Was ist eine Datenbank?
Definition „Database“ Was ist eine Datenbank?
Eine Datenbank ist entscheidend für die Funktion jedes computergestützten Systems. Sie speichert Daten und stellt sie jeweils in der gewünschten Form für den Nutzer bereit. Eine Datenbank besteht dabei aus zwei Komponenten: dem Datenbanksystem, kurz DBS, und der Datenbank selbst.
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In einer Datenbank werden Datensätze dauerhaft gespeichert und für Anwendungen, das Betriebssystem oder den Benutzer bereitgestellt. (Bild gemeinfrei: mcmurriejulie -
Eine Datenbank arbeitet große Datenmengen effizient und widerspruchsfrei auf. Konkret bedeutet dies, dass die Datenbank die Daten dauerhaft speichert und zur Benutzung bereitstellt.
Die Daten sollten dabei in unterschiedlicher Art abgerufen werden können. Vereinfacht gesagt: Ein Bild (= ein bestimmter Datensatz) sollte sich sowohl in einem Bildbearbeitungsprogramm wie auch in einem Schreibprogramm betrachten lassen.
Die Rolle der Datenbank: Drittes Standbein des Rechners
Die Software eines Computers fußt grob gesagt auf drei Standbeinen: Dem Betriebssystem (OS), den Applikationen (Programmen/Anwendungen) auf der Benutzeroberfläche sowie den riesigen Datenmengen (Datensätzen). Die Daten dienen teilweise zur Funktion des Betriebssystems, teils werden sie von den Applikationen benötigt und teilweise handelt es sich um Daten, die bewusst vom Rechner abgelegt wurden.
Die Daten müssen nun gebündelt und zugeordnet werden. Außerdem müssen Nutzer, System und Applikationen auf sie zugreifen können. Eben diese Aufgabe wird von Datenbanken übernommen. Jeder Computer hat deshalb nicht nur eine Datenbank, sondern viele.
DBS und DB: Die zwei Komponenten einer Datenbank
Damit die Datenbank ihre Rolle wahrnehmen kann, benötigt sie zwei Komponenten:
Datenbanksystem (DBS, manchmal auch Datenbankmanagementsystem bzw. DBMS).
Datenbank im engeren Sinne (DB, manchmal auch Datenbasis oder Datenbestand). Die DB gliedert sich in unterschiedliche Bibliotheken, in denen die einzelnen Datensätze zu finden sind.
Das DBS übernimmt die Kommunikation zwischen Anfragendem (dem Anwender, einem Programm oder dem OS) sowie der Datenbank. Es erkennt, welche Daten benötigt werden und stellt diese in der gewünschten Form bereit. Neue Daten werden vom DBS zudem in den Bestand „einsortiert“.
Die zentrale Rolle des DBS
Datenbanken sind hochsensibel, immerhin enthalten sie zentrale Informationen. Teilweise können Angreifer auch Zugang zu eigentlich abgeschirmten Netzwerken über Datenbanken erhalten. Sie müssen hierfür beispielsweise einen entsprechenden Ausführungscode in der passenden Datenbankbibliothek platzieren können.
Dem DBS kommt entsprechend eine zentrale Rolle zu. Es muss neben der Datenverwaltung auch den Bestand schützen. Datenbanken sind deshalb heutzutage relational und nicht mehr hierarchisch aufgebaut. So wird verhindert, dass ein Angriff (oder auch ein Fehler) von oben bis auf die unterste Ebene der Datenbank durchgreifen kann.
Datenbanken funktionieren zudem mit eigenen Sprachen, die Eingriffe von außen ebenfalls erschweren. Kommerziell sehr erfolgreich ist beispielsweise die Oracle-Sprache SQL. Entsprechende Datenbanken werden vor allem im Webhosting häufig eingesetzt. Die eigene Programmiersprache verhindert (im Idealfall), dass Malware in einer anderen Sprache auf die Datenbanken durchgreift.
Das DBS kann zudem Zugriffsrechte beschneiden, um vor Angriffen zu schützen. Von Bedeutung ist dies insbesondere dann, wenn eine neue Schnittstelle mit einem Programm eingerichtet wird.
Bildlich gesprochen ist das DBS vergleichbar mit einem Geldautomaten: Hinter dem Automaten liegt der gesamte Geldbestand aller Kunden: Der Automat gewährt nach Authentifizierung Zugriff auf das eigene Konto und reduziert beispielsweise den Kontostand um die Summe der Abhebung (relationale Funktion).
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Was ist eine relationale Datenbank (RDBMS)?
Angenommen, Sie haben die Tabelle Kunde und die Tabelle Bestellung .
Sehen wir uns nun an, wie das relationale Datenbankmodell in der Praxis funktioniert.
Attribute (Spalten) legen einen Datentyp fest und jeder Eintrag (oder jede Zeile) enthält den Wert dieses spezifischen Datentyps. Alle Tabellen einer relationalen Datenbank haben ein Attribut, das als Primärschlüssel bezeichnet wird. Dieser kennzeichnet Zeilen eindeutig. Jede Zeile kann für das Herstellen einer Beziehung zwischen verschiedenen Tabellen mithilfe eines Fremdschlüssels verwendet werden. Dieser ist ein Verweis auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle.
Die relationale Datenbank ist eine Sammlung von Tabellendateien, mit denen Unternehmen Daten organisieren, verwalten und verknüpfen von Daten können. Im relationalen Datenbankmodell sind in jeder Tabelle Informationen in Form von Spalten (Attribute) und Zeilen (Einträge oder Tupel ) gespeichert.
Das relationale Datenbankmodell, das in den 1970er-Jahren von E. F. Codd von IBM entwickelt wurde, ermöglicht es, jede Tabelle mithilfe eines gemeinsamen Attributs mit einer anderen Tabelle zu verknüpfen. Statt Daten durch Hierarchiestrukturen zu organisieren, schlug Codd ein Datenmodell vor, bei dem Daten in Tabellen gespeichert, aufgerufen und verknüpft werden können, ohne die jeweiligen Tabellen neu strukturieren zu müssen.
Die Tabelle Kunde enthält Daten zu den Kunden:
Kundennummer (Primärschlüssel)
Kundenname
Rechnungsadresse
Versandadresse
In der Tabelle Kunde ist die Kundennummer ein Primärschlüssel, der eindeutig angibt, wer der Kunde in der relationalen Datenbank ist. Jeder Kunde hat eine eigene Kundennummer.
Die Tabelle Bestellung enthält Transaktionsinformationen zu einer Bestellung:
Bestell-ID (Primärschlüssel)
Kundennummer (Fremdschlüssel)
Bestelldatum
Versanddatum
Bestellstatus
Der Primärschlüssel für die Ermittlung einer bestimmten Bestellung ist hier die Bestell-ID. Sie können einen Kunden mit einer Bestellung verbinden. Dazu verknüpfen Sie die Kundennummer mithilfe eines Fremdschlüssels aus der Tabelle Kunde.
Die beiden Tabellen sind nun auf der Grundlage der gemeinsamen Kundennummer miteinander verbunden. Das bedeutet, dass Sie beide Tabellen abfragen können, um formale Berichte zu erstellen oder die Daten für andere Anwendungen zu verwenden. So könnte beispielsweise der Leiter einer Einzelhandelsfiliale einen Bericht über alle Kunden erstellen, die an einem bestimmten Datum eingekauft haben, oder herausfinden, welche Kunden im letzten Monat Bestellungen mit verspätetem Lieferdatum hatten.
Die obige Erläuterung bezieht sich auf ein einfaches Fallbeispiel. Relationale Datenbanken eignen sich aber auch für sehr komplexe Beziehungen zwischen Daten. So können Sie in mehr Tabellen auf Daten verweisen, wenn sie dem vordefinierten relationalen Schema Ihrer Datenbank entsprechen.
Da die Daten als vordefinierte Beziehungen organisiert sind, können Sie deklarativ abgefragt werden. Mit einer deklarativen Abfrage lässt sich definieren, was aus dem System extrahiert werden soll, ohne anzugeben, wie das Ergebnis durch das System zu berechnen ist. Dies unterscheidet relationale Systeme von anderen.
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