FRIEDRICH, Karl-Heinz: Das Datenbanksystem FIDAS, dargestellt am Beispiel seiner Anwendung Im GTZ-Projekt Datenerfassung und Auswertung
Das Projekt "Datenerfassung und Auswertung1 ist eine Einrichtung der Gesell- schaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) mit der Aufgabe, Informationen über den Stand und die Entwicklungsmöglichkeiten der Landwirtschaft in der Dritten Welt zu sammeln, aufzuarbeiten und selektiv wieder zur Verfügung zu stellen.
Dabei müssen große Datenmengen unterschiedlichster Natur und Struktur bearbei- tet werden. Dies verlangt sowohl den Einsatz der EDV als auch den Gebrauch eines effizienten Datenbank-Management-Systems. Für die EDV wird die Rechenan- lage Siemens 7.750 der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft benutzt. Als Datenbank-Management-System wird FIDAS eingesetzt.
Der Name FIDAS bezeichnet ein formular-orientiertes, interaktives Datenbanksy- stem, das von der Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung (GMD) ent- wickelt wurde. FIDAS ist ein v ö l l i g autonomes System und sowohl für die Bearbeitung von formatierten als auch von unformatierten Datenbeständen geeig- net. Es verwendet das hierarchische Datenmodell, wobei die Baumstruktur aus fünf Stufen besteht: Als Oberbegriff für eine Datenmenge steht die Datei. Die- se ist unterteilt in Datensätze, die wiederum in Felder untergliedert sind.
Die Felder können weiter aufgefächert werden in Unterfelder. Die kleinste Ein- heit ist die Stelle. A l l e Komponenten lassen sich direkt ansprechen.
FIDAS-Dateien stellen linear strukturierte ISAM- (Indexsequential Access Method) Dateien dar. A l l e Sätze einer Datei haben den gleichen Aufbau, was die Anzahl der Felder, deren Namen und maximale Länge angeht. Diese Angaben sind in einem Dateibeschreibungssatz (Satz 0) enthalten.
Jeder Datensatz hat die folgende Struktur:
o Angaben über die Länge des Satzes und einen Zeiger auf den logisch nächsten Satz;
o einen vom Benutzer vergebenen eindeutigen 8-stelligen Schlüssel (Index);
o Zeiger auf den Anfang und das Ende der einzelnen Felder mit variabler Länge.
Durch die Zeigertechnik werden redundante Leerzeichen nicht gespeichert. Die Länge eines Datensatzes beträgt maximal ca. 10000 Zeichen; es können maximal 252 Felder, die durch Feldnamen gekennzeichnet sind, verwendet werden. Die ma- ximale Länge eines Feldes ist auf 965 Zeichen begrenzt. In einer geplanten Folgeversion von FIDAS sind diese Werte um ein Vielfaches erhöht.
Zur Zeit können nur zwei Hauptdateien gleichzeitig gekoppelt und bearbeitet werden. Mit Einschränkungen können jedoch beliebig v i e l e Dateien zusammenge- spielt werden, wenn es sich um sogenannte Abkürzungsdateien handelt. Dabei kann jeder beliebige Feldinhalt oder Teile davon als Zeiger auf einen Satz in einer Abkürzungsdatei dienen. Den Koppelbegriff in diesen Dateien stellt der 8-stellige Satzschlüssel dar. Invertierte Listen, die eine Koppelung und das Suchen wesentlich erleichtern, können erst in der geplanten FIDAS-Folgeversion erstel1t werden.
FIDAS stellt ein modular aufgebautes Programmsystem dar, das aus ablauf-invarianten Teilen und Arbeitsbereichen besteht. Für a l l e Funktionen von der Dateneingabe bis zur Ausgabe gibt es eigenständige Module, die in ihrer Gesamtheit das FIDAS-System darstellen. Die Hauptmodule sind:
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o FIDAS - ein Ladeprogramm für die einzelnen Module;
o FELDER - zur Definition oder Umstrukturierung von Dateien;
o STAPEL - zur Dateneingabe und -änderung im Batch;
o UPDATE - zur Dateneingabe und zum Änderungsdienst im Dialog;
o PRUEF - zur Plausibilitätskontrolle;
o EXTRACT zum Extrahieren von Sätzen oder Zusammenfügen von Dateien;
o SESOR - zum Selektieren, Sortieren und Rechnen;
o IREG - ein interaktiver Report-Generator;
o GRAFIK - zur graphischen Datenauswertung;
o STASYS - ein statistisches Programmsystem.
Der Dialog am Datensichtgerät beginnt mit dem Ladekommando. Daran anschließend wird der gewünschte Modul aufgerufen. Dieser bietet ein oder mehrere Fragefor- mulare auf dem Bildschirm an, mit denen der Datenbarbeitungsprozeß gesteuert werden kann. Ausgefüllte Formulare - sogenannte Formate - können in einer For- matdatei abgespeichert werden. Dies ist s i n n v o l l , wenn bestimmte Formate wie- derkehrend verwendet werden sollen. Der Dialog wird durch ein Auskunftsunterprogramm unterstützt, über das zu jedem beliebigen Zeitpunkt ge- zielt Informationen, das Programm, seine Funktionen und seine Syntax betreffend, zu erfahren sind.
Dateiname:
AblageSchema:
"GTZ.PFLANZEN"
"LAND" * 1 Q
"REGION" * 8
"PFLANZ(enart)"*11
"SORTE" * 8
"PROD(uktion)" * 5
"FLAECH(e)" * 5
"BESCHR(eibung)"*750
Abbildung 1: Modul FELDER
Mit dem Modul FELDER wird eine FIDAS-Datei definiert und ein sogenanntes Ab- lageschema erstellt, das heißt: Feldnamen und m a x i m a l e Feldlängen werden ver- einbart (Abbildung 1). Im weiteren Verlauf ist es jederzeit m ö g l i c h , Feldnamen und -längen zu ändern, zu löschen oder zusätzlich aufzunehmen. Auch kann das gesamte Ablageschema mit oder ohne Dateninhalte in neu zu definierende Dateien übernommen werden.
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A. Dateneingabe SCHLUESSEL
LAND REGION PFLANZ SORTE PROD FLAECH BESCHR
&&0J&&1 ^£f
MA&oKve
K E N l 7~£/3
^S O A/ A/ /r A/£ LUtoE OZO
_ ^?5>^
t+Z0&
öiz sozre o&o /^T~ -8
/5SOA//>£*<e^ , - - - 750
B. Selektiver Änderungsdienst LAND : 17 A^ O Pf ff O PROD:
LAND : Ql~Mll^ft_ PROD:
LAND : P*EGU PROD:
Abbildung 2: Modul UPDATE - Dateneingabe (A) und Selektiver Änderungsdienst (B)
+ Zur Dateneingabe und -änderung dient der Modul UPDATE . Nach dem Aufruf erhält man ein Formular, auf dem Benutzerwünsche abgefragt werden. Dazu gehören z.B. Name der zu verändernden FIDAS-Datei, Bearbeitung der Datei durch mehrere Benutzer, Moduswahl (Eingabe, Änderung, Löschen, Lesen), Erstellung eines Änderungsprotokolls, Name der Pufferdatei. Die Pufferdatei nimmt vorübergehend die Dateneingabe auf und gibt sie in frei wählbaren Intervallen an die Hauptdatei weiter. Durch Anwendung dieser Puffertechnik bleibt die Hauptdatei möglichst wenig zum Schreiben geöffnet und gestattet somit das gleichzeitige Bearbeiten einer Datei durch mehrere Benutzer. Anschließend an diese Abfrage bietet das System sukzessive Formulare mit dem festgelegten Ab- lageschema an, in die Datensätze - entsprechend der Moduswahl - eingegeben oder verändert (update) werden können (Abbildung 2).
Im Änderungsdienst kann man auch gezielt auf einzelne Sätze, Felder oder Unterfelder zugreifen und bekommt nur diese angezeigt (Abbildung 2).
Mit dem Modul SESOR (SElektieren, SOrtieren, Rechnen) können folgende Aufgaben durchgeführt werden:
o Koppelung zweier Eingabedateien durch beliebige Feld-Feld-Vergleiche;
o Auswählen von Sätzen oder Feldern durch Angabe der entsprechenden Selek- tionskriterien;
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o Arithmetische Verknüpfungen von Feldinhalten mit numerischen Konstanten;
o Bearbeitung von Literalen;
o Durchführung von Berechnungen, Literalzuweisungen in Abhängigkeit von Be- dingungen;
o Sortieren von Dateien oder Teilen davon nach maximal 5 Sortierkriterien.
SESOR bietet, wie a l l e anderen Module, Formulare an, mit denen die Benutzerwünsche abgefragt werden (Abbildung 3).
NAME DER EINGABEDATEI : G T Z ._ P F £ /$• A/ Z _._ U%_
GRUPPENFELDER: ?$& &T £ _
BERECHNUNGEN: £ £ T& A& f P & ÖD *_ l_ O /f" L A E SORTIERUNG: L fr KL X & PF L A/Z * jS
NAME DER AUSGABEDATEI: G TZ ±_ PF L ^[M~Z ._ .S 0 R.
AUS GABE INHALT: L fr^ü , PF_ L_ ArW 2. -SO £T
"
Abbildung 3: Modul SESOR
Das Modul, das sich für das GTZ-Projekt am wertvollsten erwiesen hat, ist IREG, ein interaktiver Report-Generator. Vorausgesetzt, die Dateninhalte sind eingespeichert oder von einer bestehenden Datenbasis übernommen, können mit Hilfe von IREG druckfähige Berichte angefertigt werden. In Abbildung 4 auf Seite 363 sind einige der wichtigsten Formularbestandteile von IREG aufge- listet.
Im freien Satzformat kann in der FIDAS-eigenen Programmiersprache die Ausgabe durch Zeilen- und Tabulatorpositionierung, Berechnungen, Zuweisungen etc. nach freien Vorstellungen gesteuert werden. Über die Auswahlbedingungen, aber auch über Angabe von Schlüsselbereichen, kann die Ausgabe selektiv gestaltet werden. Mit IREG auf eine mit SESOR sortierte Datei zugreifend, kann z.B. ein Inhaltsverzeichnis, wie in Abbildung 5 auf Seite 364 dargestellt, erzeugt wer- den. Dieselbe Ausgangsdatei benutzend, kann aber auch die Gesamtinformation eines Datensatzes oder a l l e r Datensätze einer Datei in Berichtform zusammenge- stellt werden (Abbildung 6 auf Seite 365).
Das FIDAS-System in seiner jetzigen Version entspricht nicht in a l l e n Aspekten den Anforderungen, die an ein modernes Datenbank-Management-System gestellt werden. Diese Einstufung bezieht sich vor allem auf das verwandte hierar- chische Datenmodell. Neuere Systeme bauen auf einem netzwerk-orientierten oder relationalen Datenmodell auf. Durch die spezielle FIDAS-Struktur der Dateien und das Fehlen von Schnittstellen zu anderen Datenbank-Management-Systemen muß FIDAS zudem als 'stand alone'-System bezeichnet werden.
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NAME DER EINGABEDATEI: £ ~T 2 j_ PF LA N2. j_-SO £ J~
AUSGABE (BILDSCHIRM, DRUCKER, DATEI: •£ 3 ERSTE SEITENNUMMER: _ _ ^ LINKER RAND:
ZEILENBREITE: _ _ £j& GRUPPENFELDER:
SILBENTRENNZEICHEN: &_ ZEICHEN ZEILENUMBRUCH: / AUSWAHLBEDINGUNGEN: 4 4~A^^ •.If.^^Ä^Ö Ü^Q - SPALTENWEISE DRUCKEN: A/ SPALTENKOPF UMRAHMEN SPALTE: _ _ ABSTAND: BREITE:
KOPF:_ _ INHALT: _ SEITENÜBERSCHRIFT: "§ CH ftUB± L *ö _& :_ "- FREIES SATZFORMAT: E <S~' j_ T^"/. L '- >S Q &T E 1-7 ~ /
Abbildung 4: Modul IREG
Die Bewertung eines Systems muß jedoch in enger Relation zu den Benutzeranfor- derungen gesehen werden. Es sind im GTZ-Projekt zwar große Datenmengen zu be- wegen, jedoch nicht so sehr in bezug auf die Anzahl der Datensätze als vielmehr auf die Länge der e i n z e l n e n Datensätze. Ein paar Beispiele können dies verdeutlichen:
Eine Datei mit Angaben über landwirtschaftliche GTZ-Auslandsprojekte, wobei letztere die Bezugsbasis und damit den Datensatz darstellen, hat eine m a x i m a l e Satzlänge von 3880 Bytes oder Zeichen.
Eine weitere Datei mit Information über die einzelnen Gebiete eines Auslands- projekts ist sogar 10 400 Bytes l a n g .
Eine der hauptsächlichen Dateien des Projekts beinhaltet Ergebnisse von Feld- versuchen. Ca. 3000 Datensätze mit einer m a x i m a l e n Satzlänge von 4900 Bytes sind eingespeichert.
P a r a l l e l dazu wurde eine Datei pflanzlicher Produktionsprozesse aufgebaut, die in der Zwischenzeit ca. 500 Datensätze mit einer Länge von 6100 Bytes b e i n h a l - tet.
Eine kleinere Datei wurde für klimatologisehe Daten angelegt, mit ca. 360 Datensätzen und einer Satzlänge von 2445 Bytes. Diese dient als sogenannte Abkürzungsdatei für die vorher erwähnten Hauptdateien der Feldversuche und Produktionsprozesse. Das heißt, wenn e i n e Verknüpfung über den Namen der Wet- terstation in beiden Dateien festgestellt wird, wird zu den entsprechenden Ausgaben automatisch ein klimatologischer Anhang gebildet.
Letztlich existiert noch eine Datei, in der die b i b l i o g r a p h i s c h e n Angaben der ca. 3000 Berichte und Dokumente, die im Projekt verfügbar sind, aufgenommen wurden. Selbst diese Datei arbeitet mit einer m a x i m a l e n Satzlänge von 560 Bytes.
Nachdem Auswahlbedingungen sich immer auf den Datensatz als Basis beziehen, und diese im Gegensatz zu ihren Maximal Tangen relativ gering in ihrer Anzahl sind, sind Recherchen in den Dateien des GTZ-Projektes mit dem hierarchisch aufgebauten FIDAS-System zufriedenstellend zu erreichen.
Weitere Datenbasen wurden von der FAO übernommen und in das FIDAS-System übertragen. Es handelt sich dabei im wesentlichen um die Daten des Produktions- und Handelsjahrbuches. Diese Dateien beinhalten ca. 25000 Datensätze mit einer m a x i m a l e n Satzlänge von 290 Bytes. In Recherchen mit diesen Dateien zeigten sich erheblich verzögerte Antwortzeiten. Abhilfe wurde FRIEDRICH, Braunschweig 363
I N H A l TSVERZ 11 C \ NI G F R 0 DUK T I O N SF h 0 Z F S S E
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S O N N E N B L U M E
S O R G H U M
H O N D U R A S H O N D U R A S S A M B I A T O G O T O G O T O G O
M A R O K K O M A R O K K O M A R O K K O S A M B I A T U N E S I E N
A E T H I O P I E N A E T H I C P 1 E N A E T H I O P I F N A E T H I O P I E N H O N D U R A S T O G O T O G O T O G O
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Z E N T R A L R E G I O N B I Z E R T E
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^ O L L E G A R E G I O N S U R Z E N T R A L R L G I O N Z E N T R A L R E G I O N Z E N T R A L R E G I O N
1979 1 9 8 Ü 1930 1979 1930 1980
1978-79 1978-79 1978-79 1973-79 1975 1979 1980 1980
089 335 298 308 319 331
288 289 263 262 5 5 1 357 323 361
A b b i l d u n g 5: B e i s p i e l aus der Datensammlung Produktionsprozeß'
'Information zum p f l a n z l i c h e n
dadurch geschaffen, daß man sich den strukturierten Aufbau dieser Dateien zu- nutze gemacht und Recherchen auf vorher bekannte Indexbereiche beschränkt hat.
W o l l t e man sich z.B. mit dem Retrieval der Anbauflächen und Produktion von Weizen in a l l e n Ländern der Welt begnügen, so könnte die Suche auf einen Be- reich von weniger als ein paar hundert Indices begrenzt werden.
Für a l l e Datenbank-Management-Aspekte im GTZ-Projekt wird FIDAS eingesetzt. Es hat sich für die speziellen Anforderungen, die bei der Aufbereitung und Verar- beitung sehr langer Datensätze entstehen, als bestens geeignet erwiesen. Im Vorhergehenden wurden nur die Module von FIDAS besprochen, die im Projekt zum Einsatz kommen und die Erfahrungen, die bei der Anwendung von FIDAS gemacht wurden, wiedergegeben. Es wurde von einer Vorstellung der eigentlichen Daten- inhalte der verschiedenen Dateien abgesehen, da diese bereits im Heft l der 'Informationsverarbeitung Agrarwissenschaft' vorgestellt wurden.
Literatur
1. SCHWARZ, N.: FIDAS - formularorientiertes, interaktives Datenbanksystem, Version 3, Einführung. Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung mbH., (GMD), Bonn, 1976
364
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D R E S C H E N , A U F B E R E I T E N D R E S C H E N
G E S A G T G E S A M T
F A M I L I E N - A K FAMILIEN -A K O C H S E N F A M I L I E N - A K F A M I L I E N - A K F A M I L I E N - A K F A M I L I E N - A K F A M I L I E N - A K F A M I L I E N - A K F A M I L I E N -A K O C H S E N T E N F A M I L I E N - A K
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[ 5 E T R I E 3 S E R H E B U M G E N
C O S T S A N D R E T U R N S , S U R V E Y F O R VOL III. A M A N P A D D Y , 1979
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4 9 , 4 H A R N S T O F F 2 7 , 2 TSR
14,8 KP
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A b b i l d u n g 6: B e i s p i e l aus der Datensammlung 'Information zum p f l a n z l i c h e n Produktionsprozeß1
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