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Über dieses Buch

Datenbanksysteme müssen - speziell in Nicht-Standard-Anwendungen wie CAD/CAM u.ä. - neben den rein passiven Datenbeständen auch aktive Elemente verwalten. Dies gilt in besonderem Maße im Bereich der Konsistenzsicherung von Mengen hochkomplexer Daten und Regeln, in dem bisher entwickelte Lösungen nicht ausreichen. Das Buch stellt dar, wie Triggermechanismen den entsprechenden Anforderungen gerecht werden können. Es wird ein umfassendes und allgemein einsetzbares Konzept - der Event-Trigger-Mechanismus ETM - neu entwickelt und in seinen Eigenschaften detailliert dargestellt. Der ETM gliedert sich als eigenständige Komponente in die DBMS-Architektur ein. Darauf aufbauend werden Systemschichten für die Definition von Dämonen zur Zustandsüberwachung und für die Realisierung von Konsistenzregeln eingesetzt. Ausführliche Beispiele und Angaben zur Implementierung runden die Darstellung der Konzeption ab. Der Mechanismus ist neben der Konsistenzsicherung für eine Reihe weiterer Aufgaben wie Reorganisation, Alarmbehandlung, Zugriffsüberwachung usw. einsetzbar.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

0. Einleitung

Zusammenfassung
Rechnergestutzte Entwurfsumgebungen stellen Anforderungen an die Verwaltung der zugrundeliegenden Daten, die mit herk(jmmlichen Datenbankmechanismen nicht oder nur äußerst unzureichend erfüllt werden. Dies ist außer in den typischen Hardware- und Software-Konstellationen in entwurfsunterstützenden Systemen vor allem in den Ablaufstrukturen des Entwurfsprozesses, den dabei manipulierten Objekten und dem organisatorischen Umfeld begründet.
Angelika M. Kotz

1. Charakterisierung von Entwurfsumgebungen

Zusammenfassung
Der Begriff des Entwerfens beschreibt im weitesten Sinn die Konzipierung und Gestaltung von Artefakten, die nachfolgend als Produkte realisiert werden sollen. Der Entwurfsprozeß umfaßt dabei die Lösungsfindung unter gegebenen Randbedingungen und Vorgaben, sowie die Beschreibung des Artefakts als Grundlage für den Produktionsprozeß.
Angelika M. Kotz

2. Analyse der Konsistenzproblematik in Entwurfsumgebungen

Zusammenfassung
Im folgenden wird zunächst eine Klärung des Begriffs Konsistenz sowie der damit in Zusammenhang stehenden Terminologie vorgenommen. Insbesondere wird der Semantikbegiff im Datenbankbereich als Grundlage der Konsistenz präzisiert. Im Anschluß daran wird die Konsistenzproblematik, wie sie sich in herkömmlichen Datenbankanwendungen darstellt, kurz charakterisiert. Schließlich werden die besonderen Konsistenzanforderungen in Entwurfsumgebungen analysiert und die Unterschiede zu klassischen Konsistenzproblemen aufgezeigt.
Angelika M. Kotz

3. Eignung existierender DB-Mechanismen für die Konsistenzsicherung in Entwurfsumgebungen

Zusammenfassung
In Entwurfsumgebungen ist, wie in Kap. 2 erläutert, eine voll automatisierte Konsistenzsicherung ausgeschlossen. Die Steuerung durch den Benutzer ist unverzichtbar. Ferner existieren algorithmisch komplexe Anwendungsprogramme, deren spezielle Aufgabe es ist, die Entwurfsdaten auf ihre Konsistenz hinsichtlich bestimmter Gesetzmäßigkeiten zu überprüfen. Es wäre jedoch falsch, aus diesen Tatsachen den Schluß zu ziehen, daß die Konsistenzsicherung keiner Unterstützung durch das Datenbanksystem bedarf, das Gegenteil trifft zu. Gerade weil Entwurfsanwendungen durch besonders weitreichende Konsistenzregeln charakterisiert sind, müssen hier die Möglichkeiten der zentralen Konsistenzkontrolle innerhalb des Datenbanksystems genutzt werden. Die Forderung, dem Benutzer Entscheidungen und Aktionen hinsichtlich der Konsistenzsicherung zu überlassen, ist zu verbinden mit der Forderung, ihn hierbei zentral zu unterstützen. Er muß Informationen über den bisher erreichten Konsistenzzustand sowie über die für ihn relevanten Entscheidungen und Aktionen anderer Benutzer erhalten. Die Effektivität und Effizienz der Benutzerentscheidungen wird durch eine zentrale Koordination an der Stelle, an der sämtliche Daten zusammenlaufen, wesentlich erhöht. Die existierenden Prüfprogramme sind zwar sehr mächtige Werkzeuge, decken aber jedes für sich betrachtet nur jeweils einen isolierten Teilbereich der Datenkonsistenz ab. Erst durch zentrale Überwachung der Prüfergebnisse und Koordination ihres Ablaufs wird umfassende Konsistenzsicherung betrieben.
Angelika M. Kotz

4. Das Event/Trigger-Konzept

Zusammenfassung
In den vorangehenden Kapiteln wurde die Entwicklung des Event/Trigger-Mechanismus aus den Anforderungen der Konsistenzsicherung im Rahmen eines EDBMS heraus motiviert. Das hieraus entstandene Konzept stellt jedoch keinen reinen Datenbankmechanismus dar, sondern einen wesentlich umfassenderen Mechanismus, der in die Klasse der Grundmechanismen für Ausnahmebehandlung, Software-Unterbrechungen und Kommunikation lose gekoppelter Prozesse einzuordnen ist und auch hierfür eine Verallgemeinerung darstellt.
Angelika M. Kotz

5. Geltungsbereiche

Zusammenfassung
Der Begriff der Geltungsbereiche ist orthogonal zum bisher vorgestellten Event-Trigger-Grundmechanismus. Der ETM ist auch ohne ein zusätzliches Bereichskonzept brauchbar, Benutzungskomfort und Lokalitätsverhalten werden durch ein solches Konzept jedoch wesentlich verbessert. Lokalität ist selbstverständlich auch durch (De-)Aktivieren von Triggern erreichbar — durch die Verwendung unterschiedlicher Geltungbereiche ist die Anwendung jedoch einfacher und weniger fehleranfällig. Auch hinsichtlich einer effizienten Implementierung bietet ein Bereichskonzept Vorteile, wie in Kap.9 gezeigt wird.
Angelika M. Kotz

6. Verwendung des ETM am Beispiel des DBMS

Zusammenfassung
In den vorausgegangenen Kapiteln wurde der ETM als Ablaufsteuerungsmechanismus mit loser Kopplung zwischen auslösendem Ereignis und ausgeführten Aktionen vorgestellt. Im folgenden soll nun die Verbindung zwischen dem ETM und einem anwendenden Grundsystem dargestellt werden. Dabei stellt das DBMS im engeren Sinne ein spezielles solches Grundsystem dar, das als Anwender des ETM auftritt. Im Rahmen der Systemarchitektur wird der ETM in einer eigenen Komponente realisiert, die über ihre Schnittstelle sowohl vom Endbenutzer als auch von anderen Systemteilen angesprochen werden kann. Umgekehrt kann die ETM-Komponente ihrerseits von Leistungen des Grundsystems Gebrauch machen, z.B. vom DBMS, um Information über ETM-Konstrukte abzuspeichern oder Synchronisation der Aktionen durchzuführen. Im folgenden wird die Grobarchitektur gemäß Abb. 6-1 zugrundegelegt, wobei an der Stelle des Grundsystems z.B. das DBMS stehen kann.
Angelika M. Kotz

7. Anwendung des ETM für die Konsistenzsicherung

Zusammenfassung
Das Event/Trigger-Konzept in seiner Grundform stellt, wie oben bereits betont, einen allgemeinen Ablaufsteuerungsmechanismus dar und ist prinzipiell unabhängig von seiner Anwendung im Rahmen der Konsistenzsicherung. Im folgenden wird nun ausführlich dargestellt, wie der Mechanismus als flexibles und mächtiges Werkzeug für die Überwachung und Erzeugung der Datenkonsistenz eingesetzt wird.
Angelika M. Kotz

8. Beispiele für die Verwendung des ETM in Entwurfsumgebungen

Zusammenfassung
Im folgenden werden wir die Leistungsfähigkeit des ETM anhand typischer Strukturen der Entwurfsumgebung beispielhaft darstellen. Es handelt sich dabei um die folgenden Aspekte:
  • hierarchischer Aufbau von Objekten
  • Zusammensetzung eines Objekts aus Schnittstelle und Implementierung
  • Verwendung unvollständiger Unterobjekte
  • Teamarbeit/Change Notification
  • Strukturierung von Entwürfen (Repräsentationen, Varianten, Konfigurationen)
  • Verfahrensplan
  • Integration existierender Prüfwerkzeuge
Angelika M. Kotz

9. Implementierungsaspekte

Zusammenfassung
In Entwurfsumgebungen wird effizientes Zugriffsverhalten beim Arbeiten auf großen, vielfältig strukturierten Datenbeständen gefordert. Dies bedeutet, daß auch bei der Implementierung des ETM das Schwergewicht auf Laufzeiteffizienz gelegt werden muß. Besonders wichtig ist die sehr schnelle Abwicklung der RAISE-Operation, da von einer großen Zahl ausgelöster Ereignisse ausgegangen werden muß. Sowohl Standardereignisse als auch benutzerdefinierte Ereignisse werden häufig ausgelöst, ohne daß Aktionen über Trigger mit ihnen assoziiert sind. Bei der Implementierung wird darauf Wert gelegt, daß in diesem Fall, d.h. bei der Anwendung des reinen Mechanismus — ohne Ausführung von Aktionen — minimaler Zeitaufwand entsteht. Nennenswerte Kosten entstehen erst, wenn zusätzliche Leistungen durch Aktionen erbracht werden müssen.
Angelika M. Kotz

10. Wertung und Ausblick

Zusammenfassung
Der ETM wurde als ein allgemeiner Ablaufsteuerungsmechanismus mit loser Kopplung zwischen auslösender Situation und angestoßener Reaktion eingeführt. Er stellt eine Verallgemeinerung von speziellen Triggermechanismen in Datenbanksystemen dar. In einem umfassenderen Kontext ist er dem Bereich der Ausnahmebehandlung und der Kommunikation verteilt kooperierender Prozesse zuzuordnen und besitzt ferner Bezüge zum KI-Konzept der Dämonen. Er geht damit über die Funktion als reiner Datenbankmechanismus weit hinaus. Der Grundmechanismus kann mit wenigen Konzepten und einem überschaubaren Satz von Operatoren beschrieben werden. Für die Problemkreise, die bei der Ausgestaltung des Grundmechanismus auftreten (Kontexteinbindung, Kooperation und Konkurrenz, Ablauforganisation, Terminierung und Gültigkeit), konnten geeignete Lösungen angegeben werden.
Angelika M. Kotz

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