Ziele und Architektur von Datenbanksystemen

Ziele einer Datenbank

• Unabhängigkeit zwischen Daten und Anwendungen, die sie verwenden. Dies ist bekannt als physische Unabhängigkeit (man kann das physische Schema ändern, ohne die darüber liegenden Ebenen zu beeinflussen) und als logische Unabhängigkeit (wenn das konzeptionelle Schema geändert wird, ist es nicht nötig, die Anwendungsprogramme zu ändern).
• Minimale Redundanz von Informationen: Die Erzeugung unnötig wiederholter Daten wird auf das mögliche Mindestmaß reduziert, um Inkonsistenzen in den Daten zu vermeiden. Es werden Mechanismen bereitgestellt, um die Operationen auf der Datenbank zu überwachen. Dieser Prozess wird durch „Spione“ erreicht.
• Bereitstellung von Vielseitigkeit in den Suchmöglichkeiten; dies bietet dem Anwender Informationen nach verschiedenen Kriterien.
• Sicherheit: Sicherstellung des Schutzes der Daten vor nicht autorisierten oder böswilligen Benutzern.
• Überprüfung der Integrität der Informationen in der Datenbank. Dies erfordert Reaktionen auf mögliche Hardware-Fehler, Fehler im Code der Anwendungsprogramme, unvollständige Updates sowie fehlerhafte oder ungültige Dateneingaben und so weiter.
• Backup und Recovery: Mechanismen für das Sichern und Wiederherstellen von Informationen.
• Erreichen einer ausreichend kleinen Reaktionszeit, um die Verzweiflung der Benutzer zu verhindern. Die Ansprechzeit ist definiert als die Zeit, die verstreicht, seit der Endbenutzer eine Anfrage an das System stellt, bis er eine Antwort erhält.
• Zur Lösung der Probleme, die durch das Publikum gestellt werden.

Eine Datenbank ist eine Sammlung von Daten, die in einer organisierten und strukturierten Form auf einem Informationsträger vorliegen, der von einem Computer verarbeitet wird.

Architektur einer Datenbank

Eines der Ziele eines Datenbank-Systems ist es, Informationen so abstrakt wie möglich zu liefern, d. h. Details darüber zu verbergen, wie Daten organisiert und gespeichert werden.

Interne Ebene

Es ist die genaueste Vorstellung der physischen Speicherung von Daten. Verbunden mit dieser Ebene ist das interne Schema, das die Daten so beschreibt, wie sie auf dem Computer gespeichert sind. Es enthält die Dateien mit den Informationen Ihrer Organisation, wie auf die Datensätze zugegriffen wird, die Art und Länge der Datensätze, die Komponentenfelder, Schlüsselfelder, Indizes und so weiter.

Konzeptionelle Ebene

Wir beschreiben das konzeptionelle Schema, das auch als Schema der Datenbank bekannt ist. Damit sind alle Daten gemeint, die im System vorhanden sind. Es wird aus den Anforderungen der potenziellen Nutzer des zu implementierenden Datenbank-Systems gewonnen, unabhängig von der Form, in der sie gespeichert oder abgerufen werden. Es enthält Datenelemente (Felder), zusammengesetzte Daten (Datensätze), die Beziehungen zwischen Datensätzen sowie die Regeln für den Betrieb des Unternehmens und so weiter.

Externe Ebene

Repräsentiert die Sicht eines einzelnen Benutzers oder einer Benutzergruppe auf die Datenbank. Sie wird durch das externe Schema beschrieben – den Satz individueller Wahrnehmungen der Datenbank. Jede individuelle Sicht wird Teilschema oder View genannt. Die Unterschemata definieren den Teil des konzeptionellen Schemas, der von Interesse ist, ohne sich Gedanken über die Korrespondenz mit dem gesamten konzeptionellen Schema machen zu müssen. Ein Teilschema kann von mehreren Benutzern gemeinsam genutzt werden, und jeder Benutzer kann auf verschiedene Unterschemata zugreifen. Durch die Erstellung eines Teilschemas können verschiedene Felder der Datensätze gemischt, Felder weggelassen, die Reihenfolge der Felder geändert oder Felder hinzugefügt werden, die aus den im konzeptionellen Schema beschriebenen Werten berechnet werden können.