Interne Transaktionsverarbeitung ... 744 29.4 ... Verhalten bei Systemfehlern ... 745 29.5 ... Programmierung expliziter Transaktionen ... 747 29.6 ... Implizite Transaktionen ... 750 29.7 ... Sperren ... 752 29.8 ... Isolationsstufen auf Verbindungsebene ... 755 29.9 ... Sperrhinweise auf Tabellenebene ... 764 29.10 ... Informationen zu Sperren ... 766 29.11 ... Deadlocks ... 766
30. Speicheroptimierte Tabellen ... 771 30.1 ... Grundlagen der speicheroptimierten Tabellen ... 771 30.2 ... Beständigkeit speicheroptimierter Tabellen ... 772 30.3 ... Konfiguration einer Datenbank zur Verwendung speicheroptimierter Tabellen ... 773 30.4 ... Erstellung speicheroptimierter Tabellen ... 777 30.5 ... Vergleich des Verhaltens beider Arten von speicheroptimierten Tabellen ... 779
31. Indizierung speicheroptimierter Tabellen ... 781 31.1 ... Unterschiede zwischen der Indizierung speicheroptimierter und dateibasierter Tabellen ... 781 31.2 ... Indexarten für die Verwendung mit speicheroptimierten Tabellen ... 782 31.3 ... Überlegungen zur Verwendung nicht gruppierter Indizes oder nicht gruppierter Hash-Indizes ... 787 31.4 ... Abfragen zu Indizes speicheroptimierter Tabellen ... 787
32. Systemintern kompilierte gespeicherte Prozeduren ... 789 32.1 ... Überblick über systemintern kompilierte gespeicherte Prozeduren und deren Verwendung ... 789 32.2 ... Erstellung systemintern kompilierter gespeicherter Prozeduren ... 790 32.3 ... Ändern einer systemintern kompilierten gespeicherten Prozedur ... 794 32.4 ... Informationen zum Speicherort und den geladenen DLL-Dateien ... 795
TEIL III. .NET-Programmierung ... 797
33. SQL Server als Laufzeitumgebung für .NET ... 799 33.1 ... Die Programmiermodelle im Vergleich ... 799 33.2 ... Die CLR-Integration im Detail ... 803 33.3 ... Der Hosting-Layer ... 807 33.4 ... Verwaltung von Assemblies ... 809 33.5 ... Sicherheitsstufen ... 811
34. .NET-Programmierung ... 813 34.1 ... CLR-Unterstützung aktivieren ... 813 34.2 ... CLR-Prozeduren und Funktionen ... 815 34.3 ... Gespeicherte Prozeduren ... 820 34.4 ... Benutzerdefinierte Funktionen ... 828 34.5 ... Serverseitiger Datenzugriff mit ADO.NET ... 836 34.6 ... Pipes ... 838 34.7 ... Impersonalisierung ... 845 34.8 ... Benutzerdefinierte Typen ... 850 34.9 ... Benutzerdefinierte Aggregate ... 866 34.10 ... Benutzerdefinierte Trigger ... 873 34.11 ... Administration und Monitoring von CLR-Objekten ... 880
35. T-SQL: erweiterte Themen ... 885 35.1 ... Kompatibilität festlegen ... 885 35.2 ... Änderungen der Kompatibilität ab SQL Server 2008 ... 886 35.3 ... Änderungen bei nicht ANSI-konformen Abfragen ... 887 35.4 ... »CROSS APPLY« und »OUTER APPLY« ... 888 35.5 ... Kreuztabellen mit »PIVOT« erstellen ... 890 35.6 ... Common Table Expressions ... 897 35.7 ... Fehlerbehandlung ... 905 35.8 ... Ranking- und Windowing-Funktionen ... 912 35.9 ... Die »OUTPUT«-Klausel ... 919 35.10 ... Die »TABLESAMPLE«-Klausel ... 921 35.11 ... »EXCEPT«- und »INTERSECT«-Statement ... 923 35.12 ... Tabellenwertparameter ... 925
36. Einsatz von XML und JSON in der Datenbank ... 931 36.1 ... Warum XML? ... 932 36.2 ... HTML und XML ... 932 36.3 ... XML-Fähigkeiten von SQL Server ... 936 36.4 ... Der XML-Datentyp ... 937 36.5 ... Auf gespeicherte XML-Daten zugreifen ... 943 36.6 ... Darstellung von Abfrageergebnissen im XML-Format ... 954 36.7 ... XML-Schema ermitteln ... 970 36.8 ... XML-Daten in einem relationalen Modell speichern ... 972 36.9 ... Bereitstellung von Daten im JSON-Format ... 975
37. Datenbankzugriff mit ADO.NET ... 989 37.1 ... Einleitung ... 989 37.2 ... Die Datenprovider ... 992 37.3 ... Die Verbindung zu einer Datenbank herstellen ... 993 37.4 ... Die Datenbankabfrage ... 1015 37.5 ... Das »SqlDataReader«-Objekt ... 1021 37.6 ... Parametrisierte Abfragen ... 1029 37.7 ... Der »SqlDataAdapter« ... 1043 37.8 ... Daten im lokalen Speicher -- das »DataSet« ... 1056 37.9 ... Mit mehreren Tabellen arbeiten ... 1081 37.10 ... Aktualisieren der Datenbank ... 1089
38. LINQ ... 1119 38.1 ... Was ist LINQ? ... 1119 38.2 ... LINQ to Objects ... 1125 38.3 ... Die Abfrageoperatoren ... 1129
39. Einführung in das ADO.NET Entity Framework ... 1155 39.1 ... Kritische Betrachtung von ADO.NET ... 1156 39.2 ... Ein erstes Entity Data Model (EDM) erstellen ... 1158 39.3 ... Das Entity Data Model im Designer ... 1163 39.4 ... Der Aufbau des Entity Data Models ... 1168 39.5 ... Die Klassen des Entity Data Models (EDM) ... 1172 39.6 ... Die Architektur des Entity Frameworks ... 1180
40. Abfragen mit .NET 4 Framework-ObjectContext ... 1183 40.1 ... Abfragen mit LINQ to Entities ... 1184 40.2 ... Abfragen mit Entity SQL ... 1207 40.3 ... Der EntityClient-Provider ... 1212 40.4 ... Abfrage-Generator-Methoden (QueryBuilder-Methoden) ... 1215 40.5 ... SQL-Direktabfragen ... 1216
41. Entitätsaktualisierung und Zustandsverwaltung ... 1219 41.1 ... Aktualisieren von Entitäten ... 1219 41.2 ... Der Lebenszyklus einer Entität im Objektkontext ... 1228 41.3 ... Das »ObjectStateEntry«-Objekt ... 1236 41.4 ... Die Klasse »EntityKey« ... 1241 41.5 ... Komplexere Szenarien ... 1243
42. Konflikte behandeln ... 1249 42.1 ... Allgemeine Betrachtungen ... 1249 42.2 ... Konkurrierende Zugriffe mit dem Entity Framework ... 1251
43. Die DbContext-API ... 1259 43.1 ... Datenabfragen mit »DbContext« ... 1259 43.2 ... Ändern von Entitäten ... 1269 43.3 ... Change Tracking (Änderungsnachverfolgung) ... 1274 43.4 ... Kontextlose Entitäten ändern ... 1280 Index ... 1287
2.2 Relationale Datenbanken
Das Modell einer relationalen Datenbank wurde erstmals 1970 von Dr. Edgar Frank Codd (1923–2003) in seinem Artikel »A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks« veröffentlicht.
Hinweis
Eine Kopie dieses Artikels finden Sie z. B. unter der Internetadresse
http://www.seas.upenn.edu/~zives/03f/cis550/codd.pdf.
Mit diesem Artikel löste Codd eine der tiefstgreifenden Veränderungen in der Datenverarbeitung aus: den Übergang zu den relationalen Datenbanken.
Die ersten für Computer entwickelten Datenbanken unterschieden sich in ihrer Struktur grundlegend von der Struktur heutiger Datenbanksysteme. Eine der ersten Lösungen, Daten auf einem Computer zugänglich zu machen, beruhte auf der sequenziellen Speicherung der Daten in Textdateien. In der weiteren Entwicklung wurde der Ansatz verfolgt, die Daten in einer hierarchischen Struktur abzulegen. Abbildung 2.1 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer solchen Datenbank. Um einen Datensatz zu finden, musste eine Baumstruktur durchlaufen werden, an deren Ende der gesuchte Datensatz stand.
Abbildung 2.1 Prinzipieller Aufbau erster Datenbanklösungen
Codds Arbeit hingegen basiert auf einem wissenschaftlichen Ansatz, in dem er die Verwaltung von Daten durch mathematische Methoden der Mengenlehre beschreibt. Im Zusammenhang mit relationalen Datenbanken werden daher häufig die aus der Mengenlehre stammenden Fachbegriffe verwendet. Diese etwas »akademisch« klingenden Begriffe sind sicherlich ein Grund dafür, dass bei vielen Leuten immer noch eine hohe Hemmschwelle vor der Beschäftigung mit Datenbanken besteht. Einige dieser Fachbegriffe erwähnen und erklären wir weiter unten, da sie in anderen Publikationen verwendet werden. In diesem Buch verwenden wir – soweit es möglich ist – allgemein verständliche Bezeichnungen. Für manche Fachbegriffe gibt es jedoch kein Synonym, sodass diese dann im Buch Verwendung finden.
Was aber versteht man nun genau unter einer relationalen Datenbank?
Relationale Datenbanken arbeiten nach einem völlig anderen Prinzip als die oben beschriebenen Ansätze. Das wesentlichste Merkmal einer relationalen Datenbank besteht darin, dass die Daten in zueinander in Beziehung stehenden Tabellen (den sogenannten Relationen) abgelegt werden (siehe Abbildung 2.2). Auf welche Weise die Tabellen einer relationalen Datenbank zueinander in Beziehung gesetzt werden, behandeln wir in Abschnitt 2.2.3, »Schlüssel«.
Abbildung 2.2 Schematischer Aufbau einer relationalen Datenbank
Die Aufteilung von Daten in zueinander in Beziehung stehende Tabellen ermöglicht eine sehr strukturierte Speicherung von Daten, da in eine Tabelle immer nur Informationen über eine Art von Objekten abgelegt werden sollten, wobei es sich bei diesen Objekten sowohl um reale Dinge wie z. B. Personen oder Fahrzeuge als auch um abstrakte Dinge wie beispielsweise Verleihvorgänge handeln kann.
Diese Art der Speicherung erfüllt einen weiteren wesentlichen Zweck: die Vermeidung von Redundanz. Dieser Begriff bezeichnet im Kontext von Datenbanken die mehrfache Speicherung der gleichen Information. Redundanz bedeutet nicht nur den unnötigen Verbrauch von Speicherplatz, sondern kann bei ihrem Vorhandensein innerhalb einer Datenbank ernsthafte Probleme verursachen, wie das folgende Beispiel aus der Praxis deutlich machen soll.
In vielen Firmen werden die Daten der Mitarbeiter an mehreren Stellen erfasst. Die Buchhaltung verfügt über ein eigenes Programm zur Gehaltsabrechnung mit den Daten der Mitarbeiter, die Abteilungsleiter haben die Daten der Mitarbeiter ihrer Abteilung ebenfalls erfasst, und der Betriebsrat pflegt eine eigene Excel-Tabelle dieser Daten. Bereits bei dieser Speicherung von Daten an nur drei verschiedenen Stellen stellt man bei einer Überprüfung schnell fest, dass die Daten in den seltensten Fällen untereinander abgeglichen sind: Die neue Adresse eines Mitarbeiters wurde nach seinem Umzug nicht in allen drei Datenbeständen geändert, schon lange ausgeschiedene Mitarbeiter wurden nicht gelöscht und so weiter.
Übertragen auf eine Datenbank, entspräche dieses Beispiel der Tatsache, dass die Mitarbeiterinformationen dreimal innerhalb einer Datenbank abgespeichert worden wären, beispielsweise in verschiedenen Tabellen. Als Konsequenz daraus ergäbe sich die Tatsache, dass je nachdem, welche Tabelle zur Abfrage herangezogen wird, unterschiedliche Informationen zu einem Mitarbeiter zurückgeliefert würden, eben in Abhängigkeit davon, ob ein aktueller oder veralteter Datensatz als Quelle der Information diente. Mit anderen Worten: Die Korrektheit und Verlässlichkeit der Daten, die auch als Datenintegrität bezeichnet wird, wäre nicht mehr gewährleistet. Eine Datenbank, die nur zufällig korrekte Informationen ausgibt, ist aber praktisch wertlos.
Natürlich ist mit der Datenintegrität nicht die absolute Fehlerfreiheit von Daten gemeint: Zwar können Daten während der Eingabe von modernen Datenbanksystemen auf bestimmte Fehler hin überprüft werden, einen Schutz vor Schreibfehlern bei der Eingabe z. B. eines Vor- oder Nachnamens kann auch das beste Datenbanksystem nicht bieten.
Das Beispiel der dreifach erfassten Datensätze macht deutlich, welche Bedeutung die Vermeidung von Redundanz in Bezug auf die Datenintegrität hat: Wird Redundanz vermieden, also eine Information immer nur einmal an einer Stelle innerhalb der Datenbank gespeichert, entspricht diese Information immer dem letzten, aktuellsten Stand. Die Vermeidung von Redundanz sollte daher bei einem Datenbankentwurf – wie wir ihn in Kapitel 3, »Logischer Datenbankentwurf«, beschreiben – immer einen wichtigen Gesichtspunkt darstellen. Die Datenbanktheorie stellt Methoden und Hilfsmittel zur Verfügung, um dieses Ziel zu erreichen.
Nachdem wir den Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein von Redundanz und der möglichen Auswirkung auf die Datenintegrität beschrieben haben, soll nun noch eine – in der praktischen Arbeit mit Datenbanken häufig gestellte – Frage beantwortet werden: Wann genau liegt Redundanz innerhalb einer Datenbank vor? Gerade bei der ersten Beschäftigung mit Datenbanken sorgt dieser Begriff immer wieder für Irritationen. Stellt schon die mehrfache Nennung eines Eintrags – des Wohnorts, der Steuerklasse und so weiter – bei den verschiedenen Datensätzen einer Tabelle schon Redundanz dar oder nicht? Die folgende Anmerkung soll diesen Aspekt erläutern:
Hinweis
Der Begriff Redundanz wird häufig falsch interpretiert. Ist z. B. in einer Tabelle, in der die Daten von Mitarbeitern erfasst werden, eine Spalte vorhanden, in der die Abteilung des Angestellten (Lager, Versand, Buchhaltung etc.) erfasst wird, so stellt das mehrfache Vorkommen dieser Begriffe in der Spalte keine Redundanz dar! Redundanz entstünde in diesem Fall erst dann, wenn an mehreren Stellen innerhalb der Datenbank die Information erfasst würde, dass ein bestimmter Angestellter seiner jeweiligen Abteilung zuzuordnen ist.
Auch wenn die Vermeidung von Redundanz ein Hauptmerkmal des Entwurfs von relationalen Datenbanken darstellt, so ist das Auftreten von Redundanzen nicht immer zu vermeiden. Innerhalb einer Firma könnten z. B. zwei oder mehrere Datenbanken Verwendung finden, deren Datenbestand sich teilweise überschneidet.
In diesem Fall muss sichergestellt sein, dass Änderungen von Datensätzen in der einen Datenbank auch auf die anderen redundanten Datensätze anderer Datenbanken übertragen werden. Man bezeichnet diesen Sachverhalt als die Wahrung der Datenkonsistenz.
2.2.1 Struktureller Aufbau von Tabellen
Da Tabellen die elementaren Bestandteile von relationalen Datenbanken darstellen, sollen anhand von Abbildung 2.3 einige mit Tabellen in Zusammenhang stehende Begriffe erklärt werden.
Abbildung 2.3 Ausschnitt aus der Tabelle »Product«
Dargestellt ist der Auszug einer Tabelle aus der Beispieldatenbank AdventureWorks2016CTP3. Diese Beispieldatenbank bildet die Vorgänge innerhalb einer Firma ab, die sich mit der Herstellung von Fahrrädern beschäftigt. Die abgebildete Tabelle enthält Informationen über Produkte, die von dem Fahrradhersteller eingekauft und verkauft werden.
Wie Sie erkennen, besteht eine Tabelle innerhalb einer relationalen Datenbank aus einer zweidimensionalen Struktur von Spalten und Zeilen, wobei jede Zeile innerhalb einer Tabelle einen Datensatz darstellt. Der grundsätzliche strukturelle Aufbau von Tabellen innerhalb einer relationalen Datenbank kann – vereinfacht – durch die folgenden Punkte beschrieben werden:
- Tabellenname
Jede Tabelle muss über einen eindeutigen Namen verfügen, unter dem sie anzusprechen ist. Dieser Name wird im Datenbankkontext auch Bezeichner genannt. - Spaltenname
Die Spalten einer Tabelle müssen ebenfalls über eine...
