Kurs:Entwicklung eines Datenbanksystems/Grundlagen

Entwicklung eines Datenbanksystems

• Situation
• Grundlagen
• Lebenszyklus

Entity-Relationship-Modell

• Übung: Segeltörn
• Übung: Bank

Entwurf relationaler Datenbanken

• Kleine Übungen
• Übung: Segeltörn
• Übung: Bank

Normalisierung

• Bibliothek
• Marketing

Schlussaufgabe

Anhang

• Glossar
• Konvention

Vorerfahrung: Situation

Einleitung

Eine Datenbank, umgangsprachlich auch Datenbanksystem genannt, ist ein System zur elektronischen Datenverwaltung. Die wesentliche Aufgabe einer Datenbank ist es, große Datenmengen effizient, widerspruchsfrei und dauerhaft zu speichern und benötigte Teilmengen in unterschiedlichen, bedarfsgerechten Darstellungsformen für Benutzer und Anwendungsprogramme bereitzustellen. So fallen z.B. bei der computergestützten Abwicklung von Arbeitsabläufen in Unternehmen (Lagerhaltung, Personalverwaltung, Bestellwesen etc.) große Mengen an Daten an, aber auch in Organisationen und bei Behörden ist der Umgang mit großen Datenbeständen Alltag.

Funktionen eines DBMS

Die wesentlichen Funktionen von heutigen Datenbankmanagementsystemen sind:

• Speicherung, Überschreibung und Löschung von Daten

Werden Daten von mehreren Benutzern gleichzeitig geändert, kann es zu fehlerhaften Daten kommen. Man spricht dann von einem inkonsistenten Zustand der Daten bzw. von Dateninkonsistenz. Zu inkonsistenten Daten kann es z.B. kommen, wenn zwei Buchungsvorgänge auf einem Konto von zwei Buchhaltern gleichzeitig durchgeführt werden. Der erste Buchhalter liest einen aktuellen Kontostand von 1000 Euro aus der Datei und bucht 200 Euro ab, der zweite Buchhalter liest gleichzeitig den aktuellen Kontostand von 1000 Euro und bucht 300 Euro ab und über-schreibt mit seinem Ergebnis das Ergebnis von Buchalter 1, damit beträgt der neue Kontostand 700 Euro, obwohl 500 Euro abgebucht wurden.

• Verwaltung der Metadaten
• Vorkehrungen zur Datensicherheit

Die Verwaltung der Daten ist nur durch ein speziell dafür entwickeltes Programm möglich. Ist eine Änderung der Datenstruktur erforderlich, muss das Programm geändert werden das die Daten verarbeitet und zusätzlich muss in der Regel auch ein Programm zur Umstrukturierung der Dateien erstellt werden. Sollen die gleichen Dateien mit einem anderen Programm ausgewertet werden, muss für dieses neue Programm ebenfalls eine eigene Datenverwaltung erstellt werden.

• Vorkehrungen zum Datenschutz

In Dateisystemen lassen sich nur sehr eingeschränkt Möglichkeiten des Zugriffsschutzes realisieren, in der Regel ist der Zugriff auf die gesamten Daten uneingeschränkt möglich.

• Vorkehrungen zur Datenintegrität

Kommt es zu einer mehrfachen Speicherung von Daten spricht man von redundanten Daten bzw. von Datenredundanz. Werden z.B. die Adressdaten eines Kunden sowohl in einer Datei mit Bestelldaten als auch in einer Datei mit Rechnungsdaten gespeichert, dann muss bei einer Adressänderung der Datenbestand an mehreren Stellen geändert werden, das ist aufwändig und fehleranfällig.

• Ermöglichung des Mehrbenutzerbetriebs durch das Transaktionskonzept
• Optimierung von Abfragen
• Ermöglichung von Triggern und Stored Procedures
• Bereitstellung von Kennzahlen über Technik und Betrieb des DBMS

Begriffe

DBMS+Datenbank=Datenbanksystem

Im folgenden wird der Begriff Datenbanksystem (DBS) etwas genauer beleuchtet. Ein DBS enthält zunächst einmal die Daten selbst, die in einer Datenbank zusammengefasst werden. Die Daten werden ausschließlich von einem Datenbank-Management-System (DBMS) verwaltet, das DBMS ist eine spezielle Software und Teil des Datenbanksystems. Ein Programm (wie z.B. ein Onlineshop) greift nun nicht mehr direkt auf die Daten zu, sondern stellt seine Anforderungen an das DBMS. Dadurch wird eine allzu enge Kopplung der Daten an die damit arbeitenden Programme vermieden.

Zusammenfassung

Ein Datenbanksystem (DBS) besteht aus einer (oder mehrerer) Datenbanken (DB) und einem Datenbank-Management-System (DBMS). In der Datenbank sind die Daten gemäß ihrer natürlichen Zusammenhänge gespeichert, dabei ist es nicht entscheidend in welcher Form die Daten in den Programmen benötigt werden. Änderungen an der Struktur der Datenbank bedeuten nicht, dass auch die auf die Daten zugreifenden Programme geändert werden müssen. Das DBMS stellt die Schnittstelle zwischen der Datenbank und deren Benutzern (z.B. den Programmen) zur Verfügung. Es gewährt einen effizienten Zugriff auf die Daten und sorgt für eine zentrale Zugriffssteuerung und -kontrolle. Außerdem wird durch das DBMS ein Schutz gegen Hard- und Softwarefehler gewährleistet, sodass beispielsweise bei Programm- oder Systemabstürzen die Daten nicht verloren gehen bzw. wiederhergestellt werden können. Damit Programme und Benutzer komfortabel auf eine Datenbank zugreifen können, stellt das DBMS eine spezielle Datenbank-Abfragesprache zur Verfügung, bei relationalen Datenbanksyste-men ist das meist die Structured Query Language (SQL). Das DBMS verwaltet die Datenbank und ermöglicht…

• das Anlegen von Datenbanken.
• die Ausführung von Zugriffen zur Speicherung, Änderung und Löschung von Daten (auch parallel).
• das Abfragen von Daten.
• die Verwaltung von Benutzern und die Vergabe von Zugriffsrechten.

Aufgabe: Brauchen wir wirklich eine Datenbank? Unterscheiden Sie die Begriffe DBS, DBs und DBMS. Finden Sie für die Situation je mind. 3 Argumente, die für die Einführung einer Datenbank sprechen und welche, die dagegen sprechen. Recherchieren Sie, was für Datenbankarten/typen gibt.