Einführung

Um die immer weiter anwachsende Informationsflut in den Griff zu bekommen, werden in zusnehmendem Maße Datenbanken zur Verwaltung der Informationen eingesetzt.
Durch unkontrolliert wachsende Datenbestände ist in bestimmten Bereichen ein Datenchaos entstanden. Verursacht wird das Datenchaos u.a. durch die eigenständige isolierte Datenhaltung für einzelne Anwendungen. Beispielsweise kann es in einem Betrieb vorkommen, dass Kundendaten für unterschiedliche ANwenungen jeweils neu gespeichert werden, z.B. für Abrechnungen, für die Zusendung von Informationsmaterial, für Service und Beratung. Mit der Mehrfachspeicherung gleicher Informationen (Redundanz) wird nicht nur Speicherplatz verschwendet, sondern sie führt auch dazu, dass die Informationsverarbeitung nicht effizient genug ist (mehrfache Datenpflege ist notwendig).

Die schwerwiegendsten Fehler können aber dadurch entstehen, dass bei Mehrfachspeicherung der Daten unterschiedliche Änderungen in den einzelnen Anwendungen vorgenommen werden; dadurch sind die Daten nicht mehr widerspruchsfrei (Verletzung der Datenintigrität). Dieser Zustand führt dann zum Chaos in der Datenorganisation.

Zur Lösung dieser Probleme soll die intigrierte Informationsverarbeitung beitragen. Sie bedeutet Datenintegration und Vorgangsintegration.

Datenintegration wird durch eine Datenbasis (Datenbank) erreicht, die von mehreren Anweungen in unterschiedlichen betrieblichen Funktionsbereichen gemeinsam genutzt wird. Ziel ist die zusammenfassende Abbildung der gesamten Organisation und ihrer Beziehungen zur Umwelt in einer einzigen Datenbasis (globales Modell).

Vorgangs-, Funktions- oder Prozessintegration erfolgen durch die it-technische Verknüpfung von arbeitsteilig in verschiedenen Abteilungen abzuwickelnden Vorgägnen zu Ablaufketen (z.B. Auftragsabwicklung vom Kundenauftrag bis zu Auslieferung und Entsorgung).

Eine wichtige Voraussetzung fr die Realisiation der integrierten Informationsverarbeitung sind geeignete Datenbankverwaltungssysteme, denen bestimmte logische Datenmodelle zugrunde liegen.

Das Hierarische Datenbankmodell ist das älteste logische Datenbankmodell, es bildet die reale Welt durch eine hierarchische Baumstruktur ab.

Das nächste Datenmodell ist das Netzwerk-Modell. Es fordert keine strenge Hierarchie, d.h. ein Datensatz kann mehrere Vorgänger haben. Auch können mehrere Datensätze an oberster Stelle stehen.

Aber erst das relationale Datenmodell schaffte in den 1990ern einen technischen Durchbruch. Eine relationale Datenbank kann man sich als eine Sammlung von Tabellen (den Relationen) vorstellen, in welchen Datensätze abgespeichert sind.

Mit dem Aufkommen objektorientierter Programmiersprachen werden vermehrt Objektrelationale und Objektorientierte Datenbanken eingesetzt.

Wenn z.B. im Internet sehr große Datenmengen verarbeitet werden müssen werden auch so genannte NoSQL-Datenbanken eingesetzt. Hier unterscheidet man z.B. Key Value Stores-, Spaltenorientierte-, Dokumentenorientierte- und Graphendatenbanken.

Da ca. 90% der eingesetzten Datenbanken auf dem relationalen Datenbankmodell basieren, wird im folgenden hauptsächlich auf dieses Modell eingegangen.

Neun Ziele der Datenorganisation

Unter dem Begriff Datenorganisation werden alle Verafahren zusammengefasst, die dazu dienen, Daten:

  • zu strukturieren und
  • auf Datenträgern zu speichern (schreibender Zugriff) und für den lesenden Zugriff verfügbar zu halten.

Die neun Ziele der Datenorganisation sind:

1) Datenunabhängigkeit

  • Unabhängigkeit vom Anwendungsprogramm: Die Daten sind anwendungsneutral gespeichert, d.h. unabhängig vom erzeugenden oder benutzenden Anwendungsprgramm (im Gegensatz zur integrierten Verarbeitung mit Dateiorganisation).
  • Unabhängigkeit der logischen von der physischen Datenorganisation: Der Benutzer muss nur die Datenstrukturen kennen. Methoden zum Suchen, Ändern, Einfügen und Löschen von Datensätzen werden vom Datenbankverwaltungssystem zur Verfügung gestellt.
  • Physische Datenunabhängigkeit: Das Datenbankverwaltungssystem steuert und überwacht (um Zusammenspiel mit dem Betriebssystem) die periphären Geräte, blockt bzw- entblockt Sätze, kontrolliert Überlaufbereiche, belegt Speicherräume oder gibt sie frei usw.

2) Benutzerfreundlichkeit

Leicht zu erlernbare Benutzsprachen (–> SQL) ermöglichen sowohl dem progressionellen Benutzer (Systementwickler, Programmierer) als auch dem Endbenutzer eine einfache Handhabung der Daten. Die Benutzersprachen sollten durch grafische Bedienoberflächen unterstützt werden (GUI).

3) Mehrachzugriff

Jeder, der autorisiert ist, darf im Mehrbenutzerbetrieb zu jeder Zeit auf die gespeicherten Daten zugreifen.

4) Flexibilität

Die Daten müssen in beliebiger Form verknüpfbar sein (mehrdimensionaler Zugriff, Vielfachzugriff). Sie müssen sowohl den fortlaufenden als auch den wahlfreien Zugriff ermöglichen.

5) Effizienz

Die Zeiten für die Abfrage und für die Verarbeitung müssen kurz sein, ebenso für Änderungen und Ergänzungen des Datenbestandes.

6) Datenschutz

Die Daten sind vor unbefugtem Zugriff (Missbrauch) zu schützen:

  • Ist der Teilnehmer überhaupt zugriffsberechtigt?
  • Ist der Teilnehmer nur zu bestimmten Daten zugriffsberechtigt?
  • Ist der Teilnehmer nur zu Abfragen oder auch zu Änderungen berechtigt?

7) Datensicherheit

Die Daten müssen gegen Programmfehler und Hardwar-Ausfälle und Hardware-Ausfälle gesichert sein. Das Datenbanksystem soll nach Störungsfällen den korrekten Zustand wiederherstellen (recovery).

8) Dateninigrität

9) Redundanzfreiheit

Das Konzept des Datenbanksystems

Aufbau und Arbeitsweise von Datenbanksystemen