NoSQL
Graphdatenbanken mit HyperGraphDB
Tage der Datenbanken
Donnerstag, 20.06.2013
Ludger Schönfeld, B. Sc.
ludger.schoen...
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
4. Fazit/Ausblick
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
4. Fazit/Ausblick
Warum Graphen-DB?
Vielerlei Anwendungen in der Informatik von
Graphen
Soziale Netze (Facebook, )
Produktionsplanung – Stüc...
Fallstudie „Fahrradhersteller“ (1)
ER-Diagramm (Ausschnitt)
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Vgl. Faeskorn-Woyke/Bertelsmeier u.a., 2007, S. 99
Relation
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Fallstudie „Fahrradhersteller“ (2)
Bauteile eines Fahrrads (Gozintograph)
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1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
a. Aufbau eines Graphen
b. Das Property-Graph-Modell...
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
a. Aufbau eines Graphen
b. Das Property-Graph-Model
...
Bestandteile eines Graphen: G= (V, E)
Knoten(menge) => V (engl. vertices)
Kanten(menge) => E (engl. edges)
Gerichtete und ...
Hypergraph
Besitzt Hyperkanten
Gerichteter Graph: Startknoten 1 : n Zielknoten
Ungerichteter Graph: Menge von Knoten
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
a. Aufbau eines Graphen
b. Das Property-Graph-Model...
Das Property-Graph-Model
Gerichteter, multi-relationaler Graph
Knoten & Kanten speichern Eigenschaften
(Properties)
Form: ...
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
a. Übersicht
b. Da...
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1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
a. Übersicht
b. Da...
Zentrale Merkmale der HyperGraphDB (1)
Multifunktionale Datenbank
Anfrage-API: HGQuery, Traverser-API
Datenmodell: Hypergr...
Zentrale Merkmale der HyperGraphDB (2)
Persistenz: Oracle Berkeley DB
Eingebettete Datenbank-Engine
Verschiedene Ausprägun...
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
a. Übersicht
b. Da...
Das Datenmodell (Überblick & Vergleich)
Das Property-Graph-
Modell (zum Vergleich)
Modell der HyperGraphDB
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Vgl. Edlich ...
Typen als Bestandteil des Hypergraphen
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Visualisiert mit dem HGViewer
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
a. Übersicht
b. Da...
Live-Demo: HyperGraphDB
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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
4. Fazit/Ausblick
Fazit – KaWa* „HyperGraphDB“
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Hypergraph
(Datenmodell)
Eingebettete
DB
Replikation:
P2P-Framework
*Technik „KaWa“: nach ...
Ausblick
Fallstudie: Fahrradhersteller
Eignung von HyperGraphDB?
Hier keine aussagekräftige Entscheidung möglich
Bisher nu...
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Noch Fragen/Anmerkungen?
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ANHANG
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Literatur (1)
Edb Wiki FH Köln, Campus Gummersbach: Das
Property-Graph-Modell. http://wikis.gm.fh-
koeln.de/wiki_db/Datenb...
Literatur (2)
Faeskorn-Woyke, Heide; Bertelsmeier, Birgit; Riemer,
Petra; Bauer, Elena (2007): Datenbanksysteme.
Theorie u...
Literatur (3)
Iordanov, Borislav (o. J.): Präsentation
„HyperGraphDB. Data Management for Complex
System“.
http://www.hype...
Bildnachweise (1)
Fragezeichen (Abschlussfolie): Icon Archive.com:
Help-Icon. http://www.iconarchive.com/show/cristal-
int...
Bildnachweise (2)
Lupe (Agendafolien): IconArchive.com: Zoom Icon.
http://www.iconarchive.com/show/sleek-xp-basic-
icons-b...
Bildnachweise (3)
HyperGraphDB-Logo (Agendafolien u.a.):
Hypergraphdb.org: http://www.hypergraphdb.org/index
(04.04.2013)
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NoSQL - HyperGraphDB

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Vorstellung der HyperGraphDB (NoSQL-Datenbank).
Vortrag wurde am 20.06.13 im Rahmen der "Tage der Datenbanken" an der FH Köln, Campus Gummersbach gehalten.

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NoSQL - HyperGraphDB

  1. 1. NoSQL Graphdatenbanken mit HyperGraphDB Tage der Datenbanken Donnerstag, 20.06.2013 Ludger Schönfeld, B. Sc. ludger.schoenfeld[at]smail.fh-koeln.de
  2. 2. 2 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB 4. Fazit/Ausblick
  3. 3. 3 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB 4. Fazit/Ausblick
  4. 4. Warum Graphen-DB? Vielerlei Anwendungen in der Informatik von Graphen Soziale Netze (Facebook, ) Produktionsplanung – Stücklisten Abbildung von Graphen im RDBMS: „Performance“-Problem Lösung: Graphendatenbanken 4 Vgl. Edlich u.a., 2010, S. 169-170 & 180
  5. 5. Fallstudie „Fahrradhersteller“ (1) ER-Diagramm (Ausschnitt) 5 Vgl. Faeskorn-Woyke/Bertelsmeier u.a., 2007, S. 99 Relation „Teile“ Relation „Struktur“
  6. 6. Fallstudie „Fahrradhersteller“ (2) Bauteile eines Fahrrads (Gozintograph) 6
  7. 7. 7 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie a. Aufbau eines Graphen b. Das Property-Graph-Modell 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB 4. Fazit/Ausblick
  8. 8. 8 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie a. Aufbau eines Graphen b. Das Property-Graph-Model 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB 4. Fazit/Ausblick
  9. 9. Bestandteile eines Graphen: G= (V, E) Knoten(menge) => V (engl. vertices) Kanten(menge) => E (engl. edges) Gerichtete und ungerichtete Kanten Speicherung von weiteren Informationen möglich (Labels/Properties) 9 Vgl. Edlich u.a., S. 172 Label 1 Label 2 Label: 1,5
  10. 10. Hypergraph Besitzt Hyperkanten Gerichteter Graph: Startknoten 1 : n Zielknoten Ungerichteter Graph: Menge von Knoten Vorteil(e)? Nachteil(e)? 10 Vgl. Edb Wiki FH Köln, Campus Gummersbach: Hypergraph
  11. 11. 11 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie a. Aufbau eines Graphen b. Das Property-Graph-Model 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB 4. Fazit/Ausblick
  12. 12. Das Property-Graph-Model Gerichteter, multi-relationaler Graph Knoten & Kanten speichern Eigenschaften (Properties) Form: Key-/Value-Beziehungen Beispiel: „Name: Andre“ 12 Vgl. Edlich u.a., S. 173 Vgl. Edb Wiki FH Köln, Campus Gummersbach: Das Property-Graph-Modell
  13. 13. 13 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB a. Übersicht b. Das Datenmodell c. Live-Demo 4. Fazit/Ausblick
  14. 14. 14 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB a. Übersicht b. Das Datenmodell c. Live-Demo 4. Fazit/Ausblick
  15. 15. Zentrale Merkmale der HyperGraphDB (1) Multifunktionale Datenbank Anfrage-API: HGQuery, Traverser-API Datenmodell: Hypergraph Replikation: Peer-to-Peer-Framework Lizenz: LGPL (ohne Berkeley DB) Szenario für mögliche Einsatzgebiete (Bsp.)* Bioinformatik-Projekte 15 Vgl. Edlich u.a., 2010, S. 223, S. 227 & hypergraphdb.org: What is it? sowie Oracle 2009 *Vgl. hypergraphdb.org: Possible Usage Scenarios.
  16. 16. Zentrale Merkmale der HyperGraphDB (2) Persistenz: Oracle Berkeley DB Eingebettete Datenbank-Engine Verschiedene Ausprägungen vorhanden: Berkeley DB Berkeley DB Java Edition Berkeley DB XML Transaktion: ACID, MVCC (optional) 16 Vgl. Edlich u.a., 2010, S. 223, S. 227 & hypergraphdb.org: What is it? sowie Oracle 2009
  17. 17. 17 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB a. Übersicht b. Das Datenmodell c. Live-Demo 4. Fazit/Ausblick
  18. 18. Das Datenmodell (Überblick & Vergleich) Das Property-Graph- Modell (zum Vergleich) Modell der HyperGraphDB 18 Vgl. Edlich u.a. 2010, S. 223 & Iordanov 2010, S. 3 sowie Abb. in Anlehnung an: Iordanov o. J., Folie 8
  19. 19. Typen als Bestandteil des Hypergraphen 19 Visualisiert mit dem HGViewer
  20. 20. 20 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB a. Übersicht b. Das Datenmodell c. Live-Demo 4. Fazit/Ausblick
  21. 21. Live-Demo: HyperGraphDB 21
  22. 22. 22 Agenda 1. Einleitung/Motivation 2. Graphendatenbanken – Die Theorie 3. Arbeiten mit der HyperGraphDB 4. Fazit/Ausblick
  23. 23. Fazit – KaWa* „HyperGraphDB“ 23 Hypergraph (Datenmodell) Eingebettete DB Replikation: P2P-Framework *Technik „KaWa“: nach Vera F. Birkenbihl Graphdatenbank Graphenalgorithmen: Breiten-/Tiefensuche Persistenz- basis Berkeley DB Atom ACI(D) APIs Datenmodell nicht intuitiv
  24. 24. Ausblick Fallstudie: Fahrradhersteller Eignung von HyperGraphDB? Hier keine aussagekräftige Entscheidung möglich Bisher nur Betrachtung eines Ausschnitts der Beispiel-DB Ausstehend: Wie erfolgt die Ausgabe der hierarchischen Struktur? Evtl. Alternative zur Ersetzung des RDBS RDBS (Grunddaten) & HyperGraphDB (Produktionsdaten) parallel laufen lassen Probleme/Risiken? 25
  25. 25. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Noch Fragen/Anmerkungen? 26
  26. 26. ANHANG 27
  27. 27. Literatur (1) Edb Wiki FH Köln, Campus Gummersbach: Das Property-Graph-Modell. http://wikis.gm.fh- koeln.de/wiki_db/Datenbanken/PropertyGraphModell (07.05.2013) Edb Wiki FH Köln, Campus Gummersbach: Hypergraph. http://wikis.gm.fh- koeln.de/wiki_db/Datenbanken/Hypergraph (07.05.2013) Edlich, Stefan; Friedland, Achim; Hampe, Jens; Brauer, Benjamin (2010): NoSQL. Einstieg in die Welt nichtrelationaler Web 2.0 Datenbanken. München: Hanser. 28
  28. 28. Literatur (2) Faeskorn-Woyke, Heide; Bertelsmeier, Birgit; Riemer, Petra; Bauer, Elena (2007): Datenbanksysteme. Theorie und Praxis mit SQL2003, Oracle und MySQL. München: Pearson Studium. hypergraphdb.org: Possible Usage Scenarios. http://hypergraphdb.org/about (01.06.2013) hypergraphdb.org: What is it? http://www.hypergraphdb.org/index (23.03.2013) Iordanov, Borislav (2010): HyperGraphDB: A Generalized Graph Database. http://www.hypergraphdb.org/docs/hypergraphdb.pdf (01.06.2013) 29
  29. 29. Literatur (3) Iordanov, Borislav (o. J.): Präsentation „HyperGraphDB. Data Management for Complex System“. http://www.hypergraphdb.org/docs/HyperGraphDB- Presentation.pdf (23.03.2013) Oracle (2009): A Comparison of Oracle Berkeley DB and Relational Database Management Systems. An Oracle Technical White Paper. March 2009. http://www.oracle.com/us/products/database/berkeley- db-v-relational-066565.pdf (23.04.2013) 30
  30. 30. Bildnachweise (1) Fragezeichen (Abschlussfolie): Icon Archive.com: Help-Icon. http://www.iconarchive.com/show/cristal- intense-icons-by-tatice/Help-icon.html (04.04.2013) Graph (Agenda-Folien): wikipedia.org: Abstrakter Graph. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/ 6/61/Konigsburg_graph.svg/200px- Konigsburg_graph.svg.png (04.04.2013) Ausrufezeichen (Agendafolien): Wiki.com: Ausrufezeichen. http://images.wikia.com/fahrschule/images/f/f5/Ausrufe zeichen.gif (04.04.2013) 31
  31. 31. Bildnachweise (2) Lupe (Agendafolien): IconArchive.com: Zoom Icon. http://www.iconarchive.com/show/sleek-xp-basic- icons-by-deleket/Zoom-icon.html (04.04.2013) Blitz (Motivationsfolie): Eggerelektor.de: Blitz. http://eggerelektro.de/assets/images/ets_logo_blitz.jpg (04.04.2013) Anhang-Deckblatt: IconArchive.com: Blue Books Icon. http://icons.iconarchive.com/icons/mcdo-design/cats- 2/128/Blue-Books-icon.png (16.04.2013) 32
  32. 32. Bildnachweise (3) HyperGraphDB-Logo (Agendafolien u.a.): Hypergraphdb.org: http://www.hypergraphdb.org/index (04.04.2013) 33

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