Grundlagen von DBMS, Datenmodellen und Datenschutz

Definition und Funktionen eines DBMS

Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist eine Anwendung, die es Benutzern ermöglicht, eine Datenbank (DB) zu definieren, zu erstellen, zu pflegen und einen kontrollierten Zugriff darauf zu gewährleisten.

Wesentliche Dienstleistungen eines DBMS

• Erstellung und Definition der Datenbank: Festlegung der Struktur der DB.
• Datenmanipulation: Bearbeitung von Daten mithilfe von Abfragen, Einfügungen und Aktualisierungen (unter Verwendung von Datenmanipulationssprachen).
• Kontrollierter Datenzugriff: Sicherstellung des Zugriffs auf die DB durch Sicherheitsmechanismen für Benutzer.
• Integrität und Konsistenz: Mechanismen zur Verhinderung von Datenbeschädigung durch unautorisierte Änderungen.
• Gemeinsamer Zugriff: Ermöglichung des gleichzeitigen Zugriffs mehrerer Benutzer auf die Datenbank.
• Backup und Recovery: Mechanismen zur Sicherung und Wiederherstellung von Informationen im Falle von Systemausfällen.

Komponenten eines DBMS

• DBMS-Sprache: Ermöglicht dem Datenbankadministrator (DBA), die Datenstruktur der DB festzulegen.
• Data Dictionary (Datenwörterbuch): Speichert Metainformationen über alle Daten und die Struktur der Datenbank.
• Sicherheit und Datenintegrität: Mechanismen, die den Schutz und die Konsistenz der Daten gewährleisten müssen.
• Benutzer (Mitglieder): Benutzer werden typischerweise in Kategorien wie DBA (Datenbankadministrator), RESOURCE und CONNECT eingestuft.
• DBMS-Tools: Werkzeuge, die Administratoren zur Verwaltung der Datenbank dienen.

Datenmodelle: Zweck und Definition

Ein Datenmodell besteht aus konzeptionellen oder begrifflichen Werkzeugen, die die Struktur einer Datenbank beschreiben. Dazu gehören die Daten selbst, die Beziehungen zwischen ihnen und die Einschränkungen (Constraints), die für die Daten gelten müssen.

Client/Server-Architektur

Die Client/Server-Architektur unterteilt das System in zwei Hauptteile: einen Server und eine Reihe von Clients.

Der Server ist typischerweise ein leistungsstarker Computer, der die Datensammlung verwaltet und alle Funktionen eines DBMS ausführt. Die Client-Workstation oder der PC sendet Anfragen an den Server, um Dienste abzurufen.

Verfügbare Konfigurationen

• Host-basiert
• Client/Server
• Verteilte Verarbeitung (Distributed Processing)
• Service-basierte Anwendungen

Datenschutzgesetz und seine Mission

Das Datenschutzgesetz (häufig bezogen auf das Organische Gesetz zum Schutz personenbezogener Daten, LOPD, oder ähnliche nationale Bestimmungen) zielt darauf ab, die Verarbeitung personenbezogener Daten zu regeln und zu schützen.

Seine Mission ist es, die Grundrechte des Einzelnen, insbesondere die Ehre, die Privatsphäre sowie die persönliche und familiäre Intimsphäre, im Hinblick auf die Verarbeitung personenbezogener Daten zu gewährleisten und zu schützen.

Wichtige Elemente des Entity-Relationship (ER) Modells

1. Entität (Entity)

Eine Entität ist ein Objekt aus der realen Welt, das für das Unternehmen von Interesse ist. Jede Entität wird durch einen Namen identifiziert (z. B. Schüler einer Schule oder Bankkunden einer Institution). Entitäten werden typischerweise durch Rechtecke dargestellt.

2. Beziehung (Relationship)

Eine Beziehung ist die Verbindung zwischen zwei oder mehr Entitäten. Beziehungen werden durch einen Namen identifiziert, oft ein Verb, das die Verbindung beschreibt. Beziehungen besitzen in der Regel keine eigenen Attribute.

Merkmale des Relationalen Modells

• Physische Datenunabhängigkeit: Die Art der Datenspeicherung sollte keinen Einfluss auf die logische Datenverarbeitung haben.
• Logische Datenunabhängigkeit: Änderungen an Objekten in der Datenbank dürfen keine Auswirkungen auf die Programme und Benutzer haben, die darauf zugreifen.
• Flexibilität: Ermöglicht es Benutzern, Daten in der für die Anwendung am besten geeigneten Form darzustellen.
• Gleichmäßigkeit (Uniformität): Die logische Struktur der Daten wird einheitlich in Tabellen präsentiert, was das Design und die Manipulation der Datenbank durch die Benutzer erleichtert.
• Einfachheit (Simplizität): Aufgrund der genannten Merkmale und der einfachen Benutzeroberflächensprachen ist dieses Modell für Benutzer leicht zu verstehen und zu nutzen.

Semantische Integritätsbedingungen des Relationalen Modells

• Primärschlüssel-Integritätsbedingung (PRIMARY KEY): Definiert ein oder mehrere Attribute als Primärschlüssel einer Relation (Tabelle). Der Primärschlüssel muss eindeutig sein und darf keine NULL-Werte enthalten.
• Eindeutigkeitsbedingung (UNIQUE): Dient zur Definition alternativer Schlüssel. Die Attributwerte dürfen nicht wiederholt werden.
• Obligatorische Bedingung (NOT NULL): Legt fest, dass ein oder mehrere Attribute keine NULL-Werte annehmen dürfen.
• Referentielle Integritätsbedingung (FOREIGN KEY): Wird verwendet, um Beziehungen zwischen Tabellen in einer Datenbank durch Fremdschlüssel zu verknüpfen.