Grundlagen der Datenbanken: Konzepte und Modelle

Grundlagen der Datenbankverwaltung

Zeichen: Die kleinsten Einheiten, die für sich genommen keine spezifische Bedeutung haben.

Information: Daten, die gemäß den Anforderungen des Anwenders aufbereitet wurden.

Feld: Ein Datenelement, das angefordert wird und mit spezifischen Daten gefüllt ist.

Anmeldung: Verschiedene Arten von Feldern, die mit Informationen gefüllt werden.

Datei: Eine Sammlung von Aufzeichnungen, die nach einer bestimmten Struktur organisiert sind.

Datenbank: Eine Sammlung von Dateien, die erstellt wurde, um Informationen effizient zu speichern und Redundanzen zu reduzieren. Die drei Hauptkomponenten sind Hardware, Software und das DBMS.

DBMS (Datenbankmanagementsystem): Dient der Speicherung, Nutzung und Manipulation von Informationen in der Datenbank.

Datenbank-Schema: Die logische Struktur einer Datenbank.

DBA (Datenbankadministrator): Fachkraft, die für die Verwaltung und Bearbeitung der Datenbank zuständig ist.

Ebenen der Datenabstraktion

Es gibt drei Formen der Datenabstraktion:

• Physische Ebene: Die niedrigste Ebene.
• Konzeptionelle Ebene: Die mittlere Ebene.
• Sicht-Ebene: Die höchste Ebene der Abstraktion, die die endgültige Vision der Daten darstellt.

Datenmodellierung und Struktur

Data Definition: Beschreibt den Datentyp und die Länge eines Feldes. Sie umfasst Attribute (Eigenschaften), Daten und Aufzeichnungen.

Verbindungen zwischen Daten: Definiert das Verhältnis zwischen verschiedenen Arten von Aufzeichnungen.

Datenmodell: Eine Simulation der Realität.

Primary Key (Primärschlüssel): Ein eindeutiges Attribut zur Identifizierung einer Einheit.

Was ist Datenmodellierung?: Die Sammlung von Werkzeugen zur konzeptionellen Beschreibung von Daten, deren Beziehungen, semantischen Einschränkungen und Konsistenz.

Datenmodelle

Es gibt drei Hauptmodelle:

1. Objektbasiertes logisches Modell
2. Logisches Modell basierend auf Datensätzen
3. Physisches Datenmodell

Entity-Relationship-Modell

Dieses Modell stellt die Wirklichkeit durch Entitäten dar:

• Greifbare Entitäten: Dinge, die wir berühren können.
• Immaterielle Entitäten: Konzepte, die wir nicht sehen oder berühren können.
• Attribute: Die Eigenschaften der Datenbank-Entitäten.

Logische Modelle basierend auf Datensätzen

1. Relationales Modell: Daten werden in Tabellen mit Zeilen (Datensätze) und Spalten (Attribute) dargestellt.
2. Netzwerkmodell: Stellt Daten über Datensätze und deren Beziehungen dar.
3. Hierarchisches Modell: Ähnlich wie das Netzwerkmodell, jedoch als Baumstruktur organisiert.

Physisches Datenmodell

Dient der Beschreibung der Daten auf der niedrigsten Ebene. Es gibt zwei Typen: vereinheitlichende Modelle und Speicherstrukturen.

Instanzen, Schemata und Unabhängigkeit

Instanzen und Schemata: Eine Instanz beschreibt den Zustand der Datenbank zu einem bestimmten Zeitpunkt. Das Schema ist die logische Beschreibung der Datenbank, inklusive Namen und Attributen.

Datenunabhängigkeit:

• Physische Datenunabhängigkeit: Programme müssen bei Änderungen am physischen Schema nicht angepasst werden.
• Logische Datenunabhängigkeit: Programme müssen bei Änderungen am konzeptionellen Schema nicht neu geschrieben werden.

Datenbanksprachen

Data Definition Language (DDL): Definiert die Struktur der Datenbank, deren Ergebnis das Data Dictionary ist.

Data Manipulation Language (DML):

• Prozedurale DML: Der Anwender muss festlegen, welche Daten benötigt werden und wie diese zu erhalten sind.
• Nicht-prozedurale DML: Der Anwender gibt nur an, welche Daten benötigt werden, ohne den Abrufprozess zu definieren.