Datenbanksystem

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Ein Datenbanksystem (DBS) dient zur Speichernug von großen Datenmengen. Es besteht aus dem Datenbankmanagementsystem (DBMS), dem Data Dictionary (DD) sowie der Datenbank (DB). Durch den Einsatz eines DBS soll die Unabhängigkeit von Anwendung und Datenhaltung erreicht werden.

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Historische Entwicklung

Die Idee des Datenbanksystem wurde aus der Problematik heraus geboren, dass jede Anwendung ihre Daten selbst organisieren musste. Standardaufgaben wie Sortieren, Auswählen von Datensätzen, Neuorganisation der Daten beim Einfügen, Löschen oder verändern mussten stets für eine bestimmte Softwarelösung angepasst oder neu erstellt werden. Abhilfe sollte eine unabhängige Datenhaltungsschicht zwischen Betriebssystem und Anwendung bringen.

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Anforderungen

Nach Edgar F. Codd sind folgende Anforderungen an ein Datenbanksystem zu stellen:

Integration (enheitliche Verwaltung aller benötigter Daten in einem zentralen System)
Operationen (Speichern, Suchern, Ändern)
Systemkatalog (Data Dictionary beschreibt die Struktur der Datenbank)
Benutzersichten (Abbildung der Sichten auf den Datenbestand)
Konsistenzüberwachung (Integrität der Daten muß gesichert sein)
Zugriffskontrolle (Autorisierung der Zugriffe)
Transaktionen (Sicherstellung der ACID-Eigenschaften)
Synchronisation (Regelung zeitgleicher Zugriffe)
Datensicherung (Fehlertoleranz)

Abhängig vom Einsatzgebiet des DBS können noch weitere Anforderungen bestehen, beispielsweise Performance-Anforderungen oder die effektive Speicherung und Verwaltung bestimmter Daten (z.B. Multimedia-Daten).

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Bestandteile

Ein Datenbanksystem besteht aus den folgenden drei Bestandteilen:

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Datenbankmanagementsystem

Das Datenbankmanagementsystem stellt die Schnittstelle zwischen Anwendungssoftware und Datenbank dar und regelt das Zusammenwirken aller Komponenten des Datenbanksystems.

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Data Dictionary

Das Data Dictionary (DD) enthält das Datenbankschema, welches den Aufbau der Datenbank beschreibt. Das DD ist dabei selbst eine Datenbank, die allerdings keine Anwendungsdaten, sondern Metadaten der anderen Datenbanken enthält.

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Datenbank

Die Datenbank (DB) enthält die Anwendungsdaten des Datenbanksystems. Die Struktur der Daten wird im Data Dictionary gespeichert.

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3-Schema-Architektur

Ein Datenbanksystem ist üblicherweise in drei Schichten, Schema genannt, aufgeteilt. Jedes Schema füllt dabei bestimmte Aufgabenbereiche aus:

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Datenbankmodell

Jedem Datenbankverwaltungssystem liegt ein Datenbankmodell zugrunde. Dieses legt fest, welche Struktur die Daten haben, welche Konsistenzbedingungen einzuhalten sind und wie die Beziehungen zwischen den einzelenen Datenelementen bestehen können.

Man unterscheiden hauptsächlich zwischen folgenden Datenbankmodellen:

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