Architektur von Informationssystemen

Zusammenfassung

In den vorangehenden Kapiteln werden unter anderem zwei Gedankengänge entwickelt. Zum einen wird gezeigt, wie man formale Sprachen zur Definition von Schemas, Anfragen und Änderungen erfinden und schrittweise verwirklichen kann, und zum anderen wird behandelt, wie man solche Sprachen für einen Einsatz in einem “Unternehmen” benutzen kann. Die Erfindung und schrittweise Verwirklichung kann man für Anfragen kurz wie folgt zusammenfassen:

• Eine mit den Mitteln der Logik und Mengenlehre erfundene Sprache erhält eine auf dem Begriff der logischen Implikation abgestützte deklarative Semantik.

• Die deklarative Semantik kann korrekt und vollständig in eine operationale Fixpunktsemantik übersetzt werden, wodurch die Auswertung einer Anfrage durch eine Iteration über eine zugeordnete Grundfakten-Transformation erfolgen kann.

• Eine einzelne Grundfakten-Transformation, bzw. allgemeiner ein (rekursionsfreier) Ausdruck eines Relationenkalkül kann dann durch einen Ausdruck der Relationenalgebra beschrieben werden. Dabei entsprechen den aussagenlogischen Sprachmitteln der Konjunktion, der Disjunktion und der Negation die algebraischen Operationen des natürlichen Verbundes, der (verallgemeinerten) Vereinigung und des Komplementes, und den prädikatenlogischen Sprachmitteln der Existenzquantifikation und der Allquantifikation entsprechen die algebraischen Operationen der Projektion und der Division. Die algebraischen Operationen überführen dabei jeweils formatierte, mengenwertige Argumente in ein formatiertes, mengenwertiges Ergebnis, also eine Folge von Relationen in eine Relation.

• Jede algebraische, mengenorientierte Operation wird verwirklicht, indem eine geeignete Folge von einfachen Operationen auf Tupeln, genauer auf solche Tupel eindeutig identifizierenden Tupelidentifikatoren und solche Tupel darstellenden Datensätzen, ausgeführt wird. Solche Verwirklichungen können unterstützt werden durch geeignete Zugriffsstrukturen (wie zum Beispiel sequentielle Listen, Indexe in Form von B*-Bäumen oder Hash-Verfahren, Links).

• Da einerseits die Dauerhaftigkeit der gespeicherten Daten gesichert sein soll und andererseits die einfachen Operationen auf Tupeln letztlich im Rechenwerk und Hauptspeicher eines wirklichen Rechners ausgeführt werden müssen, wird zur Verwirklichung der Operationen auf Tupeln ein (mindestens) zweigeteilter, zunächst noch virtueller Speicher eingeführt: ein flüchtiger Speicher zur Aufnahme von “lokalen Kopien” von Tupeln und ein dauerhafter (im allgemeinen in Blöcke aufgeteilter) Speicher zur Aufnahme der “gültigen” Tupel. Dieser zweigeteilte Speicher muß geeignet verwaltet werden, wobei insbesondere der Transport von Blöcken zwischen den beiden Speicherbereichen durchgeführt werden muß.

• Schließlich muß der zunächst noch virtuelle Speicher physisch verwirklicht werden, wobei insbesondere zur dauerhaften Speicherung geeignete Speichergeräte,etwa Magnetplattenspeicher, eingesetzt werden.