Grundlagen von Datenbank-Managementsystemen (DBMS)

Was ist ein Datenbank-Managementsystem (DBMS)?

Ein Datenbank-Managementsystem (DBMS) ist eine Sammlung von Programmen, die die Verwaltung und Organisation von Informationen in einer Datenbank ermöglichen. Eine der Hauptfunktionen besteht darin, verschiedene Abstraktionsebenen für Informationen bereitzustellen, abhängig von der Art des Benutzers. Zudem ist das DBMS für die Verbindung und Umsetzung der verschiedenen Ebenen der Datenbankarchitektur verantwortlich.

Komponenten eines DBMS

Ein DBMS besteht aus verschiedenen essenziellen Komponenten:

• Kern und Datenserver: Diese Programme koordinieren und steuern den Betrieb des DBMS. Sie arbeiten für den Benutzer transparent und übernehmen Aufgaben wie:
  • Kontrolle der Integrität und Sicherheit.
  • Umsetzung der Kommunikationsfunktionen zwischen den Ebenen.
  • Erleichterung der Datenunabhängigkeit.
  • Verwaltung des Data Dictionary.
  • Bereitstellung von Unterstützung für Dienstprogramme und Sprachen.
• Sprachen: Das DBMS bietet Sprachen zur Definition und Verwaltung von Daten:
  • Data Definition Language (DDL): Wird vom Datenbankadministrator verwendet, um das konzeptionelle Schema und die externen Unterschemata zu definieren.
  • Data Manipulation Language (DML): Zuständig für die Verwaltung der Informationen (Hinzufügen, Löschen, Ändern und Abrufen von Datensätzen).
• Utilities: Anwendungen, die die Arbeit für Anwender und Programmierer erleichtern:
  • Menu Builder: Entwurf der Benutzeroberfläche.
  • Report Builder: Präsentation von Daten in vordefinierten Formaten ohne Programmierkenntnisse.
  • Form Builder: Erstellung von Bildschirmdialogen zur Dateneingabe.
• Data Dictionary: Ein integriertes Verzeichnis, das alle Informationen über die Beschreibung, Verwaltung und Implementierung der Datenbank speichert. Es ist auch als Systemkatalog bekannt.

Der Datenbankadministrator

Der Datenbankadministrator (DBA) übernimmt zentrale Aufgaben:

• Festlegung der grundlegenden Schema-Definitionssprache.
• Definition und Modifikation des Schemas sowie der physischen Organisation.
• Festlegung der Ablagestruktur und der Zugriffsverfahren.
• Kontrolle des Datenbankzugriffs und Vergabe von Benutzerberechtigungen.
• Definition von Datenvalidierungsprozessen.
• Festlegung von Backup- und Wiederherstellungsstrategien.

Datenbankdesign

Der Entwurfsprozess gliedert sich in drei Phasen:

• Konzeptioneller Entwurf: Spezifikation der Anforderungen und Erstellung des konzeptionellen Schemas. Ziel ist die Beschreibung aller Informationen unabhängig vom physischen Speicher. Dies ist der wichtigste Schritt, da er als Ausgangspunkt für Anwendungsprogramme dient.
• Logischer Entwurf: Überführung des konzeptionellen Schemas in ein logisches Schema, das beschreibt, wie die Daten vom DBMS verarbeitet werden. Hierbei wird der Typ des DBMS festgelegt (z. B. hierarchisch, Netzwerk oder relational).
• Physischer Entwurf: Die letzte Phase, in der das physische Schema erstellt wird. Hier werden Speicherstrukturen und Zugriffsmechanismen definiert, um eine optimale Performance zu gewährleisten. Diese Phase ist direkt vom verwendeten DBMS abhängig.