Grundlagen von Informationssystemen

1 Einleitung.- 1.1 Anwendungen, Dienste, Blickwinkel, Fragestellungen.- 1.2 Sichtweisen der Informatik.- 1.3 Gliederung.- 1.4 Bibliographische Hinweise.- 2 Information.- 2.1 Wahrscheinlichkeitstheoretische Sicht von Information.- 2.2 Modelltheoretische Sicht von Information.- 2.3 Bibliographische Hinweise.- 3 Kommunikation.- 3.1 Kommunikatives Handeln.- 3.2 Soziale Systeme.- 3.3 Gestaltung von Mensch-Rechner-Interaktionen.- 4 Wirklichkeit und Modell.- 4.1 Wirklichkeit und Begriffe.- 4.2 Bedeutung durch Interpretation.- 4.3 Wirklichkeit und Formalismus-Wirklichkeit.- 4.4 Bibliographische Hinweise.- 5 Semantische Begriffe für die Modellierung.- 5.1 Begriffsgerüste.- 5.2 Graphische Werkzeuge.- 5.3 Ein Beispiel.- 5.4 Zusammenfassung.- 5.5 Bibliographische Hinweise.- 6 Grundbegriffe aus Logik und Mengenlehre.- 6.1 Prädikatenlogik.- 6.2 Mengenlehre.- 6.3 Semantische Begriffe, Prädikatenlogik, Mengenlehre und Programmiersprachen.- 6.4 Zusammenfassung.- 6.5 Bibliographische Hinweise.- 7 Ein logikorientiertes Datenmodell.- 7.1 Syntax von LOGODAT.- 7.2 Semantik von LOGODAT.- 7.3 Zusammenfassung.- 7.4 Bibliographische Hinweise.- 8 Relationales Datenmodell.- 8.1 Relationale Strukturen.- 8.2 Relationale Operationen.- 8.3 Relationenalgebra und Relationenkalkül.- 8.4 Benutzung relationaler Anfragesprachen.- 8.5 Zusammenfassung.- 8.6 Bibliographische Hinweise.- 9 Beispiele für verwirklichte relationale Sprachen : SQL und QBE.- 9.1 Structured Query Language.- 9.2 Query-by-Example.- 9.3 Zusammenfassung.- 9.4 Bibliographische Hinweise.- 10 Algorithmen und Datenstrukturen für relationale Operationen.- 10.1 Zugriffsstrukturen.- 10.2 Verwirklichungen des natürlichen Verbundes.- 10.3 Zusammenfassung.- 10.4 Bibliographische Hinweise.- 11 Objektorientierte Datenmodelle.- 11.1 Eineobjektorientierte Beschreibung des relationalen Datenmodells.- 11.2 Ein verwirklichter Ansatz: C++ mit ONTOS.- 11.3 Arztpraxisbeispiel mit C++ / ONTOS.- 11.4 Frame-Logik.- 11.5 Zusammenfassung.- 11.6 Bibliographische Hinweise.- 12 Transaktionen.- 12.1 Transaktionen erhalten Bedingungen.- 12.2 Transaktionen laufen parallel und voneinander unabhängig ab.- 12.3 Abbruch, Wirksamwerden und Versionen.- 12.4 Scheduler und Protokolle.- 12.5 Zusammenfassung.- 12.6 Bibliographische Hinweise.- 13 Architektur von Informationssystemen.- 13.1 Schichten, Komponenten und Schnittstellen.- 13.2 Zusammenfassung.- 13.3 Bibliographische Hinweise.- 14 Optimierung von Anfragen.- 14.1 Heuristiken zur Optimierung relationaler Ausdrücke.- 14.2 Optimierung durch Entfernen von Redundanz.- 14.3 Einfache Ausführungspläne für Klauselmengen.- 14.4 Binden von Variablen.- 14.5 Globalisierung von Relationen und Rekursions-Eliminierung.- 14.6 Zusammenfassung.- 14.7 Bibliographische Hinweise.- 15 Entwurfstheorie für Schemas.- 15.1 Funktionale Abhängigkeiten.- 15.2 Mehrwertige Abhängigkeiten.- 15.3 Verbundabhängigkeiten.- 15.4 Eingebettete und ungetypte Abhängigkeiten.- 15.5 Afunktionale Abhängigkeiten, min-max-Abhängigkeiten und Nichtnull-Abhängigkeiten.- 15.6 Enthaltenseinsabhängigkeiten.- 15.7 Hypergraphen.- 15.8 Dynamische Gesichtspunkte.- 15.9 Wünschenswerte Eigenschaften, verbotene Teilstrukturen und Transformationen.- 15.10 Zerlegungen gemäß einer Verbundabhängigkeit.- 15.11 Synthese.- 15.12 Sichtintegration.- 15.13 Zusammenfassung.- 15.14 Bibliographische Hinweise.- 16 Universalrelation-Sichten.- 16.1 Eine Hypergraph-gestützte Fensterfunktion.- 16.2 Eine Semantik-gestützte Fensterfunktion.- 16.3 Zusammenfassung.- 16.4 Bibliographische Hinweise.- 17 Sicherheit: Gewährleistungund Begrenzung des Informationsflusses.- 17.1 Militärischer oder Sicherheitsstufen-Ansatz.- 17.2 Kommerzieller Ansatz.- 17.3 Ansatz des persönlichen Wissens.- 17.4 Übergreifende Gesichtspunkte und weitere bibliographische Hinweise.- 18 Literaturverzeichnis.- 19 Schlagwortverzeichnis.

Joachim Biskup ist Professor für Informatik an der Universität Hildesheim, wo er die Arbeitsgruppe "Informationssysteme und Sicherheit" leitet. Er ist Autor und Koautor zahlreicher Veröffentlichungen über Berechenbarkeits- und Komplexitätstheorie, Informationssysteme und Sicherheit.

1 Einleitung.- 1.1 Anwendungen, Dienste, Blickwinkel, Fragestellungen.- 1.2 Sichtweisen der Informatik.- 1.3 Gliederung.- 1.4 Bibliographische Hinweise.- 2 Information.- 2.1 Wahrscheinlichkeitstheoretische Sicht von Information.- 2.2 Modelltheoretische Sicht von Information.- 2.3 Bibliographische Hinweise.- 3 Kommunikation.- 3.1 Kommunikatives Handeln.- 3.2 Soziale Systeme.- 3.3 Gestaltung von Mensch-Rechner-Interaktionen.- 4 Wirklichkeit und Modell.- 4.1 Wirklichkeit und Begriffe.- 4.2 Bedeutung durch Interpretation.- 4.3 Wirklichkeit und Formalismus-Wirklichkeit.- 4.4 Bibliographische Hinweise.- 5 Semantische Begriffe für die Modellierung.- 5.1 Begriffsgerüste.- 5.2 Graphische Werkzeuge.- 5.3 Ein Beispiel.- 5.4 Zusammenfassung.- 5.5 Bibliographische Hinweise.- 6 Grundbegriffe aus Logik und Mengenlehre.- 6.1 Prädikatenlogik.- 6.2 Mengenlehre.- 6.3 Semantische Begriffe, Prädikatenlogik, Mengenlehre und Programmiersprachen.- 6.4 Zusammenfassung.- 6.5 Bibliographische Hinweise.- 7 Ein logikorientiertes Datenmodell.- 7.1 Syntax von LOGODAT.- 7.2 Semantik von LOGODAT.- 7.3 Zusammenfassung.- 7.4 Bibliographische Hinweise.- 8 Relationales Datenmodell.- 8.1 Relationale Strukturen.- 8.2 Relationale Operationen.- 8.3 Relationenalgebra und Relationenkalkül.- 8.4 Benutzung relationaler Anfragesprachen.- 8.5 Zusammenfassung.- 8.6 Bibliographische Hinweise.- 9 Beispiele für verwirklichte relationale Sprachen : SQL und QBE.- 9.1 Structured Query Language.- 9.2 Query-by-Example.- 9.3 Zusammenfassung.- 9.4 Bibliographische Hinweise.- 10 Algorithmen und Datenstrukturen für relationale Operationen.- 10.1 Zugriffsstrukturen.- 10.2 Verwirklichungen des natürlichen Verbundes.- 10.3 Zusammenfassung.- 10.4 Bibliographische Hinweise.- 11 Objektorientierte Datenmodelle.- 11.1 Eineobjektorientierte Beschreibung des relationalen Datenmodells.- 11.2 Ein verwirklichter Ansatz: C++ mit ONTOS.- 11.3 Arztpraxisbeispiel mit C++ / ONTOS.- 11.4 Frame-Logik.- 11.5 Zusammenfassung.- 11.6 Bibliographische Hinweise.- 12 Transaktionen.- 12.1 Transaktionen erhalten Bedingungen.- 12.2 Transaktionen laufen parallel und voneinander unabhängig ab.- 12.3 Abbruch, Wirksamwerden und Versionen.- 12.4 Scheduler und Protokolle.- 12.5 Zusammenfassung.- 12.6 Bibliographische Hinweise.- 13 Architektur von Informationssystemen.- 13.1 Schichten, Komponenten und Schnittstellen.- 13.2 Zusammenfassung.- 13.3 Bibliographische Hinweise.- 14 Optimierung von Anfragen.- 14.1 Heuristiken zur Optimierung relationaler Ausdrücke.- 14.2 Optimierung durch Entfernen von Redundanz.- 14.3 Einfache Ausführungspläne für Klauselmengen.- 14.4 Binden von Variablen.- 14.5 Globalisierung von Relationen und Rekursions-Eliminierung.- 14.6 Zusammenfassung.- 14.7 Bibliographische Hinweise.- 15 Entwurfstheorie für Schemas.- 15.1 Funktionale Abhängigkeiten.- 15.2 Mehrwertige Abhängigkeiten.- 15.3 Verbundabhängigkeiten.- 15.4 Eingebettete und ungetypte Abhängigkeiten.- 15.5 Afunktionale Abhängigkeiten, min-max-Abhängigkeiten und Nichtnull-Abhängigkeiten.- 15.6 Enthaltenseinsabhängigkeiten.- 15.7 Hypergraphen.- 15.8 Dynamische Gesichtspunkte.- 15.9 Wünschenswerte Eigenschaften, verbotene Teilstrukturen und Transformationen.- 15.10 Zerlegungen gemäß einer Verbundabhängigkeit.- 15.11 Synthese.- 15.12 Sichtintegration.- 15.13 Zusammenfassung.- 15.14 Bibliographische Hinweise.- 16 Universalrelation-Sichten.- 16.1 Eine Hypergraph-gestützte Fensterfunktion.- 16.2 Eine Semantik-gestützte Fensterfunktion.- 16.3 Zusammenfassung.- 16.4 Bibliographische Hinweise.- 17 Sicherheit: Gewährleistungund Begrenzung des Informationsflusses.- 17.1 Militärischer oder Sicherheitsstufen-Ansatz.- 17.2 Kommerzieller Ansatz.- 17.3 Ansatz des persönlichen Wissens.- 17.4 Übergreifende Gesichtspunkte und weitere bibliographische Hinweise.- 18 Literaturverzeichnis.- 19 Schlagwortverzeichnis.