Datenbank-Grundlagen

Eine wesentliche Funktion eines Computersystems besteht darin, Daten, Texte, Bilder, Sprache, Sounds (oder auch Kombinationen mehrerer Informationsarten) zu speichern, so dass deren bedarfsgerechtes, insbesondere rasches und einfaches Wiederauffinden und Nutzen ermöglicht wird. Das Kapitel der Datenbanken behandelt insbesondere, wie große Datenmengen dauerhaft und zuverlässig gespeichert und bei Bedarf abgerufen werden können. Dazu ist es erforderlich, die für einen oder mehrere Benutzer relevanten Ausschnitte aus der Realität einzugrenzen, und Letztere in konventionellen Dateisystemen oder in Datenbanken abzubilden. Grundlegende Fragen der Datenorganisation und der Planung von Datenbanksystemen sowie verbreitete Werkzeuge zur Nutzung von Datenbanken (insbesondere SQL) sind daher Inhalte des an dieser Stelle eingeleiteten Kapitels.

Wozu dient eine Datenbank?

Mit einer Datenbank eröffnet sich die Möglichkeit, vielseitige Informationen an einem Ort zu verwalten. Daten können in separaten Tabellen gespeichert werden, Tabellendaten können in Formularen angezeigt, ergänzt und aktualisiert, mit Hilfe von Abfragen gesucht und abgerufen sowie in Berichten analysiert oder mit einem bestimmten Layout ausgedruckt werden. Mittels Datenzugriffsseiten können die Benutzer die Daten einer Datenbank über das Internet oder ein Intranet anzeigen, aktualisieren oder analysieren - die Möglichkeiten der individuellen Anpassung sind sehr weitreichend.

Zum Speichern von Daten wird eine Tabelle für jeden gewünschten Informationstyp erstellt. Um Daten aus mehreren Tabellen in einer Abfrage, einem Formular, einem Bericht oder einer Datenzugriffsseite zusammenzufassen, definiert man Beziehungen zwischen den Tabellen.

Um nur die Daten (selbst aus mehreren Tabellen) zu suchen und abzurufen, die den angegebenen Bedingungen entsprechen, erstellt man eine Abfrage. Diese kann auch Daten aus mehreren Datensätzen aktualisieren oder löschen sowie integrierte oder benutzerdefinierte Berechnungen an Ihren Daten durchführen.

Um Daten mühelos direkt in einer Tabelle anzuzeigen, einzugeben und zu ändern, erstellt man ein Formular. Wird ein solches Formular geöffnet, werden die Daten aus einer oder mehreren Tabellen abgerufen und in der gewünschten Form ausgegeben.

Von der Datei zur Datenbank

Geht es um die Abbildung von Teilen der Realität in Dateien und Datenbanken, so ist dabei stets von einer bedarfsgerechten Abbildung der Wirklichkeit auszugehen. Dateien und Datenbanken enthalten demnach jene Abbildungen der Wirklichkeit (der Produkte, der Lieferanten, der Geschäftsfälle usw.), die sich für betriebliche und zwischenbetriebliche Informations- und Kommunikationsprozesse als notwendig bzw. brauchbar erweisen. Die Vollständigkeit bzw. Richtigkeit einer Datei oder Datenbank kann nur unter Einbeziehung des realen Umfeldes beurteilt werden.

Ein Satz (Datensatz, data record, record) bildet ein Objekt der Realität vereinfachend in einem Computersystem ab. Ein solches Objekt (Entität, entity) kann ein konkreter Gegenstand, ein Ereignis oder auch ein abstrakter Begriff sein. Es wird durch seine Attribute (Merkmale, Eigenschaften) beschrieben. Das Objekt Lehrbuch kann beispielsweise durch die Attribute Nummer, Autor, Titel, Preis, Verlag, Auslaufend und Bestand beschrieben werden. Die konkreten Inhalte der Attribute eines konkreten Lehrbuches werden Feldern (Datenfelder, fields) zugewiesen. Alle Felder eines konkreten Objektes bilden einen Datensatz. Eine tabellarische Darstellung eignet sich dafür hervorragend, siehe Tabellen in Datenbanken. Die Tabelle kann dabei um die Beschreibung weiterer Objekte (im vorliegenden Beispiel Bücher) erweitert werden.

Tabellarische Darstellung der Attribute

Nummer	Autor	Titel	Preis	Verlag	Auslaufend	Bestand
646	Schwab	EDV - Projektleitung	30,06	mc	y	95

Datenfelder bilden die kleinste Einheit von Dateien und Datenbanken. Datenfelder sind mit einem Namen versehen, der sich oftmals mit der Bezeichnung des Attributes deckt und können unterschiedlichen Datentyps sein. Die Felder Nummer und Bestand sind z. B. vom Typ Ganzzahl, das Feld Preis vom Typ Dezimalzahl. Die Felder Autor, Titel und Verlag sind vom Typ Text und das Feld Auslaufend vom Typ Flag (mit den Ausprägungen y oder n).

Relationale und redundante Datenbanken

Sämtliche Daten werden in Datenbanken immer in Form von Tabellen abgebildet (ähnlich Excel). Relational ist eine Datenbank dann, wenn sie nicht aus einer großen Tabelle, sondern aus mehreren Tabellen besteht. Die Datenmengen können dadurch gering gehalten werden, da die Daten nicht doppelt geführt werden müssen. Mit sogenannten Schlüsselfeldern (keys) werden zwischen den Tabellen Verknüpfungen erstellt, siehe Beziehungen in Datenbanken. Eine Datenbank, die nicht relational ist, sondern aus einer großen Tabelle besteht, ist meist redundant. Dies bedeutet, dass Daten, die in der Realität nur einmal vorkommen, viel öfter als notwendig gespeichert sind. Die Lösung für dieses Problem ist eine relationale Datenbank, die aus mehreren Tabellen besteht. Der Vorgang des Umwandelns einer redundanten Datenbank in eine relationale nennt man Normalisieren. Dies kann eine durchaus komplexe Angelegenheit werden. Es gibt dazu aus der Theorie einige Methoden, die es ermöglichen, diesen Vorgang zu standardisieren bzw. zu erleichtern. Dabei werden verschiedene Normalformen unterschieden - für den Praktiker und bei einfachen Datenbanken ist es aber auch möglich, ohne großartige Theoriekenntnisse die Datenbank zu normalisieren.

Literatur

Quellen

R. Elmasri, S. B. Navathe: Grundlagen von Datenbanksystemen. Ausgabe Grundstudium. Pearson Studium 2005

Weiterführende Links

• PCWISSEN

Zitiervorschlag

Mittendorfer in Pils, Informationsverarbeitung I (27. 2. 2012), Datenbank-Grundlagen (mussswiki.idv.edu/iv1)