Datenbanksysteme

(engl. data base systems) Unter einem Datenbanksystem versteht man eine Datenbasis (Datenbank) in Verbindung mit einem Datenbankverwaltungssystem zur konsistenten und sicheren Speicherung, Verwaltung und Nutzung dieser Daten (Datenbankmanagementsystem). Datenbanksysteme bilden die wesentliche Grundlage betrieblicher Informationssysteme, sei es im Rahmen des so genannten Online Transaction Processing (OLTP) zur Abwicldung operativer Geschäftsprozesse oder hinsichtlich des so genannten Online Analytical Processing (OLAP) im Rahmen von Entscheidungsunterstützungssystemen.

Die Architektur von Datenbanksystemen kann über die so genannte Drei benen chema rchitektur beschrieben werden (standardisiert im ANSI/X3/SPARC Modell); dabei wird der Aufbau über drei verschiedene Sichtweisen bzw. Abstraktionsebenen dargestellt, die im Folgenden beschrieben werden.

Das logische Schema beschreibt die Struktur relevanter Daten unabhängig von der Art der physischen Speicherung und spezifischer Anwendungssichten. Das logische Schema ist abgeleitet von einem konzeptionellen Schema, das die semantische Gesamtsicht auf die Daten umfasst (beispielsweise in einem umfassenden, integrierten Unternehmensdatenmodell). Bei der Darstellung solcher Schemata bedient man sich insbesondere graphischer Beschreibungsmethoden wie dem Entity elationship Modell

oder formaler Datendefinitionssprachen. Dabei werden primär die grundsätzlichen Entitäten (Objekttypen) des zu modellierenden Weltausschnitts, ihre Eigenschaften (Attribute) sowie ihre Beziehungen beschrieben (gegebenenfalls verfeinert als allgemeine Assoziationen, Aggregationen, Generalisierungen/Spezialisierungen u. Ä.). Hierzu gehört gegebenenfalls auch die Abbildung einfacher Konsistenzbedingungen (beispielsweise derart, dass ein Objekt eines bestimmten Objekttyps mit genau einem Objekt eines anderen Objekttyps in einer bestimmten Beziehung stehen muss). Man vergleiche zur Darstellung eines einfachen Ausschnitts der Daten einer Bibliothek das Entity Relationship Modell.

Während der Begriff des logischen Schemas oft synonym zum konzeptionellen Schema verwendet wird, ist das logische Schema im engeren Sinne auf das zugrunde gelegte Datenmodell ausgerichtet. Hierbei handelt es sich zumeist um das relationale Datenmodell, bei dem Datenstrukturen nur mittels eines zentralen Konstruktes dargestellt werden, der Relation. Hierauf basierend dominieren in der betrieblichen Praxis die relationalen Datenbanksysteme (eine Relation bezeichnet man dann auch als Tabelle). Relationale Datenbanksysteme eignen sich gut zur Abbildung relativ einfach strukturierter Daten. Ein neuerer Ansatz ist die objektorientierte (Daten )Modellierung. Im internen Schema wird die physische bzw. technische Beschreibung der Struktur gespeicherter Daten definiert (insbesondere die Dateiorganisation einschließlich Zugriffsmöglichkeiten). Diese physische Datenorganisation ist im Wesentlichen unabhängig vom logischen Datenmodell (physische Datenunabhängigkeit). Durch externe Schemata werden spezifische Ausschnitte (Sichten) auf das logische Datenmodell beschrieben. Hiermit werden verschiedenen Anwendungen die jeweils relevanten Datensichten zur Verfügung gestellt (beispielsweise einer Anwendung zur Unterstützung der Einkaufslogistik die Lieferantendaten, aber keine Kundendaten). Hierdurch wird eine Trennung der früher engen Abhängigkeit zwischen spezifischen Anwendungen und der Speicherung der Daten möglich (logische Datenunabhängigkeit). In diesem Zusammenhang ist auch die Festlegung von Zugriffsrechten auf die Datenbasis zu regeln, auch um den Erfordernissen des r Datenschutzes gerecht zu werden. Zur Speicherung der in den verschiedenen Schemata abgebildeten (Meta )Informationen über den Datenbestand besitzt ein Datenbanksystem einen zentralen Datenkatalog (Data Dictionary). Die Rolle eines Datenbankadministrators umfasst Funktionen des Aufbaus und der Pflege eines solchen Datenkatalogs. Datenbankmanagementsysteme leisten die Speicherung, Verwaltung und Verarbeitung der Daten; insbesondere ermöglichen sie die Ausführung von Transaktionen auf dem Datenbestand (beispielsweise die sichere Ausführung einer i Buchung). Unter einer Transaktion versteht man eine Folge elementarer Datenbankoperationen, die hinsichtlich gewisser Integritätsbedingungen als atomare Einheit anzusehen ist. In diesem Kontext sind die wesentlichen Anforderungen an Datenbanlunanagementsysteme im so genannten ACID Prinzip zusammengefasst (Atomarity, Consistency, Isolation, Durability). Datenbankmanagementsysteme sollen garantieren, dass Transaktionen immer atomar (vollständig oder gar nicht), konsistent (gemäß definierter Konsistenzbedingungen), unabhängig von der gleichzeitigen Ausführung anderer Transaktionen sowie dauerhaft ausgeführt werden. Hierdurch werden Datensicherheit und konsistenz gewährleistet. Zum Zugriff auf die Daten stellen Datenbanktnanagementsysteme zumindest programmiersprachliche Schnittstellen zur Verfügung, klassifizierbar in eine Datendefinitionssprache zur Definition der Datenschemata, eine Datenmanipulationssprache zum verändernden Zugriff auf die Daten sowie eine Datenabfragesprache zum lesenden Datenzugriff. SQL (Structured Query Language) ist die in der Praxis dominierende relationale Datenbanksprache. Durch eine weitgehende Standardisierung und zumindest bezüglich des Sprachkerns konsistente Umsetzung in der Praxis ist prinzipiell die Änderung des Datenbankmanagementsystems möglich, ohne dass die auf das Datenbanksystem zugreifenden Anwendungen geändert werden müssen.

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