Datenbank
Definition
Der Begriff „Datenbank“ wird mehrdeutig verwendet und hat deshalb unterschiedliche Bedeutungen. Meistens wird unter einer Datenbank die elektronische Form eines klassischen Karteikastens verstanden – also einer Sammlung von Daten, die aus der Sicht des Benutzers zusammengehören (am besten zu verstehen an den Beispielen einer Personal- oder einer Inventardatenbank).
Beschreibung
Die Grundlage jeder Datenbank bildet der einzelne Datensatz. Dieser besteht meist aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Elementen, Attribute genannt. Verglichen mit dem eingangs erwähnten Karteikasten-System kann man einen Datensatz mit einer einzelnen Karteikarte vergleichen. Jeder Datensatz hat eine feste Anzahl von Attributen, welche in in der Karteikarte den einzelnen Einträgen entsprechen.
Die einzelnen Datensätze werden in einer Tabelle gespeichert, zumindest bei den meisten Datenbank-Systemen. Jede Tabelle enthält damit eine Vielzahl unterschiedlicher Datensätze. Verschiedene Tabellen können untereinander in Beziehungen stehen, den sogenannten Relationen.
Die ersten Datenbanken bestanden meist aus Lochkarten oder Magnetbändern. Diese hatten jedoch den entscheidenden Nachteil, dass die Datensätze sequentiell gelesen werden mussten (d.h. alle Datensätze, die in der Hierarchie vor der gesuchten standen, mussten eingelesen bzw. verarbeitet werden, bevor mit der Verarbeitung des gesuchten Datensatzes begonnen werden konnte). Etwa um 1960 begann man dann, Datenbanken auf Festplatten zu speichern, was durch den wahlfreien Zugang zu den Daten einen erheblichen Performance-Zuwachs versprach. Etwa in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden dann die ersten experimentellen relationalen Datenbanken entwickelt – die Firma Oracle verkaufte dann das erste kommerzielle relationale Datenbankmanagement-System.
DBMS
Was ist nun ein Datenbankmanagement-System (DBMS)? Ihre Hauptaufgabe ist die Lösung aller Probleme der Datenverwaltung innerhalb der Datenbank, also Probleme, die bei Mehrbenutzerbetrieb auftreten können, Optimierung der Suche innerhalb von Tabellen etc. Es gibt hier verschiedene Konzepte der Realisierung eines Datenbankmanagement-Systems. Die drei wichtigsten Konzepte sind dabei das schon erwähnte relationale Datenbankmodell, das objektorientierte Datenbankmodell und das XML-Datenbankmodell. Weniger gebräuchlich und deshalb hier nicht weiter ausgeführt sind weitere Modelle, z.B. deduktive Datenbanken, multidimensionale Datenbanken, indexsequentielle Datenbanken, das hierarchische Datenbankmodell oder etwa das Netzwerkdatenbankmodell.
- Relationales Datenbankmodell: dieses Modell basiert auf einem Vorschlag von Edgar F. Codd von 1970. Eine Relation beschreibt dabei ein mathematisches Modell für eine Tabelle. Die Daten werden in Form von zweidimensionalen Tabellen verwaltet, die über Schlüssel (etwa Primär- und Fremdschlüssel) miteinander verknüpft sind. Dieses Modell ist das derzeit am häufigsten verwendete, mit SQL (Structured Query Language) besteht eine größtenteils standardisierte Abfragesprache für diese Modelle.
- Objektorientiertes Datenbankmodell: dieses Modell ist maßgeblich von der objektorientierten Programmierung beeinflusst. Als Objekt wird dabei eine Zusammenfassung von zugehörigen Attributen bezeichnet (entspricht also in etwa dem oben erwähnten Datensatz), welche ein Objekt näher beschreiben. Genau wie bei der OOP (Objekt-orientierten Programmierung) ist es auch bei dem darauf basierenden Datenbankmodell möglich, verschiedene Objekte ineinander zu verschachteln, ein weiteres realisiertes Konzept ist ebenso die Vererbung.
- XML-Datenbankmodell: damit werden Datenbank-Systeme bezeichnet, die Daten im XML-Format (Extensible Markup Language) speichern oder anderweitig mit diesem Format umgehen. Problem bei diesem Modell ist, das XML ein hierarchisches Dateiformat ist, welches schlecht in relationalen Modellen abgebildet werden kann. Deshalb wird XML meist als Austauschformat verwendet.
