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

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
Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
4. Fazit/Ausblick

3. 3
Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
4. Fazit/Ausblick

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. Fallstudie „Fahrradhersteller“ (1)
ER-Diagramm (Ausschnitt)
5
Vgl. Faeskorn-Woyke/Bertelsmeier u.a., 2007, S. 99
Relation
„Teile“
Relation
„Struktur“

6. Fallstudie „Fahrradhersteller“ (2)
Bauteile eines Fahrrads (Gozintograph)
6

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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

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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. 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. 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

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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. 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
Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
a. Übersicht
b. Das Datenmodell
c. Live-Demo
4. Fazit/Ausblick

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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. 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. 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

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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. 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. Typen als Bestandteil des Hypergraphen
19
Visualisiert mit dem HGViewer

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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. Live-Demo: HyperGraphDB
21

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Agenda
1. Einleitung/Motivation
2. Graphendatenbanken – Die Theorie
3. Arbeiten mit der HyperGraphDB
4. Fazit/Ausblick

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. 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. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Noch Fragen/Anmerkungen?
26

26. ANHANG
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. 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. 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. 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)
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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)
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32. Bildnachweise (3)
HyperGraphDB-Logo (Agendafolien u.a.):
Hypergraphdb.org: http://www.hypergraphdb.org/index
(04.04.2013)
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