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...
