Datenbanken Teil 1: Was sind Datenbanken ?
Eine Datenbank ist ein elektronisches Verwaltungssystem, das besonders mit großen Datenmengen effizient, widerspruchsfrei, dauerhaft umgehen muss und logische Zusammenhänge digital abbilden kann.
Es können Datenbestände aus verschiedenen Teilmengen zusammengestellt und bedarfsgerecht für Anwendungsprogramme und deren Benutzern angezeigt werden.
Heutzutage kann eine Datenbank viele Informationen beinhalten. Komplexe Datenbanken werden oft in Warenwirtschaftssystemen (abgekürzt WWS oder WaWi) verwendet.
Datenbanken bilden damit den kompletten Prozessablauf vom Einkauf von Rohstoffen, über die Lagerhaltung von Zwischenerzeugnissen, bis hin zum Verkauf von fertigen Produkten, ab. Zum Beispiel kann ein Benutzer einer Datenbank, neben der Verwaltung von Lieferscheinen, auch Kundendaten oder Rechnungsdaten für den Verkauf erstellen, bearbeiten oder entfernen.
Ein Datenbanksystem besteht aus 2 Hauptkomponenten:

• einer Datenbank
  • und einem Datenbankmanagementsystem (DBMS)
    Die Datenbank repräsentiert den gesamten Bestand der Daten, die im Datenbanksystem enthalten sind.
    Das DBMS ist die Software zur Steuerung der Transaktionen im Datenbanksystem.
    Nachteile von Dateisystemen:
  • Doppelte Datenhaltung Inkonsistenz durch unkontrollierbare Änderungen
  • Hoher Programmieraufwand für Lese- und Schreiboperationen

Vorteile von Datenbanken

• Eine Datenbank für alle Anwender
  -Konsistenzprüfung und Datensicherheit vom DBMS gesteuert
  -Weniger Programmieraufwand da Datenzugriff durch DBMS
• Unabhängigkeit von Anwendungsprogrammen
  1.2 Forderungen an ein DBMS
  Daten müssen manipulierbar sein.
  • Weitgehende Redundanzfreiheit (jede Information wird nur einmal gespeichert);
• kontrollierbare Redundanz ist jedoch manchmal notwendig und unvermeidbar.
• Universelle Verwendbarkeit, d. h. ein DBMS sollte für verschiedene Anwendungsbereiche eingesetzt werden können.
• Unabhängigkeit von zugreifenden Programm, d. h. eine Information, die von einem Programm erzeugt wurde, kann auch von einem anderen Programm wieder gelesen werden.
  -Konfigurationsunabhängigkeit des DBMS von Hardware- und Softwareumgebung sowie Netztopologie.
• Funktionale Integration: semantische Datenzusammenhänge sollen so dargestellt werden, dass sie transparent und nutzbar sind
  -Strukturflexibilität: Die Struktur der Daten sollte veränderbar sein (man denke etwa an die Umstellung von Postleitzahl- oder Währungssystemen).
  -Mehrbenutzerbetrieb: gleichzeitiger Zugriff mehrerer Benutzer auf die Datenbank.
  -Zugangssicherungs- und Datenschutzaufgaben sollen vom DBMS unterstützt werden.
  -Gewährleistung von Datenintegrität: Die Daten sollen vollständig und semantisch korrekt sein.
  -Datensicherheit: Sicherheitsspeicherung (Backups) und Rekonstruktionsverfahren (Rollforward) sollten vom DBMS unterstützt werden.
  Weitere Beurteilungskriterien für die Qualität eines DBMS können für Kaufentscheidungen eine wichtige Rolle spielen:
  • Verfügbarkeit für verschiedene Rechnerplattformen,
    -Reaktionszeiten auf Abfragen oder Datenmanipulationen (hierzu gibt es als Richtlinie standardisierte Benchmarktests),
    -Ressourcennutzung,
    -Nationalsprachenunterstützung,
• Verfügbare Ergänzungstools z. B. zur Dateneingabe, Abfragenausführung, Berichtserstellung, Oberflächenerstellung, Datenbank-Entwurf, Anwendungsentwicklung, Navigation in komplexen Datenbanken, Unterstützung der Systemadministration
  Zusatzforderungen für relationale DBMS:
• Informationsregel: Alle Informationen werden nur auf eine Weise, nämlich durch Attributwerte von Datensätzen (Zeilen) in Tabellen dargestellt.
• Zugriffsgarantie: Auf jeden Wert in der Datenbank kann durch Angabe des Tabellennamens, des Spaltennamens und des Primärschlüsselwertes zugegriffen werden.
• Nicht bekannte Information: Es gibt einen besonderen Attributwert NULL, der nicht vorhandene oder unbekannte Informationen darstellt. Dieser Wert kann von allen anderen Werten, die in der Datenbank gespeichert werden können, unterschieden werden.
• Datenbankkatalog: Die Beschreibungen aller vorhandenen Datenbankobjekte stehen wie Benutzerdaten in Tabellenform zur Verfügung.
• Datenbank-Sprache: Es gibt eine Sprache, die sowohl interaktiv als auch in Applikationen verwendet werden kann und DDL-, DML- und DCLOperationen (siehe Abb. 4 auf S. 6 sowie Abschnitt 3.3.2) unterstützt.
• Mengenorientierung: Insert-, Update-, Delete-Befehle auf Tabellen arbeiten mengenorientiert (z. B. sollten zwei identische Datensätze nicht vorkommen).
• Integritätsunabhängigkeit: Integritätsregeln werden im Datenbankkatalog abgelegt und in Datenbank-Sprache formuliert