Einführung in Datenbanksysteme (Abdelhamid Barzali)

1. Datenbanksystem ?
( Teil 1)
Abdelhamid Barzali
hamidos81@gmail.com
Was ist ein Datenbanksystem?
Unter dem Begriff Datenbanksystem versteht man ein System zur effizienten und
widerspruchsfreien Speicherung grosser Menge von Daten sowie die Bereitstellung von
Teilmengen der Daten in unterschiedlichen Formen je nach Benutzerbedürfnissen.
Zur internen Organisation einer strukturierten Speicherung der Daten sowie Kontrolle der
Schreib- und Lesezugriffe auf die Daten dient ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) und
bildet somit mit der Menge der zur verwaltenden Daten das gesamte Datenbanksystem.
Warum ein Datenbanksystem ?
“ Es gibt heutzutage fast keine Software ohne Datenbank ”
“ Besonders in der Betriebsverwaltung ist ein Datenbanksystem von grösster Bedeutung
”
…
Natürlich kann man auch alternativerweise durch ein Dateisystem unsere Daten
verarbeiten. Man stößt leider irgendwann an seine Grenzen !? :
● Redundanz und Inkonsistenz : wenn Daten in einem Datenbank mehrfach
existieren als nötig, kann es zu Inkonsistenzen kommen. Es würden sich nämlich

2. unerwünschte widersprüchliche Daten bilden.
Beispiel : Angenommen arbeiten die Universitätsverwaltung und die Bibliothek mit
dem selben Datenbanksystem. Wenn Studentendaten mehrfach sowohl in der
Universitätsverwaltung als auch in der Bibliothek vorhanden sind, kann es zum
Widerspruch der Adresse eines Studenten kommen,der nach seinem Umzug nur
die Universitätsverwaltung informiert hat. Im Datenbanksystem der Bibliothek liegt
immer noch seine alte Adresse. Die Änderung redundanter Daten kann Probleme
bereiten,wenn Änderungen in verschiedenen Stellen der Datenbank durchgeführt
werden.
● Integritätsverletzung : Es ist möglich beim Kreieren von Schemata,
Integritätsbedingungen zu bilden. Zb. Man denke an die Bedingung,dass
Studenten zur bestimmten Prüfung zugelassen werden,erst wenn sie
eine gewisse ECTS-Punkte erbracht haben. Die Einhaltung solcher
Integritätsbedingungen bei der Datenverarbeitung in Dateien ist schwierig.In
Datenbanksystemen werden Daten nur geändert, wenn sich das System nach
der Änderung in einem konsistenten Zustand befindet. Zb. stellt das DBS
sicher,dass nach einer Transaktion gewisse Integritätsbedingungen erfüllt
werden.
● Begrenzte Möglichkeiten des Mehrbenutzerbetriebs : Dateisysteme bieten
sehr schlechte oder sogar keine Möglichkeiten eines Mehrbenutzerbetriebs.
Ein kontrollierter Mehrbenutzerbetrieb ist bei den meisten Datenbanksystemen
möglich.
● Beschränkte Zugriffsmöglichkeiten : Es ist schwierig und meistens sogar
unmöglich sich in mehreren isolierten Dateien befindlichen Daten miteinander
zu verknüpfen.Besonderes bei relationalen Datenbanken ist eine Verknüpfung
von Daten recht flexible.
● Verlust von Daten : Die meisten Datenbanksysteme bieten “technisch
ausgereifte“ Möglichkeiten der Wiederherstellung eines Zustands der Daten.
Bei der Datenverarbeitung durch Dateisysteme können Datenverlust-Fehler
leicht auftreten.

3. Ebenen der Datenabstraktion:
● Physische Ebene: Index und Speicherstrukturen werden hier festgelegt.
● Logische Ebene: Das Datenbankschema ist ein integrierter Entwurf der Daten.Es
beschreibt alle relevanten Daten und ihrer Beziehungen untereinander.
● Sichten: Die Bereitstellung der anforderungsgemäss auf die Benutzer
zugeschnittenen Teilmengen der gespeicherten Daten.
Datenunabhängikeiten:
● Physische Datenunabhängikeit: Das Hinzufügen von einem Index innehalb der
physikalischen Speicherstruktur des Datenbanksystems hat keinen Effekt auf die
logische Ebene außer dem Effizienzeffekt.
● Logische Datenunabhängikeit: Man kann die logische Struktur der Daten ändern
ohne,dass Man Anwendungsprogramme anpassen muss. Also die logische
Schicht der Datenbank ist unabhängig von den Schnittstellen,über die die externen
Anwendungsprogramme auf die Daten zugreifen.
¨
Datenmodelle :
Die meisten Datenbanksysteme beruhen auf einem Datenmodell,welches eine theoretische
Grundlage eines Datenbanksystems darstellt und bestimmt die Art der Speicherung und
Bearbeitung der Daten in einem Datenbanksystem.
DDL : ( Data Definition Language ) dient der Beschreibung , Änderung und Entfernung von
Datenstrukturen und Datenobjekten, mit denen sie in Beziehung stehen.
DML : ( Data Manipulation Language ) ist ein Teil einer Datenbanksprache und wird
verwendet zum Lesen , schreiben ,ändern und zum löschen der Daten.
Datenbankschema und Auspragung :

4. Es ist zu unterscheiden zwischen Datenbank-schema und -ausprägung.
während Datenbankschema ein integriertes Modell der gesamten Daten und ihrer
Beziehungen untereinander darstellt,versteht man unter dem Begriff Datenausprägung einen
Zustand der abgespeicherten Daten innerhalb eines Datenbanksystem.
Datenbankentwurf
Abstraktionsebenen des Datenbankentwurfs:
● konzeptuelle Ebene: hier wird ein Ausschnitt der realen Welt beschrieben.
● Implementierungsebene: Die Datenbankanwendung wird hier in Bezug auf das
Datenbanksystem modelliert, welches eingesetzt wird.Bei einem relationalen
Datenbankmodell werden Attributen , Tupeln und Relationen festgelegt.
Relationale Algebra:
unter dem Begriff Relationenalgebra versteht man eine formale Sprache, mit der
Man Abfragen über einem relationalen Schema stellen kann.Dadurch lassen sich,
Relationen miteinander verbinden oder Informationen daraus herleiten.