Grundlagen von Datenbanken und Informationssystemen

Grundlegende Definitionen

• Fakten: Daten über Personen, Objekte, Ereignisse oder andere Entitäten. Sie können quantitativ, qualitativ, intern, extern, historisch oder prädiktiv sein.
• Information: Besteht aus Daten, die organisiert und in einen relevanten Kontext gesetzt wurden.
• Datenbank: Eine Sammlung von integrierten und gemeinsam genutzten Daten, die den Informationsbedarf einer Organisation deckt (Integration und Austausch).

Datenverarbeitungsansätze

Traditioneller Ansatz

Bei diesem Ansatz wurden Informationssysteme isoliert für die spezifischen Bedürfnisse einzelner Abteilungen entwickelt. Es gab keine zentrale Planung, was zu einem evolutionären Prozess führte, bei dem neue Funktionen an bestehende Systeme angefügt wurden.

Nachteile des traditionellen Ansatzes

• Unkontrollierte Redundanz: Führt zu Speicherplatzverschwendung und erhöhtem Aufwand bei der Datenaktualisierung.
• Dateninkonsistenz: Identische Daten sind an verschiedenen Orten unterschiedlich gespeichert, was zu Anwendungsfehlern und widersprüchlichen Berichten führt.
• Inflexibilität: Die Entwicklung neuer Informationssysteme ist langsam und aufwendig.
• Mangelnde Standardisierung: Inkonsistenzen durch die Verwendung von Synonymen und Homonymen.

Der Datenbankansatz

Fokus

• Daten werden als eine gemeinsam zu nutzende Ressource betrachtet.
• Jeder Benutzer kann eine auf seine Bedürfnisse zugeschnittene Sicht (View) auf die Datenbank haben.
• Die Daten sind von den Anwendungsprogrammen unabhängig (Datenunabhängigkeit).

Das Datenbankmanagementsystem (DBMS)

Ein DBMS ist eine Software zur Steuerung einer Datenbank. Es ermöglicht den Schutz, die Eingabe, Änderung, Löschung und Abfrage von Daten.

• Datendefinition: Definiert Datentypen, Strukturen, Beziehungen usw. in der Datenbank.
• Datenmanipulation: Ermöglicht das Speichern, Ändern und Abrufen von Daten.
• Datensicherheit: Ermöglicht die Kontrolle des Zugriffs und bietet Mechanismen zur Datensicherung.

Elemente einer Datenbankumgebung

• Datenbank (DB): Der physische Ort, an dem die Daten gespeichert sind.
• Repository und Data Dictionary: Enthält die Definitionen der Daten (Metadaten).
• Benutzerschnittstellen: Ermöglichen Benutzern die Interaktion mit der Datenbank.
• Anwendungssoftware: Dient der Erstellung und Wartung der Datenbank.
• CASE-Tools: Werkzeuge zur Unterstützung der Softwareentwicklung.

Risiken des Datenbankansatzes

• Bedarf an Fachpersonal: Erfordert Spezialisten für die Umwandlung bestehender Systeme, die Entwicklung neuer Programmierstandards, das Datenbankdesign und die Verwaltung des Teams.
• Notwendigkeit von Backups: Eine minimale Redundanz kann bei Ausfällen zu Problemen führen, weshalb zuverlässige Datensicherungen unerlässlich sind.
• Probleme beim Datenaustausch: Erfordert Synchronisation der Daten, Steuerung des gleichzeitigen Zugriffs und Mechanismen zur Fehlererkennung und -behebung.

Arten von Informationssystemen

• Operative Systeme / TPS (Transaction Processing Systems): Unterstützen das Tagesgeschäft der Organisation und liefern detaillierte, zeitnahe und präzise Informationen.
• Entscheidungsunterstützungssysteme / DSS (Decision Support Systems): Versorgen Entscheidungsträger mit Informationen und Analysewerkzeugen.
• Management-Informationssysteme / MIS (Management Information Systems): Stellen Managern die für Planung und Steuerung erforderlichen Informationen bereit.
• Data Warehouse: Eine zentrale Datensammlung, in der wichtige Daten für die Entscheidungsfindung gespeichert werden. Es hilft Unternehmen bei der schnellen Analyse von Situationen und der Integration von Daten aus verschiedenen Quellen.
• Data Mining: Werkzeuge zur Extraktion, Aufbereitung und Analyse von operativen Daten und externen Quellen, um Muster zu entdecken.
• OLAP (Online Analytical Processing): Vereinfacht die Abfrage großer Datenmengen durch die Verwendung mehrdimensionaler Datenbankstrukturen.