Das Relationale Modell: Grundlagen, Merkmale und Geschichte

Das Relationale Modell: Definition und Ursprung

2. Das relationale Modell definiert eine Datenbank in Bezug auf Objekte, Eigenschaften und Operationen. Objekte mit der gleichen Struktur und dem gleichen Verhalten gehören zur selben Klasse, und Klassen sind in Hierarchien organisiert. Relationale Modelle wurden erweitert, um Konzepte von Objekten zu übernehmen.

Edward F. Codd veröffentlichte 1970 einen Artikel, in dem er argumentierte, dass Daten durch ihre natürliche, logische Verbindung verknüpft sein sollten und nicht durch physische Zeiger. Codd schlug daher ein einfaches Datenmodell vor, bei dem alle Daten in Tabellen dargestellt werden, die aus Zeilen und Spalten bestehen.

Sprachen und Systeme

Codd schlug zudem zwei Sprachen zur Manipulation von Daten in Tabellen vor: die relationale Algebra und den Kalkül. Die logische Manipulation von Daten ermöglicht zudem die Erstellung von Abfragesprachen, die auch für Benutzer ohne Programmierspezialisierung zugänglich sind. Relationale Systeme sind mittlerweile ein Standard auf dem Markt, vor allem für geschäftliche Transaktionen.

Beispiele für relationale Datenbankmanagementsysteme (RDBMS) sind:

• Informix
• DB2
• Oracle
• Sybase
• DBASE
• FoxPro
• INGRES
• MySQL
• MS SQL SERVER

Hauptmerkmale des Relationalen Datenmodells

Das relationale Datenmodell ist effizienter als das hierarchische Modell und das Netzwerkmodell. Eine Datenbank wird als eine Sammlung von Tabellen (Beziehungen) dargestellt, die individuell in Dateien gespeichert werden können. Jede Zeile in einer Beziehung wird Tupel genannt, und jede Spalte repräsentiert eine andere Domäne.

Unterschiede und Vorteile

Das relationale Modell unterscheidet sich grundlegend von hierarchischen und Netzwerk-Modellen, nicht nur in seiner Architektur, sondern auch in den folgenden Punkten:

• Unabhängigkeit bei der Umsetzung: Es ist nicht notwendig zu wissen, wie die Daten physisch implementiert sind (keine Notwendigkeit, mit Zeigern, verketteten Listen oder Diagrammen zu arbeiten).
• Terminologie: Das relationale Modell hat seine eigene Terminologie.
• Logische Schlüssel als Verweise: Verwendung von Primär- und Fremdschlüsseln zur Darstellung der Zusammenhänge zwischen zwei Dateien. Allein aufgrund der Unabhängigkeit von Implementierungen können die physischen Datenbanken Zeiger oder andere Methoden nutzen, diese sind jedoch für den Benutzer transparent.
• Einsatz der Normalisierungstheorie: Diese Theorie wurde im Zusammenhang mit dem relationalen Modell entwickelt, heute wurden ihre Eigenschaften jedoch auf andere Modelle ausgeweitet. Sie ist ein Satz von Eigenschaften, um ein freies Datenbank-Design zu erreichen und Daten mit einem Minimum an Redundanz zu verwalten.
• Umfassende Programmiersprachen: Es gibt einfache Sprachen für den Zugriff auf die relationale Datenbank. Dies sind Sprachen, die Datengruppen oder Dateien manipulieren, statt einzelner Datensätze, wie es in traditionellen prozeduralen Sprachen der Fall ist.

Historische Entwicklung des Relationalen Modells

Zusammenfassung der historischen Entwicklung (1970–1990):

• 1970–1978: Entwicklung des theoretischen Modells
  • Definition des Modells (Codd 1970–1972)
  • Relationale Algebra und Analysis
  • Erste Design-Probleme
• 1975–1980: Entwicklung der ersten relationalen DBMS
  • IBM (System R)
  • SQL (1975)
  • DB2, SQL/DS, OS/2, SQL/200
  • INGRES-Projekt
• 1980–1990: Entwicklung von großen relationalen Systemen.