Grundlagen und Komponenten von Datenbanksystemen (DBMS)

Komponenten von Datenbanksystemen

• Die Datenbank
• Das Datenbank-Management-System (DBMS) oder die Engine (wie Oracle, Sybase, SQL Server etc.)
• Anwendungsprogramme
• Eine Gruppe von Fachpersonal (DBA, Anwendungsprogrammierer etc.)
• Eine Reihe von Benutzern (Endanwender)
• Maschinen (Hardware)

DBMS steht für Database Management System. Es ist die Software, die sämtliche Zugriffe auf die Datenbank verwaltet. Jeder Zugriffsantrag eines Benutzers wird geprüft und ausgeführt, wodurch eine kohärente Antwort auf die jeweilige Anfrage sichergestellt wird.

Die Benutzeroberfläche

Die Benutzeroberfläche bildet die Schnittstelle zum System. Sie ermöglicht einen einheitlichen Zugriff auf die Datenbasis, wobei die zugrunde liegenden Prozesse für den Anwender transparent bleiben.

Der Datenbankadministrator (DBA)

Schließlich ist der Database Administrator (DBA) die Person oder Personengruppe, die für die gesamte Systemsteuerung verantwortlich ist. Zu den Aufgaben und Funktionen gehören die Verwaltung und Kontrolle des Systems.

DBMS-Sprachen

Die verschiedenen Funktionen, die von einem DBMS ausgeführt werden, machen unterschiedliche Sprachen und Verfahren notwendig, die eine Kommunikation mit der Datenbank erlauben.

Nach Art der Funktion unterscheiden wir Definitions-Sprachen (DDL) und Manipulations-Sprachen (DML).

Nach Art der Computer-Nutzer unterscheiden wir Sprachen für IT-Fachleute und Sprachen für Endverbraucher. Letztere können formalisierte Anwendungen (wie die Personalverwaltung) oder nicht formalisierte Entscheidungsprozesse betreffen.

Grundlegende Konzepte

Instanzen

Eine Instanz ist ein konkretes oder abstraktes Objekt von Interesse für das System. Sie enthält Informationen, die in einem Datenbanksystem repräsentiert werden. Die meisten Instanzen modellieren Ereignisse der realen Welt, wie zum Beispiel Kunden, Produkte oder Aufträge.

Attribute

Ein Attribut ist eine grundlegende und unteilbare Einheit von Informationen über ein Objekt oder eine Beziehung und dient dazu, dieses zu identifizieren und zu beschreiben. Wenn Sie beispielsweise einen Anruf beim Helpdesk modellieren, möchten Sie wahrscheinlich wissen, welcher Kunde angerufen hat, wann dies geschah und ob das Problem gelöst wurde. Die Bestimmung der Attribute ist eine Frage der Semantik (Bedeutung). Es müssen Entscheidungen über die Bedeutung der Daten und deren Verwendung getroffen werden.

Domain (Wertebereich)

Eine Domain ist die Menge der Werte, die ein Attribut annehmen kann. Oft wird die Domain mit dem Datentyp verwechselt. Ein Beispiel verdeutlicht den Unterschied: Wenn wir die Blutgruppe einer Person als Attribut speichern, ist der Datentyp ein String (Text). Die Domain hingegen umfasst nur die spezifischen Werte (A+, A-, B+, B-, AB+, AB-, 0+, 0-).

Tabelle

Die Organisation von Daten erfolgt in Zeilen und Spalten. Jede Zeile wird als Tupel oder Datensatz bezeichnet. Jede Spalte in einem Tupel repräsentiert den Wert eines Attributs für diesen Datensatz.

Grundlegende Eigenschaften einer Datenbank

Mit dem Ziel, die Redundanz zu reduzieren, besitzt jedes Datenbanksystem zwei wichtige Merkmale:

Integriert

Integriert bedeutet, dass eine Datenbank als Vereinigung mehrerer unabhängiger Datendateien betrachtet werden kann, wodurch Redundanzen teilweise oder vollständig eliminiert werden. Zum Beispiel kann eine Datenbank Mitarbeiterdatensätze (Name, Adresse, Abteilung, Gehalt) und Kursanmeldungen enthalten. Um die Abteilung eines Kursteilnehmers zu erfahren, müssen diese Daten nicht redundant in der Anmeldung gespeichert werden; sie können direkt aus den Mitarbeiterdaten abgerufen werden.

Gemeinsam genutzt (Shared)

Shared bedeutet, dass einzelne Teile der Datenbank zwischen verschiedenen Benutzern gemeinsam genutzt werden können. Jeder kann auf denselben Teil der Datenbank für unterschiedliche Zwecke zugreifen. Dies ist möglich, weil die Datenbank integriert ist. Im obigen Beispiel werden die Mitarbeiterdaten sowohl von der Personalabteilung als auch von der Ausbildungsabteilung genutzt. Trotz der Integration hat jeder Benutzer meist nur Zugriff auf eine für ihn relevante Teilmenge der Daten.