Datenbanksysteme

Definition(en)

1. Ein Datenbanksystem (auch Datenbankverwaltungssystem, abgekürzt DBMS = data base management system) ist ein computergestütztes System, bestehend aus einer Datenbasis zur Beschreibung eines Ausschnitts der Realwelt sowie Programmen zum geregelten Zugriff auf die Datenbasis.
2. Eine Datenbank ist ein System zur Beschreibung, Speicherung und Wiedergewinnung von umfangreichen Datenmengen, die von mehreren Anwendungsprogrammen benutzt werden. Es besteht aus der Datenbasis, in der die Daten abgelegt werden, und den Verwaltungsprogrammen (Datenbankmanagementsystem), die die Daten entsprechend den vorgegebenen Beschreibungen abspeichern, auffinden oder weitere Operationen mit den Daten durchführen.

Datenbanken sind von zentraler Bedeutung für die Datenverarbeitung. Zum einen können viele verschiedene Programme mit dem gleichen Datenbestand arbeiten, und die Programme können gewartet und verändert werden, ohne dass die Daten ebenfalls neu organisiert werden müssen. Zum anderen werden die Anwendungen unabhängiger von dem Aufbau und der Struktur der Datenbestände, da man Daten mithilfe ihrer Beschreibung erweitern, neu interpretieren und für andersartige Anwendungen einsetzen kann.

In den 60er-Jahren beherrschte vorwiegend eine verarbeitungsorientierte Sicht die Entwicklung von Anwendungssystemen. Die Programme benutzen Eingabedaten aus Dateien und liefern Ausgabedaten, die ihrerseits in Dateien abgespeichert werden und nachfolgenden Programmen als Eingabedaten dienen. Die Daten sind in Form und Inhalt speziell auf die beteiligten Programme abgestimmt. Abb. 1 zeigt die allgemeine Struktur von Anwendungssystemen aus verarbeitungsorientierter Sicht. Abb. 2 enthält als Beispiel die Struktur eines Gehaltsabrechnungsprogrammsystems.

Obwohl dieses Konzept weit verbreitet war, hatte es einige gravierende Nachteile:

1. Redundanz: Dieselben Informationen werden doppelt gespeichert. Z.B. ist der Name eines Mitarbeiters in Abb. 2 sowohl in der Personaldatei als auch in der Datei über die Arbeitszeiten enthalten. Dadurch wird zusätzlicher Speicherplatz benötigt und die Aktualisierung der Daten erschwert. So muss eine Namensänderung in allen Dateien gleichzeitig durchgeführt werden.
2. Inkonsistenz: Dieselben Informationen werden in unterschiedlichen Versionen gespeichert. Wird z.B. bei der Namensänderung irrtümlich (z.B. durch einen Schreibfehler) in einer Datei etwas falsch geändert, so ist die gesamte Datenmenge inkorrekt.
   
3. Bei jedem Programmablauf ist immer der gesamte Inhalt der bearbeiteten Dateien beteiligt (auch die nicht benötigten Daten)
   
4. Der Aufbau einer Datei muss jedem Programm, das diese Datei benutzt, bekannt sein. Änderungen in der Dateistruktur erfordern gleichzeitig Änderungen in allen beteiligten Programmen.
   
5. Maßnahmen zum Schutz von Daten (z.B. vor unbefugtem Zugriff) müssen in allen Programmen des Anwendungssystems einzeln realisiert werden.

Die Lösung dieser Probleme bildet das Konzept der Datenbank, in der alle Daten des Anwendungssystems zusammengefasst und nach einheitlichen Regeln abgespeichert werden. Der Zugriff der Anwendungsprogramme auf den Datenbestand (Datenbasis) erfolgt stets über ein Kontrollprogramm, das so genannte Datenbankmanagementsystem (DBMS). Das DBMS hat neben dem effizienten Speichern und schnellen Wiederfinden der Daten die Aufgabe, mehreren Benutzern gleichzeitig den lesenden Zugriff zu gestatten, den früheren Datenbankzustand bei Fehlern wiederherzustellen (recovery), Statistiken zu führen, die Widerspruchsfreiheit des Datenbestandes zu prüfen und Prozesse zu unterstützen oder abzuwehren. Abb. 3 zeigt die allgemeine Struktur eines auf einer Datenbank aufbauenden Anwendungssystems. Abb. 4 die Realisierung des Gehaltsabrechnungsprogramms unter Verwendung einer Datenbank.

Befinden sich Datenbasis und Datenbankmanagementsystem oder Teile davon auf verschiedenen Rechnern, wobei jeder Rechner über ein Rechnernetz auf den gesamten Datenbestand zugreifen kann, so spricht man von einer verteilten Datenbank.

Die Vorteile einer Datenbank sind vor allem:

1. Verminderung der Datenredundanz und schnellere Aktualisierung der Daten: Jedes Datum wird nur einmal in der Datenbank gespeichert.
   
2. Einhaltung der Datenintegrität: Die einheitliche Kontrolle erlaubt eine einfachere Überprüfung der Daten auf Korrektheit und Vollständigkeit (Datenkonsistenz). Bei Veränderung werden Folgeänderungen automatisch vorgenommen, so dass der Datenbestand möglichst keine sich widersprechenden Informationen enthält.
   
3. Verbesserter Schutz der Daten vor unberechtigtem Zugriff: Grundsätzlich fördert der einheitliche kontrollierte Zugriff aller Anwender zur Datenbasis die Einhaltung von Datenschutzvorschriften.
   
4. Datenunabhängigkeit: Die Änderung der physikalischen Organisation der Daten erfordert keine Änderung der Anwendungsprogramme.
   

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