Grundlagen der Datenbankmanagementsysteme (DBMS)

Was ist ein DBMS?

Ein DBMS (Database Management System) ist eine Software-Suite oder ein Programm, das den Zugriff auf und die Änderung von Datenbanken ermöglicht. Eine Datenbank ist eine Sammlung von organisierten und strukturierten Informationen, die miteinander in Beziehung stehen.

Nachteile der klassischen Dateiverwaltung

• Redundanz und Inkonsistenz: Daten können in verschiedenen Formaten an mehreren Stellen gespeichert sein.
• Physisch-logische Abhängigkeit: Änderungen an der physischen Struktur erfordern oft Anpassungen in allen Anwendungsprogrammen.
• Schwieriger Datenzugriff: Jede Abfrage erfordert oft komplexe Änderungen am Programmcode.

Funktionen eines DBMS

Ein DBMS ermöglicht Benutzern das Erstellen, Definieren und kontrollierte Verwalten von Datenbanken. Zu den Kernaufgaben gehören:

• Datendefinition: Erstellen und Strukturieren der Datenbank.
• Datenmanipulation: Einfügen, Aktualisieren und Abfragen von Daten.
• Sicherheit: Zugriffskontrolle und Schutz vor unbefugten Änderungen.
• Integrität: Sicherstellung der Datenkonsistenz.
• Wiederherstellung: Mechanismen für Backups bei Systemausfällen.

Komponenten und Sprachen

• DDL (Data Definition Language): Zur Spezifikation des Datenbankschemas.
• DML (Data Manipulation Language): Zum Lesen und Aktualisieren von Daten.
• Management-Tools: Unterstützung für Administratoren bei der Benutzer- und Berechtigungsverwaltung.

Organisation der Informationen

• Entität: Ein reales Objekt mit spezifischen Eigenschaften.
• Attribut: Merkmale einer Entität.
• Werte: Die konkreten Daten eines Attributs.
• Domänen: Menge der möglichen Werte für ein Attribut.

Schlüsselkonzepte

• Candidate Keys: Mögliche Identifikatoren für ein Element.
• Primärschlüssel: Der gewählte Identifikator.
• Fremdschlüssel: Attribut, das als Primärschlüssel in einer anderen Entität dient.

Dateiverwaltung und Zugriff

Dateien werden nach ihrer Verwendung (konstant, aktuell, historisch) und ihrer Organisation (sequenziell, direkt, indexiert) klassifiziert. Ein DBMS sorgt für die Datenintegrität, indem es Duplikate vermeidet und veraltete Daten bereinigt.

Beziehungen und Ebenen

Es gibt verschiedene Beziehungsarten (1:1, 1:M, M:M) und Ebenen innerhalb eines DBMS:

• Interne Ebene: Verantwortlich für die physische Speicherung.
• Logische Ebene: Steuert die Datenverwaltung.
• Externe Ebene: Sicht des Benutzers (Design und Oberfläche).

Arten von DBMS

• Netzwerk-DBMS
• Hierarchische DBMS
• Relationale DBMS
• Objektorientierte DBMS

Zudem unterscheidet man zwischen zentralen DBMS (eine Maschine) und verteilten DBMS (verschiedene Rechner).