| Vorwort zur sechsten Auflage | 5 |
| Inhaltsverzeichnis | 11 |
| Grundlegende Konzepte | 25 |
| Motivation und Historie | 25 |
| Komponenten und Funktionen | 31 |
| Prinzipien und Aufgaben | 32 |
| Einsatzgebiete, Grenzen und Entwicklungstendenzen | 34 |
| Wann kommt was? | 37 |
| Beispielanwendung | 38 |
| Vertiefende Literatur | 40 |
| Übungsaufgaben | 40 |
| Relationale Datenbanken – Daten in Tabellen | 41 |
| Relationen für tabellarische Daten | 41 |
| Begriffe im Relationenmodell | 42 |
| Integritätsbedingungen: Schlüssel | 43 |
| Integritätsbedingungen: Fremdschlüssel | 44 |
| Datendefinition in SQL | 45 |
| Mögliche Wertebereiche in SQL | 46 |
| Beispiele für die Datendeklaration | 46 |
| Nullwerte | 47 |
| Grundoperationen: Die Relationenalgebra | 47 |
| Selektion | 48 |
| Projektion | 49 |
| Natürlicher Verbund | 49 |
| Umbenennung | 51 |
| Mengenoperationen | 51 |
| Qualität entworfener Tabellen | 52 |
| SQL als Anfragesprache | 55 |
| Änderungsoperationen in SQL | 57 |
| Die update-Anweisung | 57 |
| Die delete-Anweisung | 59 |
| Die insert-Anweisung | 60 |
| Sichten in SQL | 61 |
| Wie geht es weiter? | 61 |
| Übungsaufgaben | 62 |
| I Kernkonzepte relationaler Datenbanken | 63 |
| Architekturen von Datenbanksystemen | 65 |
| Schemaarchitektur und Datenunabhängigkeit | 66 |
| Systemarchitekturen | 71 |
| ANSI-SPARC-Architektur | 71 |
| Der Weg einer Anfrage | 74 |
| Fünf-Schichten-Architektur | 76 |
| Konkrete Systemarchitekturen | 79 |
| Anwendungsarchitekturen | 83 |
| Zusammenfassung | 87 |
| Vertiefende Literatur | 87 |
| Übungsaufgaben | 88 |
| Das Entity-Relationship-Modell | 91 |
| Datenbankmodelle | 91 |
| Grundlagen des Entity-Relationship-Modells | 98 |
| Grundkonzepte des klassischen ER-Modells | 98 |
| Ein einfaches Beispiel für ein ER-Schema | 105 |
| Semantik eines ER-Schemas | 107 |
| Eigenschaften von Beziehungen | 107 |
| Stelligkeit | 108 |
| Kardinalitäten und funktionale Beziehungen | 111 |
| Kardinalitäten in der klassischen Chen-Notation | 114 |
| Kardinalitäten in funktionaler Notation | 115 |
| Kardinalitäten in Intervallnotation | 116 |
| Weitere Konzepte im Entity-Relationship-Modell | 121 |
| Abhängige Entity-Typen | 122 |
| Die ist-Beziehung | 123 |
| Optionalität von Attributen | 125 |
| Zusammenfassung | 126 |
| Vertiefende Literatur | 126 |
| Übungsaufgaben | 127 |
| Relationenmodell und Relationenalgebra | 129 |
| Relationenmodell: Strukturteil | 129 |
| Schemata und Instanzen | 130 |
| Integritätsbedingungen | 134 |
| Relationenalgebra: Operationenteil | 138 |
| Kriterien für Anfragesprachen | 139 |
| Relationenalgebra | 140 |
| Änderungsoperationen | 151 |
| Allgemeine Grundprinzipien | 152 |
| Relationale Änderungsoperationen | 153 |
| Zusammenfassung | 154 |
| Vertiefende Literatur | 154 |
| Übungsaufgaben | 154 |
| Phasen des Datenbankentwurfs | 159 |
| Entwurfsaufgabe | 159 |
| Phasenmodell | 162 |
| Anforderungsanalyse | 164 |
| Konzeptioneller Entwurf | 165 |
| Verteilungsentwurf | 167 |
| Logischer Entwurf | 168 |
| Datendefinition | 170 |
| Physischer Entwurf | 170 |
| Implementierung und Wartung | 171 |
| Objektorientierte Entwurfsmethoden | 171 |
| Phasenbegleitende Methoden | 172 |
| Aspekte der Datenintegration | 172 |
| Heterogenität der Datenmodelle | 173 |
| Heterogene Datenbankschemata | 173 |
| Heterogenität auf der Datenebene | 174 |
| Schemakonflikte bei der Integration | 175 |
| Entity-Relationship-Abbildung auf das Relationenmodell | 176 |
| Informationskapazität | 177 |
| Beispiel für eine Abbildung auf das Relationenmodell | 179 |
| Abbildungsregeln für das relationale Modell | 180 |
| Zusammenfassung | 189 |
| Vertiefende Literatur | 189 |
| Übungsaufgaben | 190 |
| Relationaler Datenbankentwurf | 191 |
| Funktionale Abhängigkeiten | 193 |
| Definition funktionaler Abhängigkeiten | 193 |
| Ableitung von funktionalen Abhängigkeiten | 195 |
| Schemaeigenschaften | 201 |
| Änderungsanomalien | 201 |
| Normalformen | 203 |
| Minimalität | 210 |
| Transformationseigenschaften | 211 |
| Abhängigkeitstreue | 211 |
| Verbundtreue | 213 |
| Entwurfsverfahren | 216 |
| Ziele | 216 |
| Dekompositionsverfahren | 217 |
| Ausblick Syntheseverfahren | 221 |
| Zusammenfassung | 222 |
| Vertiefende Literatur | 222 |
| Übungsaufgaben | 222 |
| Die relationale Datenbanksprache SQL | 225 |
| SQL als Datendefinitionssprache | 226 |
| Erzeugen von Tabellen | 227 |
| Tabellen mit Integritätsbedingungen | 231 |
| Löschen und Ändern von Tabellendefinitionen | 232 |
| Erzeugen und Löschen von Indexen | 234 |
| SQL als relationale Anfragesprache | 235 |
| Überblick | 236 |
| Die from-Klausel | 237 |
| Die select-Klausel | 240 |
| Die where-Klausel | 242 |
| Mengenoperationen | 246 |
| Schachtelung von Anfragen | 247 |
| Mächtigkeit des SQL-Kerns | 253 |
| Änderungsoperationen in SQL | 254 |
| Übersicht über Änderungen in SQL | 255 |
| Die update-Anweisung | 255 |
| Die delete-Anweisung | 257 |
| Die insert-Anweisung | 258 |
| Die merge-Anweisung | 259 |
| Probleme bei SQL-Änderungen | 260 |
| Zusammenfassung | 261 |
| Vertiefende Literatur | 261 |
| Übungsaufgaben | 262 |
| II Erweiterte Konzepte für relationale Datenbanken | 265 |
| Erweiterter relationaler Datenbankentwurf | 267 |
| Überdeckungen von funktionalen Abhängigkeiten | 268 |
| Nicht-redundante Überdeckung | 269 |
| Reduzierte Überdeckung | 271 |
| Bildung von Äquivalenzklassen | 273 |
| Minimale Überdeckung | 274 |
| Ringförmige Überdeckung | 275 |
| Syntheseverfahren | 276 |
| Ablauf der Synthese | 277 |
| Erreichung der Verbundtreue | 279 |
| Verfeinerung des Entity-Relationship-Datenbankentwurfs | 280 |
| Mehrwertige Abhängigkeiten | 281 |
| Grundlagen | 281 |
| Schemaeigenschaften | 284 |
| Transformationseigenschaften | 286 |
| Weitere Abhängigkeiten und Normalformen | 286 |
| Verbundabhängigkeiten | 286 |
| Inklusionsabhängigkeiten | 287 |
| Weitere relationale Entwurfsverfahren | 288 |
| Weitere Anwendungen der relationalen Theorie | 289 |
| Zusammenfassung | 290 |
| Vertiefende Literatur | 291 |
| Übungsaufgaben | 292 |
| Grundlagen von relationalen Anfragen | 293 |
| Erweiterungen der Relationenalgebra | 293 |
| Anfragekalküle | 297 |
| Ein allgemeiner Kalkül | 297 |
| Ergebnisbestimmung einer Anfrage | 299 |
| Tupelkalkül | 300 |
| Definition des Tupelkalküls | 300 |
| Beispielanfragen im Tupelkalkül | 301 |
| Bezug zu SQL | 302 |
| Bereichskalkül | 304 |
| Sichere Anfragen | 306 |
| Beispielanfragen im Bereichskalkül | 307 |
| Eigenschaften des Bereichskalküls | 309 |
| Relationenalgebraoperationen im Bereichskalkül | 309 |
| Zusammenfassung | 310 |
| Vertiefende Literatur | 310 |
| Übungsaufgaben | 312 |
| Erweiterte Konzepte von SQL | 315 |
| Weitere Operationen und Prädikate | 315 |
| Skalare Ausdrücke | 315 |
| Prädikate | 321 |
| Quantoren und Mengenvergleiche | 321 |
| Behandlung von Nullwerten | 324 |
| Aggregation, Gruppierung und Sortierung | 326 |
| Aggregatfunktionen | 326 |
| Gruppierung | 329 |
| Sortierung | 332 |
| Erweiterte Aggregatfunktionen in SQL:2003 | 333 |
| Top-k-Anfragen | 338 |
| Skyline-Anfragen | 341 |
| Äußere Verbunde | 342 |
| Künstliche Schlüssel und Sequenzgeneratoren | 344 |
| Benannte Anfragen und Rekursion | 346 |
| Benannte Anfragen | 346 |
| Rekursive Anfragen | 347 |
| Erkennung von Tupelmustern | 355 |
| SQL-Versionen | 359 |
| SEQUEL2 | 359 |
| SQL-89 | 361 |
| SQL-92 | 361 |
| SQL:1999 und SQL:2003 | 363 |
| SQL:2006 und SQL:2008 | 365 |
| SQL:2011 und SQL:2016 | 365 |
| Zusammenfassung | 368 |
| Vertiefende Literatur | 368 |
| Übungsaufgaben | 368 |
| Weitere relationale Datenbanksprachen | 373 |
| QUEL | 374 |
| Anfragen in QUEL | 374 |
| Änderungsoperationen in QUEL | 377 |
| Query by Example | 377 |
| Anfragen in QBE | 378 |
| Funktionen, Sortierung und Aggregierung in QBE | 382 |
| Formale Semantik von QBE | 383 |
| Ausdrucksfähigkeit von QBE | 384 |
| Änderungen in QBE | 385 |
| Anfragen in MS Access | 387 |
| Datalog | 391 |
| Grundbegriffe | 391 |
| Semantik rekursiver Regeln | 393 |
| Semantik und Auswertung von Datalog | 394 |
| Zusammenfassung | 395 |
| Vertiefende Literatur | 396 |
| Übungsaufgaben | 396 |
| Transaktionen, Integrität & Trigger | 397 |
| Grundlagen von Transaktionen | 398 |
| ACID-Prinzip | 398 |
| Probleme im Mehrbenutzerbetrieb | 400 |
| Transaktionssteuerung in SQL | 405 |
| Transaktionen und Integritätssicherung | 408 |
| Architekturen zur Integritätssicherung | 409 |
| Integritätssicherung durch Anwendung | 410 |
| Integritätsmonitor als Komponente des DBMS | 410 |
| Integritätssicherung durch Einkapselung | 411 |
| Integritätsbedingungen in SQL | 412 |
| Inhärente Integritätsbedingungen im Relationenmodell | 413 |
| Weitere Bedingungen in der SQL-DDL | 413 |
| Die assertion-Klausel | 414 |
| Verwaltung und Überprüfung von Bedingungen | 415 |
| Klassifikation von Integritätsbedingungen | 416 |
| Trigger | 418 |
| Methoden der Integritätssicherung | 421 |
| Integritätssicherung durch Trigger | 422 |
| Integritätssicherung durch Anfragemodifikation | 424 |
| Zusammenfassung | 425 |
| Vertiefende Literatur | 426 |
| Übungsaufgaben | 427 |
| Datenbankanwendungsentwicklung | 429 |
| Grundprinzipien | 430 |
| Programmiersprachenanbindung: Call-Level-Schnittstellen | 432 |
| SQL/CLI: Der Standard | 433 |
| ODBC | 436 |
| JDBC | 437 |
| Weitere Call-Level-Schnittstellen | 442 |
| Eingebettetes SQL | 443 |
| Statische Einbettung: Embedded SQL | 444 |
| Dynamische Einbettung: Dynamic SQL | 451 |
| SQLJ: Embedded SQL für Java | 452 |
| High-Level-Schnittstellen | 454 |
| Persistenz von Objekten | 455 |
| Grundlagen der Abbildung | 456 |
| JPA und Hibernate | 459 |
| Weitere Technologien | 467 |
| Prozedurale SQL-Erweiterungen und Datenbanksprachen | 468 |
| Vorteile von gespeicherten Prozeduren | 469 |
| SQL/PSM: Der Standard | 470 |
| PL/SQL von Oracle | 477 |
| Gespeicherte Prozeduren in Java | 479 |
| Anwendungsentwicklung in der Cloud | 482 |
| Database-as-a-Service und Cloud-Datenbanken | 483 |
| Klassische DBMS in der Cloud | 484 |
| NoSQL-Systeme in der Cloud | 485 |
| Zusammenfassung | 485 |
| Vertiefende Literatur | 487 |
| Übungsaufgaben | 487 |
| Sichten | 489 |
| Motivation und Begriffsbildung | 490 |
| Sichten und externe Schemata | 491 |
| Definition von Sichten | 491 |
| Definition von Sichten in SQL | 492 |
| Vorteile von Sichten | 493 |
| Probleme mit Sichten | 494 |
| Kriterien für Änderungen auf Sichten | 495 |
| Projektionssichten | 496 |
| Selektionssichten | 498 |
| Verbundsichten | 499 |
| Aggregierungssichten | 501 |
| Klassifikation der Problembereiche | 502 |
| Behandlung von Sichten in SQL | 503 |
| Auswertung von Anfragen an Sichten in SQL | 504 |
| Sichtänderungen in SQL-92 | 505 |
| Sichtänderungen ab SQL:2003 | 506 |
| Theorie änderbarer Sichten | 508 |
| Instead-of-Trigger für Sichtänderungen | 510 |
| Zusammenfassung | 513 |
| Vertiefende Literatur | 513 |
| Übungsaufgaben | 515 |
| Zugriffskontrolle & Privacy | 517 |
| Sicherheitsmodelle | 519 |
| Diskrete Sicherheitsmodelle | 519 |
| Verbindliche Sicherheitsmodelle | 519 |
| Rechtevergabe in SQL | 520 |
| Benutzer und Schemata | 521 |
| Rechtevergabe in SQL | 521 |
| Zurücknahme von Rechten | 523 |
| Rollenmodell in SQL:2003 | 524 |
| Auditing | 524 |
| Authentifikation und Autorisierung | 526 |
| Privacy-Aspekte in Datenbanken | 526 |
| Statistische Datenbanken | 527 |
| Quasi-Identifikator | 529 |
| k-Anonymität | 530 |
| l-Diversität, t-Closeness, Differential Privacy | 531 |
| Datensparsame Anfrageverarbeitung | 532 |
| Zusammenfassung | 535 |
| Vertiefende Literatur | 536 |
| Übungsaufgaben | 536 |
| III Erweiterte Datenbankmodelle und -techniken | 539 |
| Multimediale Daten | 541 |
| Multimedia-Datenbanken | 542 |
| Grundbegriffe | 542 |
| Grundlagen des Multimedia Retrieval | 546 |
| Text Retrieval | 553 |
| Information Retrieval auf Texten | 553 |
| Grundtechniken des Text Retrieval | 553 |
| Deskribierung | 555 |
| Recherche | 558 |
| Ranking | 563 |
| Information-Retrieval-Systeme | 566 |
| SQL/MM | 567 |
| SQL/MM Full Text | 568 |
| SQL/MM Still Image | 570 |
| Der Datentyp Video | 571 |
| SQL/MM Spatial | 572 |
| Zusammenfassung | 572 |
| Vertiefende Literatur | 572 |
| Übungsaufgaben | 574 |
| Räumliche und temporale Daten | 575 |
| Verwaltung raumbezogener Daten | 575 |
| Grundbegriffe | 576 |
| Modellierung raumbezogener Daten | 578 |
| Prädikate und Anfragen auf raumbezogenen Daten | 583 |
| Oracle Spatial | 590 |
| Weitere Systeme | 593 |
| Temporale Daten | 594 |
| Grundbegriffe | 595 |
| Umsetzung in SQL | 596 |
| Temporale Schlüssel, Fremdschlüssel und Anfragen | 598 |
| Weitere Entwicklung und Einordnung | 600 |
| Zusammenfassung | 601 |
| Vertiefende Literatur | 602 |
| Übungsaufgaben | 603 |
| Objektorientierte und objektrelationale Modelle | 605 |
| Exkurs: Objektorientierte Datenbankmodelle | 605 |
| Abbildung von Objekten auf Relationen | 607 |
| Typkonstruktoren | 608 |
| Abbildung der Spezialisierungshierarchie | 609 |
| Objektrelationale Erweiterungen | 611 |
| Large Objects: BLOB und CLOB | 612 |
| Typkonstruktoren | 612 |
| Identitäten, Referenzen und Pfadausdrücke | 617 |
| Hierarchien und Vererbung | 617 |
| Methoden | 619 |
| Objektrelationale Konzepte in SQL:2003 | 619 |
| Typsystem und DDL | 620 |
| Anfragen | 627 |
| Methoden in SQL:2003 | 630 |
| Zusammenfassung | 631 |
| Vertiefende Literatur | 631 |
| Übungsaufgaben | 632 |
| XML, XQuery und SQL/XML | 633 |
| Semistrukturierte Datenmodelle | 633 |
| Merkmale semistrukturierter Datenmodelle | 634 |
| Datenmodelle für semistrukturierte Dokumente | 635 |
| XML | 638 |
| Bausteine von XML | 638 |
| Verarbeitung von XML | 641 |
| Datendefinition in XML | 644 |
| Dokumenttypdefinition | 644 |
| XML Schema | 648 |
| XML-Abbildung auf relationale Schemata | 653 |
| Navigation in XML-Dokumenten: XPath | 654 |
| Pfadausdrücke und Lokalisierungsschritte | 655 |
| Selektionsprädikate und Funktionen | 659 |
| Die Anfragesprache XQuery | 661 |
| FLWOR-Ausdrücke | 662 |
| Elementkonstruktoren | 665 |
| Verbunde und Gruppierungen | 667 |
| Ausdrücke und Vergleiche | 671 |
| Funktionen | 674 |
| SQL/XML: XML-Erweiterungen für SQL | 676 |
| XML-Datentypen | 676 |
| XML-Konstruktion mit SQL | 678 |
| Zusammenfassung | 682 |
| Vertiefende Literatur | 683 |
| Übungsaufgaben | 684 |
| NoSQL-Datenbanken | 685 |
| Exkurs: Big Data | 686 |
| Motivation für NoSQL | 689 |
| KV-Stores und das Wide-Column-Datenmodell | 691 |
| Datenmodell: Key-Value-Stores | 691 |
| Datenmodell: Wide Column | 692 |
| Document Stores | 695 |
| Das JSON-Format | 695 |
| Anfragen bei dokumentenorientierter Speicherung | 696 |
| Datenrepräsentation und Anfragen in MongoDB | 697 |
| NewSQL – relationale Datenbanken schlagen zurück | 705 |
| Zusammenfassung | 709 |
| Vertiefende Literatur | 710 |
| Übungsaufgaben | 711 |
| Graph-Datenbanken | 713 |
| Graph-Datenmodelle: Grundlagen | 713 |
| Repräsentation von Graphstrukturen | 714 |
| Operationen und Anfragen auf Graphen | 715 |
| Das Resource Description Framework | 716 |
| Das RDF-Modell | 718 |
| RDF-Repräsentationen | 721 |
| RDF Schema und Vokabulare | 725 |
| Die RDF-Anfragesprache SPARQL | 729 |
| Grundlagen | 730 |
| SPARQL-Elemente | 731 |
| Aggregation und Gruppierung | 738 |
| Weitere Anfragetypen | 738 |
| Updates | 739 |
| Property-Graph-Modelle | 741 |
| Anfragen in Cypher | 744 |
| Anfragen in Gremlin | 750 |
| Zusammenfassung | 756 |
| Vertiefende Literatur | 757 |
| Übungsaufgaben | 758 |
| Laufendes Beispiel | 759 |
| ER-Schema der Weindatenbank | 759 |
| Relationale Repräsentation | 760 |
| Vereinfachtes Schema und Beispieldaten | 761 |
| Zusätzliche Kapitel | 763 |
| Historische Modelle | 763 |
| Erweiterte Entwurfsmodelle | 764 |
| Erweiterte Modelle und Anfragealgebren | 764 |
| Objektorientierte und objektrelationale Modelle inklusive SQL:2003 | 764 |
| Tutorial D | 765 |
| ECA-Regeln und aktive Datenbanken | 765 |
| Grundlegende Datenbanktechniken | 765 |
| SQL/JSON | 766 |
| Literaturverzeichnis | 767 |
| Sachindex | 767 |
