Arten von Datenbankmanagementsystemen – asantum.de
Datenbankmanagementsysteme
Eine Datenbank ist eine Sammlung von Daten oder Datensätzen. Datenbankmanagementsysteme sind für die Arbeit mit Daten konzipiert. Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist ein Softwaresystem, das eine Standardmethode zur Speicherung und Organisation von Daten verwendet. Die Daten können mit verschiedenen Standardalgorithmen und Abfragen hinzugefügt, aktualisiert, gelöscht oder durchlaufen werden.
Arten von Datenbankmanagementsystemen
Arten von Datenbankmanagementsystemen
Es gibt verschiedene Arten von Datenbankmanagementsystemen. Hier ist eine Liste von sieben gängigen Datenbankmanagementsystemen:
Hierarchische Datenbanken
Netzwerkdatenbanken
Relationale Datenbanken
Objektorientierte Datenbanken
Diagrammdatenbanken
ER-Modelldatenbanken
Dokumentdatenbanken
Hierarchische Datenbanken
In einem hierarchischen Datenbankmanagementsystem (hierarchisches DBMS-Modell) werden die Daten in einem Eltern-Kind-Beziehungsknoten gespeichert. In einer hierarchischen Datenbank enthalten Datensätze neben Ist-Daten auch Informationen über ihre Gruppen von Eltern-Kind-Beziehungen.
In einem hierarchischen Datenbankmodell werden die Daten in einer baumartigen Struktur organisiert. Die Daten werden in Form einer Sammlung von Feldern gespeichert, wobei jedes Feld nur einen Wert enthält. Die Datensätze sind über Links zu einer Eltern-Kind-Beziehung miteinander verknüpft. In einem hierarchischen Datenbankmodell hat jeder Kind-Eintrag nur einen übergeordneten Datensatz. Ein Elternteil kann mehrere Kinder haben.
Um die Daten eines Feldes abzurufen, müssen wir jeden Baum durchlaufen, bis der Datensatz gefunden wird.
Die hierarchische Datenbanksystemstruktur wurde Anfang der 1960er Jahre von IBM entwickelt. Während die hierarchische Struktur einfach ist, ist sie aufgrund der Eltern-Kind-Eins-zu-Viele-Beziehung unflexibel. Hierarchische Datenbanken werden häufig verwendet, um Hochleistungs- und Verfügbarkeitsanwendungen zu erstellen, die üblicherweise in der Banken- und Telekommunikationsbranche eingesetzt werden.
Das IBM Information Management System (IMS) und die Windows Registry sind zwei beliebte Beispiele für hierarchische Datenbanken.
Typen von Datenbankmanagementsystemen Typen von Datenbankmanagementsystemen Typen von Datenbankmanagementsystemen
Vorteil
Hierarchische Datenbanken können schnell aufgerufen und aktualisiert werden, da in dieser Modellstruktur wie ein Baum aufgebaut ist und die Beziehungen zwischen den Datensätzen im Voraus definiert werden. Dieses Merkmal ist ein zweischneidiges.
Nachteil
Diese Art der Datenbankstruktur besteht darin, dass jedes Kind im Baum nur einen Elternteil haben kann und Beziehungen oder Verknüpfungen zwischen Kindern nicht erlaubt sind, auch wenn sie aus logischer Sicht sinnvoll sind. Hierarchische Datenbanken sind so in ihrem Design. Sie können ein neues Feld oder einen neuen Datensatz hinzufügen, wenn die gesamte Datenbank neu definiert werden muss.
Netzwerk-Datenbanken
Netzwerk-Datenbank-Managementsysteme (Network DBMSs) verwenden eine Netzwerkstruktur, um Beziehungen zwischen Entitäten herzustellen. Netzwerkdatenbanken werden hauptsächlich auf großen digitalen Computern verwendet. Netzwerkdatenbanken sind hierarchische Datenbanken, aber im Gegensatz zu hierarchischen Datenbanken, bei denen ein Knoten nur einen übergeordneten Knoten haben kann, kann ein Netzwerkknoten eine Beziehung zu mehreren Einheiten haben. Eine Netzwerkdatenbank sieht eher aus wie ein Spinnennetz oder ein zusammenhängendes Netzwerk von Datensätzen.
In Netzwerkdatenbanken werden Kinder als Mitglieder und Eltern als Bewohner bezeichnet. Der Unterschied zwischen jedem Kind oder Mitglied kann mehr als ein Elternteil haben.
Arten von Datenbankmanagementsystemen
Die Genehmigung des Netzwerkdatenmodells erfolgt analog zu einem hierarchischen Datenmodell. Daten in einer Netzwerkdatenbank sind in Many-to-Many-Beziehungen organisiert.
Die Struktur der Netzwerkdatenbank wurde von Charles Bachman erfunden. Einige der beliebtesten Netzwerkdatenbanken sind Integrated Data Store (IDS), IDMS (Integrated Database Management System), Raima Database Manager, TurboIMAGE und Univac DMS-1100.
Relationale Datenbanken
In relationalen Datenbankmanagementsystemen (RDBMS) ist die Beziehung zwischen Daten relational und Daten werden in Tabellenform in Form von Spalten und Zeilen gespeichert. Jede Spalte, wenn eine Tabelle ein Attribut repräsentiert, und jede Zeile in einer Tabelle repräsentiert einen Datensatz. Jedes Feld in einer Tabelle repräsentiert einen Datenwert.
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Was ist ein Datenbankmanagementsystem (DBMS)? Definition 2022
Vereinfacht gesagt, kannst Du Dir ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) so vorstellen: Du stehst in der größten Bibliothek der Welt, um ein ganz bestimmtes Buch zu finden. Du bist umgeben unzähligen Büchern, aber diese sind nach keiner Dir ersichtlichen Struktur geordnet. Wie sollst Du in dieser Masse an Büchern, Gängen und Regalen nun das Buch finden, nach dem Du suchst? Wie findest Du es, ohne jedes Regal einzeln abzulaufen und jedes Buch genau zu prüfen?
Vor einem ähnlichen Problem stehen die meisten Computer jeden Tag. Das umfasst die Transaktionen Deiner Bank, die Kundendaten in der Firma, in der Du arbeitest oder die Standortdaten der Lagerhalle, aus der Dein bestelltes Paket verschickt wird.
Überall und zu jeder Zeit werden enorm große Mengen an neuen Daten produziert. Ohne ein fest definiertes Ordnungssystem, gleichen diese einem unnutzbaren Datenberg. Das ist nicht nur eine Verschwendung von Speicherplatz, sondern auch Potenzial Geschäftsprozesse zu vereinfachen, Engpässe vorherzusehen oder kundenzentrierter zu agieren.
Wir erklären deshalb nachfolgend, wie Du mit einem Datenbankmanagementsystem (DBMS) Ordnung in Dein Datenchaos bringst und Dir neben einer Menge Arbeit dabei auch viel Zeit ersparst.
Was ist ein Datenbankmanagementsystem?
DBMS ist die Abkürzung für das sperrige, zusammengesetzte Wort Datenbankmanagementsystem. Doch was ist eine Datenbank eigentlich? Was ein Datenbanksystem? Und was hat Management damit zu tun? Fangen wir klein an.
Kaum ein Computer oder eine Web-Anwendung funktioniert heute ohne ein Datenbanksystem. Technologische Megatrends wie künstliche Intelligenz oder das Internet der Dinge sorgen dafür, dass wir eine regelrechte Datenflut erleben. Bis zum Jahr 2025 entstehen weltweit schätzungsweise 175 Zettabyte Daten. Zum Vergleich: Ein 90-minütiger Film braucht ungefähr 500 Megabyte Speicherplatz.
Die Datenmenge im Jahr 2025 entspricht damit 350 Billionen Filmen – das ist eine Zahl mit zwölf Nullen. Ganz schön viele Nullen oder? Genau deshalb müssen Daten strukturiert und in ein Format gebracht werden, was für Dich nachvollziehbar und logisch ist. Doch wie können Datenmengen strukturiert gespeichert und für Dich als Nutzer in der gewünschten Form bereitgestellt werden? Hier kommen Datenbankmanagementsysteme ins Spiel.
DBMS sind Teil eines Datenbanksystems, was aus zwei Kernkomponenten besteht:
einer Datenbank einer zentralen Verwaltungsschnittstelle, dem DBMS
Im Zusammenspiel der beiden Komponenten ermöglicht Dir das Datenbanksystem, Daten strukturiert zu speichern und in gewünschter Form zur Verfügung zu stellen.
Während in der Datenbank die physischen Daten gespeichert werden, steuert das DBMS den Zugriff auf die Datenbank. Generell gesprochen, ist das DBMS eine Software. Es arbeitet als Schnittstelle zwischen Dir als Benutzer und der Anwendung, und übernimmt die Aufgabe der Organisation und Strukturierung. Ein DBMS hilft Dir, schnell und einfach Erkenntnisse aus den gespeicherten Daten zu gewinnen.
Um Daten aus der Datenbank abzufragen, gibt es spezielle Datenbanksprachen. Ein bekanntes Beispiel ist SQL (Structured Query Language). Mithilfe von SQL kannst Du Datensätze in der DBMS speichern, abfragen und verwalten.
Welche Komponenten hat ein Datenbankmanagementsystem?
Über eine Schnittstelle ermöglicht Dir das DBMS den Zugriff auf die Datenbasis. Doch nur wenn Du über entsprechende Zugriffsrechte verfügst, kannst Du Datenbankabfragen machen oder die Daten für andere Anwendungen nutzen. Datenbankmanagementsysteme leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit und Datenschutz in Deinem Unternehmen.
Um Daten strukturiert zu speichern und abrufbar zu machen, bestehen die Systeme bestehen aus verschiedenen Komponenten. Die Hauptkomponenten sind:
die Datendefinitionssprache
die Datenmanipulationssprache
das Datenwörterbuch
Die Datendefinitionssprache, auch Data Definition Language (DDL) genannt, legt die eigentliche Struktur der Datenbank fest. Einzelne Objekte wie Referenzen, Beziehungen oder Nutzerrechte kannst Du mithilfe der Definitionssprache erzeugen, ändern oder löschen.
Mithilfe der Datenmanipulationssprache, Data Manipulation Language (DML), erfolgt die Bearbeitung der eigentlichen Daten. Auf diese Weise kannst Du Datensätze löschen, einfügen, verändern oder auslesen.
Das Datenwörterbuch hat die Aufgabe, alle Informationen über die in der Datenbank gespeicherten Daten bereitzustellen. Diese Metadaten, also “Daten über Daten”, geben Dir Aufschluss über den Inhalt der verschiedenen Daten im Datenspeicher.
Welche Datenbankmanagementsystem-Modelle gibt es?
Die Art, wie das DBMS Daten strukturiert und verwaltet, ist vom Datenbankmodell abhängig. Es gibt eine Vielzahl an Datenbankmodellen, die sich durch unterschiedliche Eigenschaften auszeichnen.
Am weitesten verbreitet ist das relationale Datenbankmodell. Hier organisierst Du Daten in Form von Tabellen. Jede Zeile bildet eine sogenannte Entität, beispielsweise einen Film. Jede Entität hat bestimmte Eigenschaften, die Du in den Tabellenspalten ablesen kannst. In einer Filmdatenbank hat jeder Film eine Vielzahl an verschiedenen Attributen, wie Titel, Genre oder eine Länge. Der Vorteil von relationalen Datenbanken besteht darin, dass verschiedenste Beziehungen zwischen den Daten abgebildet und durch Werte in Tabellenspalten dargestellt werden können.
Wichtig ist, dass Du die einzelnen Entitäten eindeutig unterscheidest. Dazu weißt Du jeder Zeile ein sogenannten eindeutigen Primärschlüssel zu. In unserem Beispiel ist das eine Film-ID, die automatisch generiert wurde.
Bild 1: Datenspeicherung im relationale Datenbankmodell
Anders ist die Vorgehensweise bei einem hierarchischen Datenbankmodell. Hier stehen die Daten in einer Art Eltern-Kind-Beziehung zueinander. Abgebildet wird dieses Modell mit einer hierarchischen Baumstruktur, welche Dir einen schnellen Lesezugriff ermöglicht. Die oberste Hierarchieebene, der sogenannten Wurzel des Baumes, bildet die gesamte Filmsammlung ab. In den einzelnen Blättern des Baums findest Du dann die Filme und die Attribute der einzelnen Filme.
Bild 2: Datenspeicherung im hierarchischen Datenbankmodell
Relationale oder hierarchische Datenbankmodelle speichern strukturierte Daten. Doch was passiert, wenn Du unstrukturierte Daten wie Bilder oder Audiodateien verwalten möchtest? Diese Daten und Informationen können nicht in Form von Tabellen gespeichert werden. Für diesen Fall wurden sogenannte NoSQL-Datenbanken entwickelt. Hier organisierst Du die Daten in Form von Key-Value-Pairs (Schlüssel-Wert-Paaren).
Welche Vorteile bieten Datenbankmanagementsysteme?
Als Grundpfeiler von Datenbanksystemen bieten Datenbankmanagementsysteme viele Vorteile. Ohne das DBMS könntest Du Deine Datenbasis weder verwalten, noch steuern oder kontrollieren. Insbesondere erleichtert es Dir die Verwaltung von großen Datensätzen. Durch die Strukturierung kannst Du einfach und schnell auf gespeicherte Daten zugreifen. Neben einer hohen Flexibilität, reguliert das Datenbankmanagementsystem außerdem den Zugriff der Anwender und kann Dich und Dein Unternehmen beim Datenschutz unterstützen.
Kommen wir noch einmal zurück zum Beispiel vom Anfang: der unübersichtlichen Bibliothek. Wäre es nicht hilfreich, wenn auch die Bücher nach einem bestimmten System geordnet wären? Wir können den Büchern zum Beispiel eine eindeutige Book-ID zuweisen und sie anschließend aufsteigend in den Regalen sortieren. Wenn Du nun ein bestimmtes Buch suchst, weißt Du genau, in welchem Regal und welcher Höhe Du es findest.
Ordnung ist bekanntlich das halbe Leben. Möchtest für mehr Ordnung in Eurer Datenbank sorgen? Dann haben wir die richtigen Ressourcen für Dich. Wir helfen Dir gerne und unterstützen Dein Unternehmen dabei, schnell und einfach die richtigen Schlüsse aus den wertvollen Unternehmensdaten zu ziehen. Lass Dich unverbindlich von uns beraten.
Quellen
Wikipedia (2022): „Schlüssel-Werte-Datenbank“ [14.10.2022]
Was ist ein Datenbankmanagementsystem (DBMS)?
Organisation der Datenbank Was ist ein Datenbankmanagementsystem (DBMS)?
Ein Datenbankmanagementsystem ist ein unverzichtbarer Bestandteil eines Datenbanksystems. Es organisiert und strukturiert die Datenbasis und stellt die Informationen den Anwendern und Anwendungen in der gewünschten Form bereit. Darüber hinaus kontrolliert das DBMS die lesenden und schreibenden Zugriffe auf die Datenbasis. Das Verwalten, Speichern und Abfragen der Daten ist über eine spezielle Datenbanksprache möglich.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - Fotolia)
Das Akronym für Datenbankmanagementsystem lautet „DBMS“. Zum Teil wird der Begriff Datenbankverwaltungssystem (DBVS) synonym verwendet. Das Datenbankmanagementsystem ist neben der eigentlichen Datenbasis eine unverzichtbare Komponente eines Datenbanksystems. Das DBMS organisiert und strukturiert die Daten der Datenbasis. Es sorgt für die persistente Speicherung und die Konsistenz der Daten. Ohne das Datenbankmanagementsystem lägen die Daten in „chaotischer“ Form, vergleichbar mit einem ungeordneten Stapel an Dokumenten vor. Erst durch das Datenbankmanagementsystem werden die Daten strukturiert und den Anwendungen oder Anwendern so bereitgestellt, dass in der gewünschten Form auf sie zugegriffen werden kann.
Das DBMS kontrolliert die lesenden und schreibenden Zugriffe auf die Datenbasis und bietet eine spezielle Datenbanksprache wie SQL (Structured Query Language) zum Abfragen, Speichern und Verwalten der Daten. Datenbankmanagementsysteme sind als Software realisiert und auf einem Rechner oder Server installiert. Die Software hat entscheidenden Einfluss auf den Funktionsumfang und die Performance des Datenbanksystems. Zur Verwaltung, Organisation und Strukturierung der Daten existieren verschiedenen Modelle. Häufig eingesetzt werden relationale Datenbankmanagementsysteme (RDBMS – Relational Database Management System) wie MySQL.
Aufgaben eines Datenbankmanagementsystems
Datenbankmanagementsysteme haben die Aufgabe, für die persistente und konsistente Speicherung der Daten zu sorgen. Sie stellen den Anwendern und Anwendungen die Schnittstellen zum Verwalten, Abfragen, Speichern und Verändern der Daten bereit. Darüber hinaus verwaltet das DBMS die Metadaten, organisiert Daten entsprechend dem Datenmodell, definiert Datentypen und Attribute, stellt die Datensicherheit und den Datenschutz sicher, gewährleistet die Datenintegrität und optimiert die Datenbasis für eine hohe Performance des Datenbanksystems. Auch Statistiken und Berichte über Technik und Betriebsdaten des Datenbankmanagementsystems werden geliefert.
Komponenten eines Datenbankmanagementsystems
Im Wesentlichen bestehen Datenbankmanagementsysteme aus diesen drei Komponenten:
Datenwörterbuch,
Datendefinitionssprache,
Datenmanipulationssprache.
Aufgabe des Datenwörterbuchs ist es, die Metadaten der im Datenbanksystem gespeicherten Daten zu verwalten und bereitzuhalten. Mithilfe der Metadaten lassen sich Rückschlüsse auf die Gesamtheit und inhaltliche Bedeutung der Daten eines Datenbanksystems ziehen. Die Datendefinitionssprache (Data Definition Language – DDL) legt die Struktur der Inhalte des Datenbanksystems fest. Mithilfe der Sprache werden Objekte wie Benutzerrechte, Indizes, Referenzen oder Beziehungen generiert, gelöscht und bearbeitet. Mit der Datenmanipulationssprache (Data Manipulation Language – DML) lassen sich die eigentlichen Daten bearbeiten. Daten werden mit der Datenmanipulationssprache angelegt, gelöscht, verändert, eingefügt oder ausgelesen.
Die verschiedene Datenbankmodelle
Es existieren zahlreiche verschiedene Datenbankmodelle. Sie definieren die grundlegenden Eigenschaften der Datenbanksysteme und die Struktur der Daten. Durch die Entscheidung für ein bestimmtes DBMS wird das Datenbankmodell festgelegt. Eines der am häufigsten verwendeten Datenbankmodelle ist das relationale Datenbankmodell. Dieses Modell verwaltet Daten in Form von Zeilen und Spalten einer Tabelle. Weitere Datenbankmodelle sind:
hierarchische Modelle,
objektorientierte Modelle,
dokumentenorientierte Modelle,
netzwerkorientierte Modelle.
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