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Entwicklung eines relationalen Datenbankschemas unter Oracle 7.1 sowie eines Zugangssystems zum Retrival über das World Wide Web für volkswirtschaftliche Zeitreihen

Kriterien zur DB-Schema- und Abfrageoptimierung anhand von Versuchen, Klassifizierung von DB-WWW-Anbindungsarchitekturen

Entwicklung eines relationalen Datenbankschemas unter Oracle 7.1 sowie eines Zugangssystems zum Retrival über das World Wide Web für volkswirtschaftliche Zeitreihen
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Ingo Ruth
  • Abgabedatum: März 1998
  • Umfang: 175 Seiten
  • Dateigröße: 21,3 MB
  • Note: 1,0
  • Institution / Hochschule: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-0875-6
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-0875-6 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-0875-6 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Ruth, Ingo März 1998: Entwicklung eines relationalen Datenbankschemas unter Oracle 7.1 sowie eines Zugangssystems zum Retrival über das World Wide Web für volkswirtschaftliche Zeitreihen, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Datenbankschema-Optimierung, Datenbank-WWW-Anbindung, Datenbankabfragen-Optimierung, Internet-Datenbanken, Oracle

Diplomarbeit von Ingo Ruth

Problemstellung:

Das heutige Zeitalter ist geprägt durch Menge und Schnellebigkeit von Informationen. Informationen sind betriebswirtschaftlicher Faktor (vgl. [BODENDORF94], S. 5) und damit Grundlage unternehmerischer Entscheidungen. Sie zeit- und kostenmäßig günstig bereitzustellen oder abzufragen rückt in den Mittelpunkt ökonomischen Handelns. Zur Speicherung großer Datenbestände - hierbei kann es sich um betriebliche Absatz- oder Kundendaten ebenso wie um gesamtwirtschaftliche Informationen handeln - werden Datenbanken verwendet und mit einer spezifischen Benutzeroberfläche ausgestattet.

Eine zunehmende Rolle im Zusammenhang der Informationsbeschaffung spielt das World Wide Web, einerseits als Informationsquelle selbst, andererseits als Möglichkeit, unterschiedliche Datenbanksysteme durch dieselbe Zugangstechnologie zu vereinen. Eine derartige Integration kann sowohl weltweit, d.h. im Internet, als auch firmenintern, d.h. im Intranet realisiert werden.

Nutznießer derartiger Inter- bzw. Intranetlösungen wären neben Entscheidungsträgern beispielsweise Informationsdienstleistungsunternehmen, die ihre Daten kostengünstig und schnell aktualisieren können, Außendienstmitarbeiter, die auf neueste Kundendaten zurückgreifen möchten, oder Unternehmen, die ihre Produktpalette online zum Verkauf anbieten. In der Praxis bereits vielfach vorzufindende Data Warehouse Systeme dieser Art schaffen durch das zentralisierte globale Informationsangebot zunehmend Markttransparenz und bieten im Sinne von Systemintegration und Lean Management (vgl. [PFEIFFER94], S.83 ff.) eine sehr flexible Möglichkeit, Kunden und Lieferanten in das eigene Unternehmen zu integrieren.

Die Akzeptanz von Datenbanken im World Wide Web hängt im wesentlichen von der Performance der Gesamtanwendung ab. Diese läßt sich untergliedern in Performance der Datenbank und ihrer Abfragen, der Art der Anknüpfung an das World Wide Web, der Netzkapazität, sowie der Datenflußmenge der Anwendung im Netz. Da die Kapazität des Netzes kaum beeinflussbar ist, kann nur versucht werden dieses Problem durch geringen Datenfluß zu umgehen. Die verbleibenden Ansatzpunkte Datenbankperformance und Anknüpfungsart sind im wesentlichen von Anwendungsspezifika und Rechner- bzw. Softwareressourcen geprägt. Thema und Ziel dieser Arbeit soll es sein, Problemfelder und Lösungsansätze zu dieser Problematik aufzuzeigen.

Eine CD-ROM-Datenbank mit jährlich vom Statistischen Bundesamt erhobenen wirtschafts- und sozialwissenschaftlichen Zeitreihen bildet die Grundlage der Arbeit. Dieser Datenbestand wird unter einer ORACLE-Datenbank in ein relationales Datenbankschema überführt. Nach einer einführenden Begriffsabgrenzung im 2. Kapitel werden im 3. Kapitel das Leistungsprofil der CD-ROM und die Anforderungen an die Datenbank im World Wide Web in Form eines Pflichtenheftes vorgestellt.

Bereits beim Erstellen des Schemas einer Datenbank muß berücksichtigt werden, welcher Abfragemittel man sich bei der Anknüpfung an das Web bedient. Gerade ORACLE bietet hier diverse Arten der Abfrage und damit Möglichkeiten der Aufbereitung. In etwas abgewandelter Form sind diese aber auch bei namhaften anderen Datenbanken wiederzufinden. Kapitel 4 behandelt die Entwicklung des relationalen Datenbankschemas. Darauf aufbauend wird im 5. Kapitel auf weitere Optimierungsansätze bei der Abfrageperformance eingegangen. Die Wirkung dieser Ansätze korreliert aber stark mit der Anzahl der Datensätze sowie dem Datenbankschema. Damit sind die in diesen beiden Kapiteln diskutierten Problemfelder besonders abhängig von Anwendungsanforderungen.

Bei der eigentlichen Anknüpfung der Datenbank an das World Wide Web haben sich verschiedene Architekturtypen gebildet (Kapitel 6 und 7). Sie vorzustellen und zu diskutieren soll einen Schwerpunkt, eine Kategorisierung von Auswahlkriterien ein Ziel dieser Arbeit ausmachen. Im 7. Kapitel wird in diesem Zusammenhang die Bedeutung von Java vertieft. Es bietet die Möglichkeit zur Verbesserung der Performance durch Minimierung des Datenflusses im Netz und Verlagerung von Rechenleistung auf die Clientseite. Eine flexible und komfortable Weiterverarbeitung der Ergebnisdaten auf Clientseite wird damit überhaupt erst realisierbar.

Als Abrundung soll nach einer Zusammenfassung in einem Ausblick versucht werden, eine mögliche Richtung in der Entwicklung der Datenbankintegration im World Wide Web aufzuzeigen.

Aufgrund der Komplexität sowohl des Themas Datenbanken als auch des Themas World Wide Web kann in dieser Arbeit keinesfalls auf alle Details eingegangen werden. Vielmehr soll anhand der Entwicklung einer Rechercheanwendung versucht werden, die entstehenden Problemfelder global abzugrenzen um in den Bereichen, die als kritisch für die Zielsetzung einer Optimierung der Gesamtanwendung gesehen werden, detailliertere Lösungsansätze zu skizzieren.

Inhaltsverzeichnis:

BAND I
1. Einführung 1
1.1 Motivation 1
1.2 Vorgehensweise 1
2. Begriffsabgrenzung 3
2.1 Datenbanksysteme 3
2.1.1 Historische Entwicklung 3
2.1.2 Relationale Datenbankmanagement-Systeme 4
2.1.3 Datenbankabfragesprachen 5
2.1.4 ORACLE 7.1 Server 6
2.2 World Wide Web 8
2.3 Objektorientierung und Java 10
3. Anforderungsanalyse und Anforderungsziel der Zeitreihendatenbank 12
3.1 Beschreibung des Datenbestandes 12
3.2 Leistungsprofil der Statisbund-CD 15
3.2.1 Zentrale Funktionen 15
3.2.2 Suchfunktionen 15
3.2.3 Auswertende Funktionen 17
3.2.4 Zusammenfassung 17
3.3 Leistungsprofil der Zeitreihendatenbank des Statistischen Bundesamtes im WWW 18
3.3.1 Dokumentationen und Recherche 19
3.3.2 Weiterverarbeitung der Zeitreihen 20
3.3.3 Zusatzinformationen 20
3.3.4 Zusammenfassung 20
3.4 Pflichtenheft 21
3.4.1 Allgemeine Anforderungen 21
3.4.2 Zukünftige Anforderungen 24
3.4.3 Zusammenfassung 24
4. Entwicklung eines relationalen Schemas unter ORACLE 7.1 25
4.1 Relationales Datenmodell 25
4.1.1 Modellierung 25
4.1.2 Aufbereiten der Daten zu Universalrelationen 26
4.2 Normalisierung 27
4.2.1 Gründe für die Normalisierung 27
4.2.2 Die Normalformen einer Relation 28
4.2.3 Denormalisierung zur Verbesserung der Anwendungsperformance 30
4.2.4 Ergebnis der Normalisierung 33
4.3 Überlegungen zu Speicherbedarf und Performance 34
4.3.1 Aufbau der Speicherstrukturen in ORACLE 34
4.3.2 Optimierung der Speicherung 34
4.3.2.1 Indizierung 35
4.3.2.2 Physisches Verteilen von Tabelle und Index auf verschiedene Festplatten 35
4.3.2.3 Speicherparameter 36
4.3.2.4 Cluster 38
4.3.3 Ergebnis der Optimierung 42
4.4 Aufbereiten und Einlesen der Daten 43
4.4.1 Verwendung von Excel-Makros 43
4.4.2 Verwendung einer 3.GL-Sprache 43
4.4.3 Verwendung von PL/SQL 45
4.5 Zusammenfassung und Schluß der Schemaentwicklung 45
5. Entwicklung und Optimierung von Datenbankanfragen 46
5.1 Der Query-Optimizer 46
5.1.1 Optimierungsansätze 46
5.1.2 Wahl eines Optimierungsansatzes 47
5.2 Optimierung von SQL-Statements 47
5.2.1 Einfache Abfragen 48
5.2.2 Joins 50
5.2.3 Geschachtelte Statements 51
5.2.4 Optimierung durch Verwendung von PL/SQL 52
5.2.5 Optimierung durch Verwendung von Dynamic SQL 52
5.2.6 Zusammenfassung der Optimierungsansätze 53
5.3 Wahl der Abfragemittel 53
5.3.1 SQL 53
5.3.2 PL/SQL 54
5.3.3 Embedded SQL 54
5.3.4 Dynamic SQL 55
5.3.5 Übersicht über die Entscheidungskriterien 56
5.4 Zusammenfassung und Schluß zur Anfrageentwicklung 56
6. Serverlastige Architekturtypen der DB-Anbindung an das WWW 57
6.1 DB-Report-Generatoren 57
6.2 CGI-basierte Architekturtypen 58
6.2.1 CGI-Executable 58
6.2.2 Fast-CGI-Executable 60
6.2.3 CGI-Application-Server 60
6.3 Servererweiternde Architekturtypen 61
6.3.1 HTTP-Server-API 61
6.3.2 HTTP-Server mit ODBC-Schnittstelle 62
6.3.3 HTTP-Server mit Cartridges-Interface 63
6.3.4 Der ORACLE Web Application Server 64
6.4 DBMS-Erweiternder Architekturtyp 66
6.5 Zusammenfassung und Übersicht 66
7. Clientlastige Architekturtypen der DB-Anbindung an das WWW 68
7.1 External Viewer 68
7.2 Browser Extension Architekturtypen 69
7.3 Java Architekturtypen 70
7.3.1 JDBC 70
7.3.2 JSQL 72
7.4 Zusammenfassung 72
8. Vorstellung der Anwendung und Zusammenfassung 74
9. Ausblick 76
BAND II
ANHANG A: Abbildungen
ANHANG B: Übersichten und Beispiele
ANHANG C: Versuche
ANHANG D: Verzeichnisse über Literatur, Abkürzungen und Inhalt der Datei

Arbeit zitieren:
Ruth, Ingo März 1998: Entwicklung eines relationalen Datenbankschemas unter Oracle 7.1 sowie eines Zugangssystems zum Retrival über das World Wide Web für volkswirtschaftliche Zeitreihen, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Datenbankschema-Optimierung, Datenbank-WWW-Anbindung, Datenbankabfragen-Optimierung, Internet-Datenbanken, Oracle

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