Wissenschaftliche Mitglieder

Professor
Dr. Joachim W. Schmidt (bis Okt. 96)

Hochschulassistenten/Assistenten/wiss. Mitarbeiter
Andreas Gawecki (Juli 92 - Juni 96); Bernd Mathiske (März 93 - März 96); Dr. Florian Matthes; Rainer Müller; Sven Müßig (bis Okt. 96); Claudia Niederée (seit April 96); Andreas Rudloff (bis Juni 96); Gerald Schröder

Allgemeiner Überblick

Zentrale Aufgabe des Arbeitsbereichs "Datenbanken und Informationssysteme (DBIS)" ist die Entwicklung von Werkzeugen und Methoden zur Lösung datenintensiver Aufgaben unter Beachtung von Effizienz, Korrektheit und Fehlertoleranz, Parallelität und Verteilung. Dazu wird seit Mitte der 70er Jahre ein auch international akzeptierter Ansatz in Form integrierter Datenbankprogrammiersprachen (DBPLs) verfolgt, womit sich Probleme der Anwendungs- wie auch der Datenbankprogrammierung einheitlich lösen lassen. Im Mittelpunkt steht dabei die Integration von Konzepten aus den Bereichen Datentypen und Datenbankmodelle.
Eine für DBIS geeignete konzeptuelle Grundlage ist ohne formale Hilfsmittel (Typtheorie, formale Semantik, Logik) nicht zu leisten. Die Realisierung integrierter DBPLs stellt darüber hinaus Anforderungen an ein weites Spektrum von Informatiktechniken (Sprachentwurf, Compiler, Systementwurf, Zugriffs- und Anfrageoptimierung, Transaktionen, Kommunikation). Diese DBPL-Technologie wird in einzelne Forschungsschwerpunkte eingebracht; sie bearbeiten spezielle Teilgebiete, insbesondere objektorientierte Modelle und Systeme, Entwurfsmethoden für datenintensive Anwendungen, neue Transaktionsmodelle, Geschäftsprozeduren und Workflow Management, Bild- und Textdatenbanken, Objektspeicher sowie multimediale Datenbanken in offenen Rechnernetzen.

Forschungsschwerpunkte

Der Arbeitsbereich "Datenbanken und Informationssysteme" verfolgt die genannten Aufgaben z.Z. im Rahmen folgender Schwerpunkte:

Schwerpunkt "Sprach- und Systemtechnologie zur Entwicklung datenintensiver Anwendungen"

Die nächste Generation von Datenbankanwendungen erfordert eine Integration von Leistungen, die heute noch getrennt durch Datenbankverwaltung, Compilertechnologie, zum Teil auch durch Kommunikationssysteme und Programmentwicklungsumgebungen erbracht werden. DBIS arbeitet an der Weiterentwicklung, Anpassung und Integration dieser Technologien.
Fortschritte bei der Weiterentwicklung und Integration dieser Technologien sind jedoch ohne intensive Nutzung moderner Sprachkonzepte nicht zu erwarten. Deshalb arbeitet DBIS an der Erweiterung und Definition von integrierten Datenbankprogrammiersprachen und realisiert Übersetzer (Pascal/R, Modula-2, Modula/R, DBPL, Tycoon, TooL). Ein Schwerpunkt liegt bei Sprachen mit leistungsfähigen Typsystemen höherer Ordnung (Funktionstypen, Subtypbeziehungen, Polymorphismus) und führt zu generischen Systemen mit objektorientierten und funktionalen Eigenschaften.
Neben erweiterten Fragen des Übersetzerbaus sind Probleme der Speicherung von strukturell, inhaltlich sowie taxonomisch verknüpften Massendaten zu lösen, Algorithmen für die optimierende Auswertung assoziativer Anfragen in algorithmisch vollständigen Sprachen zu entwickeln, und Protokolle für Parallelität, Kommunikation, Fehlererholung und Zugriffskontrolle neu zu bewerten und zu realisieren. Dabei stützt sich DBIS sowohl auf eigene Entwicklungen als auch auf den Einsatz integrierter Objektspeicher von Kooperationspartnern (O2, Iris, WISS, ObjectStore, Mneme, Napier).
Die am Arbeitsbereich DBIS definierten Sprachen und Systeme (Sprachprozessoren und Mehrbenutzerdatenbanksysteme) werden als Werkzeuge in eigenen Forschungs- und Entwicklungsprojekten verwendet und überdies von anderen Universitäten und Forschungsinstituten eingesetzt.

Schwerpunkt "Integrierte Datenmodellierung und Anwendungsentwicklung"

Forschung und Lehre des Arbeitsbereiches DBIS in diesem Gebiet sind geprägt durch Arbeiten in den beiden Bereichen Datenbanken (Daten- und Prozeßmodelle, Anfrageoptimierung, Speicherungsverfahren, Transaktionsverwaltung etc.) und Programmierung (Bibliotheken von generischen Massendatentypen, visuelle Programmierung, nebenläufige Programmierung, verteilte Programmierung). Insbesondere leistet der Arbeitsbereich seit nahezu zwei Jahrzehnten Beiträge zur Integration beider Bereiche durch die Entwicklung sogenannter Datenbankprogrammiersprachen. Dieser Ansatz hat sich inzwischen international als eigene Forschungs- und Entwicklungsrichtung durchgesetzt.
DBIS untersucht dabei nicht nur den Einsatz von Datenbankprogrammiersprachen zur Neuentwicklung von Datenbankanwendungen, sondern nutzt insbesondere auch Datenbankprogrammiersprachen als einen sicheren, generischen und effizienten Kopplungsmechanismus zwischen existierenden datenintensiven Systemen der Praxis (SQL Datenbanken, objektorientierte Datenbanken, Textdatenbanken, TP Monitoren, betriebswirtschaftliche Standardsoftware, etc.). Daher gewinnt das Thema der Interoperablität offener und unabhängig entwickelter Softwaresysteme zunehmend an Bedeutung.
Die konsequente Integration von Datenmodellierung und Anwendungsentwicklung vereinfacht nicht nur den Prozeß der Anwendungsentwicklung, sondern stimuliert auch die Entwicklung neuer Programmierparadigmen, wie z.B. die Hyperprogrammierung und die aktivitätsorientierte Programmierung basierend auf migrierenden Threads.
Zur Steigerung der Praxisrelevanz der Datenbankausbildung und zur Orientierung der eigenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind bei DBIS in erheblichem Umfang kommerzielle Systeme im Einsatz (StP/OMT, Oracle, Ingres, ObjectStore, SAP R/3 etc.).

Schwerpunkt "Formale Grundlagen der Datenbankprogrammierung"

Komplexe Informationssysteme bedürfen eines methodischen Vorgehens bei allen ihren Entwicklungsphasen von der Anforderungsanalyse über den Systementwurf bis zur Implementierung. DBIS konzentriert sich hierbei auf Probleme der semantischen Datenmodellierung und deren Formalisierung sowie auf Aspekte der formalen Spezifikation und Verifikation.
Im Bereich der konzeptuellen Modellierung und formalen Semantik untersucht DBIS Sprachen zur Modellierung von Benutzeranforderungen auf konzeptueller Ebene und untersucht Abbildungen auf formale Spezifikationssprachen. Zudem beschäftigt sich DBIS mit der Formalisierung der Semantik von Datenbank- und Spezifikationssprachen unter Einschluß von Parallelität und Kommunikation. Aspekte der Spezifikationsverifikation und -verfeinerung werden durch Erweiterung verfügbarer Spezifikationssprachen in Richtung auf strukturierte sowie generische Spezifikationen untersucht. Im Mittelpunkt stehen dabei Fragen der schrittweisen Verfeinerung unter den Aspekten sowohl des Semantikerhalts als auch der Effizienzsteigerung (Datenstrukturen, Performanz, Optimierung, Verteilung).

Schwerpunkt "Multimediale Daten im Internet"

Der Arbeitsbereich DBIS hat früh erkannt, daß das explosionsartige Wachstum von Internet-Diensten gravierende Auswirkungen auf die Inhalte, Architektur, Organisation und Größe zukünftiger (evtl. verteilter) Informationssysteme haben wird. Beginnend mit lokalen Entwicklungsarbeiten (Tycoon WWW Bibliothek) konzentriert sich der Arbeitsbereich auf Datenhaltungs- und Datenvisualisierungsaspekte, die bei der Kopplung von strukturierten mit semi-strukturierten textuellen und bildlichen Daten in Weitverkehrsnetzen beim Einsatz von Standard "light weight" Kommunikationslösungen entstehen. Die Arbeiten in diesem Schwerpunkt stoßen auf starkes Interesse der Unternehmen und Behörden im Hamburger Raum.

Wissenschaftliche Zusammenarbeit

• Industrie

• Universitäten und Technische Hochschulen

• Ausland (Industrie und Universitäten)

Anwendung in der Praxis

• Implementierungen der Pascal/R- und Modula/R-Datenbankprogrammierumgebung werden seit Jahren zur Ausbildung an mehreren Universitäten eingesetzt; das DBPL-System in einer Sun-Umgebung steht zur Verteilung.
• Protokollentwicklungen aus dem Arbeitsschwerpunkt "Datenbanken in heterogenen offenen Rechnernetzen" werden von industriellen Partnern zur Prototypentwicklung weiterverwendet.
• Vertrieb: VAX/VMS-Modula-2-Compiler
• Sun-Sparc-Modula-2-Compiler
• Entwicklung der Zeichensatz-Datenbank FontFinder für Apple Macintosh (in Kooperation mit URW Hamburg)
• Betrieb von IDOMWEB (Internationaler Informationsdienst für Datenbanken, Information Retrieval und Multimedia)

Technische Ausstattung

1 SparcServer 470, 3 SparcStation 1+, 4 Sparc ELC/SLC, 1 SparcServer 1000, 5 SparcClassic, 1 SparcStation 20, 4 SparcStation 4/5, 9 RS6000 220/320/PowerPC, 6 Macintosh II/Performa 630, 5 PC, 2 Laserdrucker
1 LaserJet 4M+, 1 Color Stylewriter, 1 A4-Farbscanner, 8 WYSE Terminals, 1 Fernkopiergerät, 1 Duo Dock II Station, 2 PowerBook 180/Duo 230, 2 PowerMac/Performa 6200, 11 Festplatten (extern), 2 Datlaufwerke, 2 Modem

Drittmittel 1996

Keine Angaben

Forschungsprojekte