Grundlagen von Datenbanken: Konzeption, Struktur, Vor- & Nachteile

Grundlagen von Datenbanken

Konzeption von Datenbanken

Die Konzeption von Datenbanken umfasst mehrere Schlüsselkomponenten:

• Software (DBMS): Das Datenbank-Managementsystem (DBMS) ist für die Verwaltung der Datenbanken zuständig.
• Daten: Dazu gehört die Notwendigkeit, Daten und Metadaten zu speichern, die beschreiben, was in der Datenbank gespeichert ist.
• Benutzer: Personen, die Systemdaten manipulieren. Es gibt drei Hauptkategorien:
  • Endbenutzer: Personen, die Daten aus der Datenbank für ihre tägliche Arbeit benötigen und nicht direkt mit der Computerprogrammierung zu tun haben. Normalerweise greifen sie nicht direkt auf die Datenbank zu, sondern nutzen Anwendungen, die für die Datenverarbeitung entwickelt wurden. Diese Anwender greifen nur auf bestimmte Daten zu.
  • Entwickler: Analysten und Programmierer, die für die Erstellung von Endbenutzer-Anwendungen verantwortlich sind.
  • Administratoren (DBA): Auch bekannt als Data Base Administrator, sind sie für die Verwaltung der Datenbanken verantwortlich.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Bedürfnisse der Nutzer je nach Benutzertyp stark variieren: Endbenutzer legen Wert auf Benutzerfreundlichkeit, Entwickler auf die Leistungsfähigkeit und Flexibilität der in das Datenbanksystem integrierten Sprachen, und Administratoren auf fortschrittliche Verwaltungstools für die Datenbank.

Aufbau einer Datenbank

Datenbanken bestehen (wie zuvor beschrieben) aus Daten und Metadaten. Metadaten sind Daten (entschuldigen Sie die Redundanz), die die Struktur der Datenbank beschreiben. Dazu gehören Informationen wie der Datentyp (z. B. Text, Zahlen, Datumsangaben), die Namen der einzelnen Datenfelder (z. B. 'Name'), wie Daten zusammengefasst und wie sie miteinander in Beziehung stehen.

So gibt es zwei Visionen der Datenbank:

Logische und Physische Struktur

• Logische Struktur: Beschreibt die theoretische Zusammensetzung und Verteilung der Basisdaten. Sie wird verwendet, damit Anwendungen die Datenbankelemente nutzen können, ohne die tatsächliche Speicherung zu kennen. Diese Struktur ermöglicht eine Idealisierung der Datenbank. Ihre Elemente sind Objekte, Entitäten, Knoten, Beziehungen, Verknüpfungen usw. Sie repräsentiert nicht die tatsächliche physische Speicherung des Systems. Daher muss der Datenzugriff eine Übersetzung der logischen Struktur in die physische Struktur beinhalten.
• Physische Struktur: Ist die Art und Weise, wie Daten tatsächlich auf einem Speichermedium (z. B. einer Festplatte) gespeichert sind. Die Korrespondenz zwischen der logischen und der physischen Struktur wird durch die Metadaten an der Basis der Datenspeicherung hergestellt.

Vorteile von Datenbanken

• Unabhängigkeit von Daten, Programmen und Prozessen: Ermöglicht Änderungen an der Datenstruktur ohne Anpassung des Anwendungscodes.
• Reduzierte Redundanz: Weniger Datenwiederholungen sind erforderlich. Gut entwickelte Datenbanken weisen nur minimale Datenredundanz auf.
• Datenintegrität: Verhindert Datenverlust und Inkonsistenzen.
• Erhöhte Datensicherheit: Durch die Beschränkung des Zugriffs auf autorisierte Benutzer.
• Besser dokumentierte Daten: Metadaten beschreiben die Informationen in der Datenbank umfassend.
• Effizienterer Datenzugriff: Die Datenorganisation führt zu einer optimierten Leistung.
• Geringerer Speicherplatzbedarf: Durch eine effizientere Datenstrukturierung.

Nachteile von Datenbanken

• Hohe Installationskosten: Datenbank-Kontroll- und Managementsysteme erfordern leistungsstarke Software und Hardware.
• Bedarf an qualifiziertem Personal: Aufgrund der Komplexität der Handhabung solcher Systeme.
• Lange und schwierige Implementierung: Aufgrund der oben genannten Punkte ist die Anpassung des Personals sehr viel komplizierter und zeitaufwendiger.
• Mangel an echten Standards: Dies führt zu einer übermäßigen Abhängigkeit von kommerziellen Marktsystemen, obwohl ein Großteil dieser Technologie als De-facto-Standard akzeptiert wird.