Datenbanksysteme
Kategorie: Systemintegration
Definition
Ein Datenbanksystem (DBS) dient der strukturierten Speicherung, Verwaltung und Verarbeitung von Daten.
Ein Datenbanksystem besteht aus:
• Datenbank (DB)
• Datenbankmanagementsystem (DBMS)
Aufbau eines Datenbanksystems
Datenbank (DB):
Speichert die eigentlichen Daten dauerhaft.
Beispiele:
• Kundendaten
• Artikeldaten
• Bestellungen
• Mitarbeiterdaten
Datenbankmanagementsystem (DBMS):
Verwaltet die Datenbank und ermöglicht den Zugriff auf die gespeicherten Daten.
Aufgaben eines DBMS
• Daten speichern
• Daten ändern
• Daten löschen
• Daten suchen
• Benutzerrechte verwalten
• Datensicherheit gewährleisten
Bekannte Datenbankmanagementsysteme
• MySQL
• MariaDB
• PostgreSQL
• Oracle Database
• Microsoft SQL Server
• SQLite
Vorteile von Datenbanksystemen
✓ Zentrale Datenhaltung
✓ Vermeidung redundanter Daten
✓ Schneller Datenzugriff
✓ Mehrbenutzerbetrieb
✓ Datensicherheit
✓ Datenintegrität
✓ Einfache Datensicherung
Nachteile von Datenbanksystemen
✗ Anschaffungs- und Wartungskosten
✗ Komplexe Administration
✗ Schulungsaufwand
✗ Systemausfälle betreffen viele Nutzer
Relationale Datenbanken
Relationale Datenbanken speichern Daten in Tabellen.
Beispiel:
Tabelle Kunde
Kundennr. | Name | Ort
1001 | Müller | Karlsruhe
1002 | Schmidt | Mannheim
Tabelle Bestellung
Bestellnr. | Kundennr. | Betrag
5001 | 1001 | 200 €
5002 | 1002 | 150 €
Primärschlüssel (Primary Key)
Ein Primärschlüssel identifiziert jeden Datensatz eindeutig.
Eigenschaften:
• eindeutig
• darf nicht NULL sein
• kommt nur einmal vor
Beispiel:
Kundennr. = Primärschlüssel
Fremdschlüssel (Foreign Key)
Ein Fremdschlüssel stellt die Verbindung zwischen Tabellen her.
Beispiel:
Die Kundennr. in der Bestelltabelle verweist auf die Kundentabelle.
Beziehungen zwischen Tabellen
1:1-Beziehung
Beispiel: Mitarbeiter ↔ Dienstwagen
1:n-Beziehung
Beispiel: Kunde ↔ Bestellung
n:m-Beziehung
Beispiel: Schüler ↔ Kurs
Für n:m-Beziehungen wird eine Zwischentabelle benötigt.
SQL - Structured Query Language
SQL ist die Standardsprache für relationale Datenbanken.
SQL-Befehle
SELECT
SELECT * FROM Kunde;
WHERE
SELECT * FROM Kunde WHERE Ort = 'Karlsruhe';
INSERT
INSERT INTO Kunde (Name, Ort) VALUES ('Müller', 'Karlsruhe');
UPDATE
UPDATE Kunde SET Ort = 'Berlin' WHERE Kundennr = 1001;
DELETE
DELETE FROM Kunde WHERE Kundennr = 1001;
Datenintegrität
Datenintegrität bedeutet, dass Daten korrekt, vollständig und konsistent bleiben.
Beispiele:
• Keine doppelten Primärschlüssel
• Keine ungültigen Fremdschlüssel
• Pflichtfelder dürfen nicht leer sein
Normalisierung
Die Normalisierung dient dazu:
• Redundanzen zu vermeiden
• Speicherplatz zu sparen
• Datenkonsistenz zu verbessern
1. Normalform (1NF)
Jede Tabellenzelle enthält genau einen Wert.
Mehrfachwerte innerhalb einer Zelle sind nicht erlaubt.
2. Normalform (2NF)
• 1NF erfüllt
• Alle Attribute hängen vollständig vom Primärschlüssel ab
3. Normalform (3NF)
• 2NF erfüllt
• Keine indirekten Abhängigkeiten zwischen Nichtschlüsselattributen
ACID-Eigenschaften
A = Atomicity (Atomarität)
Alles oder nichts.
C = Consistency (Konsistenz)
Daten bleiben gültig.
I = Isolation
Transaktionen beeinflussen sich nicht gegenseitig.
D = Durability (Dauerhaftigkeit)
Gespeicherte Daten bleiben dauerhaft erhalten.
Typische Prüfungsfrage
Frage:
Was ist ein Datenbanksystem?
Antwort:
Ein Datenbanksystem besteht aus einer Datenbank und einem Datenbankmanagementsystem (DBMS). Es dient der strukturierten Speicherung, Verwaltung und Verarbeitung von Daten.
Merksätze für die Prüfung
Datenbanksystem = Datenbank + DBMS
Primärschlüssel identifiziert Datensätze eindeutig.
Fremdschlüssel verknüpft Tabellen.
1:1 = Mitarbeiter ↔ Dienstwagen
1:n = Kunde ↔ Bestellung
n:m = Schüler ↔ Kurs (Zwischentabelle)
ACID:
A = Atomicity
C = Consistency
I = Isolation
D = Durability
Wichtige SQL-Befehle:
SELECT
INSERT
UPDATE
DELETE