Datenbanken: Relational, Objektorientiert, Geografisch und Verteilt

Relationale Datenbanken

Relationale Datenbanken (BDR) bestehen aus einer Sammlung von Tabellen mit eindeutigen Namen, die über Fremdschlüssel miteinander verbunden sein können. Begriffe wie referentielle Integrität und Primär- und Fremdschlüssel garantieren, dass ein in einer Tabelle referenzierter Wert auch in der verwiesenen Tabelle vorhanden ist. So bleibt ein Informationsbestand konsistent und unabhängig vom Zugriff.

Objektorientierte Datenbanken

Objektorientierte Datenbanken (BDOO) besitzen drei zentrale Säulen: Vererbung, Polymorphismus und Kapselung. Sie dienen demselben Zweck wie relationale Datenbanken, nämlich der Speicherung, Abfrage, Verarbeitung und Auswertung von Daten für geschäftliche Zwecke, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihren Eigenschaften. Dieses Modell bietet mehr Flexibilität bei der Manipulation, da Inhalte über Objekt-Handles direkt verwaltet werden.

Konventionelle Datenbanksysteme im Vergleich

• Einheitliche Struktur der Einträge in Tabellen
• Einträge bestehen aus kleinen, atomaren Feldern
• Transaktionen sind klar definiert
• Konzeptionelle Modelle sind statisch

Anforderungen neuer Anwendungen

• Komplexe Einschränkungen (Restriktionen)
• Komplexe Objektstrukturen
• Identität von Objekten und direkte Referenzen
• Codierung der Anwendung innerhalb der Datenbank

Ziel: Die Objekte der realen Welt sollen direkter modelliert werden.

Definition

Eine objektorientierte Datenbank vereint die Funktionalität und Ausstattung von:

• einer objektorientierten Programmiersprache und
• einem Datenbank-Management-System.

Komplexe Objekte

• Nicht strukturiert: große Mengen an Speicherplatz, etwa für Bilder oder umfangreiche Textobjekte
• Strukturiert: aufgebaut aus Komponenten, die durch die Anwendung bestimmt werden, mit verfügbaren Konstruktoren

Klassen

Objekte mit gleicher Struktur und gleichem Verhalten werden in Klassen gruppiert. Eine Klasse definiert eine Reihe von Attributen und Methoden.

Geografische Datenbanken

Geografische Datenbanken speichern Standortinformationen und ermöglichen effiziente Abfragen auf Basis räumlicher Indexierungen. Ihre Attribute beschreiben die Form, die Lage auf der Erde und die Gültigkeit eines Objekts.

Sichtweise

• Die Realität wird als Ebene mit realen Objekten betrachtet.
• Objekte werden als Punkte, Linien und Polygone dargestellt.
• Jede Entität besitzt eine eigene Position, Geometrie und Eigenschaften.

Konventionelle Datenbanken

Die Daten besitzen alphanumerische Attribute, die ihre Funktionen beschreiben.

Topologie

Topologische Strukturen speichern räumliche Beziehungen zwischen Objekten. Wenn Beziehungen zwischen zwei Objekten gespeichert werden, spricht man von einer topologischen Datenbank. Kartografische Objekte werden unabhängig voneinander betrachtet und manipuliert.

Rasterdarstellung

• Eine zelluläre Matrix mit regelmäßigen Größen für jede Zelle
• Jeder Zelle ist ein Wert für geografische Merkmale der Region zugeordnet
• Die Position einer Zelle wird durch Zeile und Spalte bestimmt
• Satellitenbilder und digitale Geländemodelle werden so dargestellt

Vektordarstellung

Geometrische Körper wie Grenzen werden durch Punkte, Linien und Polygone repräsentiert, so wie sie auf einer Karte gezeichnet werden. Straßen, Verkehrsnetze und Wasserstraßen werden auf diese Weise modelliert.

Verteilte Datenbanken

Eine verteilte Datenbank ist eine Sammlung unterschiedlicher Datenbanken, die logisch miteinander verknüpft sind und über ein Computernetzwerk verbunden werden.

Verteiltes Datenbank-Management-System (SGBDD)

Ein SGBDD ist eine Software, die eine verteilte Datenbank verwaltet. Es ermöglicht die Verteilung der Daten, sodass die Verteilung für Systeme und Benutzer transparent bleibt.

Eine verteilte Datenbank mit SGBDD (SBDD) ist die Kombination aus Datenbank und Managementsystem.

Was ist keine verteilte Datenbank?

Ein System, bei dem eine Datenbank auf nur einem der Knoten des Computernetzwerks liegt, ist keine verteilte Datenbank.

Wichtige Merkmale eines SBDD

• Daten sind an verschiedenen Orten (Knoten) gespeichert
• Verarbeitung erfolgt über miteinander verbundene Knoten innerhalb eines Computernetzwerks