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2023 | Buch

SQL- & NoSQL-Datenbanken

9. erweiterte und aktualisierte Auflage

verfasst von: Michael Kaufmann, Andreas Meier

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Die Autoren führen in relationale (SQL) und nicht-relationale (NoSQL) Datenbanken ein. Die 9. Auflage erklärt die drei Typen relationale Datenbanken, Graphdatenbanken und Dokumentdatenbanken im Detail anhand der Themen Datenbankmanagement, Datenbankmodellierung, Datenbanksprachen, Datenbanksicherheit und Systemarchitektur. Das Buch bietet außerdem einen Überblick auf postrelationale und nicht-relationale Datenbanksysteme.

In den ersten fünf Kapiteln analysieren die Autoren detailliert die Verwaltung, Modellierung, Sprachen, Sicherheit und Architektur von relationalen Datenbanken, Graphdatenbanken und Dokumentendatenbanken. Außerdem wird ein Überblick über andere SQL- und NoSQL-basierte Datenbankansätze gegeben. Neben klassischen Konzepten wie dem Entitäts- und Beziehungsmodell und seiner Abbildung in SQL-Datenbankschemata, Abfragesprachen oder dem Transaktionsmanagement werden weitere Aspekte für NoSQL-Datenbanken wie nicht-relationale Datenbankschemas und Abfragesprachen (MQL, Cypher), das Map/Reduce-Verfahren, Verteilungsoptionen (Sharding, Replikation) oder das CAP-Theorem (Consistency, Availability, Partition Tolerance) erläutert.

Die 9. Auflage bietet neu eine vertiefte Einführung in Dokumentdatenbanken mit einer Methode zur Modellierung von Dokumentstrukturen, einem Überblick auf dokumentenorientierte Datenbanksprache MongoDB Query Language MQL sowie Sicherheits- und Architekturaspekte. Die neue Auflage berücksichtigt neue Entwicklungen der Sprache Cypher. Das Thema Datenbanksicherheit wird neu als eigenes Kapitel eingeführt und im Detail bezüglich Datenschutz, Integrität und Transaktionen analysiert. Texte zum Datenmanagement, zur Datenbankprogrammierung und zum Data Warehouse wurden aktualisiert. Zudem erklärt die 9. Auflage die Konzepte JSON, JSON-Schema, BSON, indexfreie Nachbarschaft, Cloud-Datenbanken, Suchmaschinen und Zeitreihendatenbanken.

Eine Webseite ergänzt den Inhalt des Buches durch Tutorien für Abfrage- und Manipulationssprachen (SQL, Cypher), Übungsumgebungen für Datenbanken (MySQL, Neo4j), zwei Fallstudien mit OpenOffice Base und Neo4j sowie als Unterrichtsmaterial Folienvorlagen mit allen Abbildungen

Das Buch richtet sich sowohl an Studierende, die eine Einführung in das Gebiet der SQL- und NoSQL-Datenbanken möchten, als auch auch an Praktiker in Datenwissenschaften und Informatik, denen es hilft, Stärken und Schwächen relationaler und nicht-relationaler Ansätze sowie Entwicklungen für Big-Data-Anwendungen besser einschätzen zu können

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Datenbankmanagement
Zusammenfassung
Der Wandel von der Industrie- über die Dienstleistungs- zur Informations- und Wissensgesellschaft spiegelt sich in der Bewertung der Information als Produktionsfaktor. Information (engl. „information“) hat im Gegensatz zu materiellen Wirtschaftsgütern folgende Eigenschaften.
Michael Kaufmann, Andreas Meier
Kapitel 2. Datenbankmodellierung
Zusammenfassung
Ein Datenmodell (engl. „data model“) beschreibt auf strukturierte und formale Weise die für ein Informationssystem notwendigen Daten und Datenbeziehungen. Ein Datenbankmodell oder Schema definiert darauf aufbauend die entsprechende Strukturierung der Datenbasis. Benötigt man für die Bearbeitung von Informatikprojekten gemäß Abb. 2.1 Informationen über Mitarbeitende, Detailangaben über Projektvorhaben und Auskunft über einzelne Firmenabteilungen, so können in einem entsprechenden Datenmodell die dazu notwendigen Datenklassen (Datenkategorien) bestimmt und in Beziehung zueinander gebracht werden.
Michael Kaufmann, Andreas Meier
Kapitel 3. Datenbanksprachen
Zusammenfassung
Im vorangegangenen Kapitel haben wir gesehen, wie Datenbanken modelliert werden. Um die Datenbank zu betreiben, interagieren verschiedene Akteure mit ihr, wie in Abb. 3.1 dargestellt.
Michael Kaufmann, Andreas Meier
Kapitel 4. Datenbanksicherheit
Zusammenfassung
Sobald ein Datenbanksystem in Betrieb genommen wird, ist es Risiken ausgesetzt. Z. B. können Daten verloren gehen, ungewollt oder böswillig verändert oder preisgegeben werden. Um die Funktion eines Datenbanksystems langfristig sicherzustellen, orientiert man sich an den allgemeinen Zielen der Informationssicherheit nach klassischer Definition durch die CIA-Triade:
  • Confidentiality: Vertraulichkeit, also Schutz der Privatsphäre vor unerlaubter Kenntnisnahme von Informationen.
  • Integrity: Integrität, also Sicherstellung der Richtigkeit und Korrektheit der Informationen.
  • Availability: Verfügbarkeit, also Aufrechterhaltung des funktionellen Zustands des Informationssystems.
Michael Kaufmann, Andreas Meier
Kapitel 5. Systemarchitektur
Zusammenfassung
In den Fünfziger- und Sechzigerjahren des letzten Jahrhunderts wurden Dateisysteme auf Sekundärspeichern (Band, Magnettrommel, Magnetplatte) gehalten, bevor ab den Siebzigerjahren Datenbanksysteme auf den Markt kamen. Das Merkmal solcher Dateisysteme war der wahlfreie (engl. „random access“) oder direkte Zugriff (engl. „direct access“) auf das externe Speichermedium. Mit der Hilfe einer Adresse konnte ein bestimmter Datensatz selektiert werden, ohne dass alle Datensätze konsultiert werden mussten.
Michael Kaufmann, Andreas Meier
Kapitel 6. Postrelationale Datenbanksysteme
Zusammenfassung
Die relationale Datenbanktechnologie und insbesondere SQL-basierte Datenbanken haben sich in den 1980er- und 1990er-Jahren breit im Markt durchgesetzt. Auch heute noch sind SQL-Datenbanken ein De-facto-Standard für die meisten betrieblichen Datenbankanwendungen. Diese bewährte und breit abgestützte Technologie wird voraussichtlich noch Dekaden im Einsatz bleiben.
Michael Kaufmann, Andreas Meier
Kapitel 7. NoSQL-Datenbanksysteme
Zusammenfassung
In den Kap. 1 bis 5 wurden sämtliche Aspekte sowohl für SQL- als auch für Graph- und Dokumentdatenbanken im Detail beschrieben. Im Kap. 6 behandelten wir postrelationale Erweiterungen von SQL-Datenbanken. Das Kap. 7 gibt nun zum Abschluss einen abrundenden Überblick wichtiger NoSQL-Datenbanksysteme.
Michael Kaufmann, Andreas Meier
Backmatter
Metadaten
Titel
SQL- & NoSQL-Datenbanken
verfasst von
Michael Kaufmann
Andreas Meier
Copyright-Jahr
2023
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-67092-7
Print ISBN
978-3-662-67091-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-67092-7