Datenbanken einfach erklärt: Was sie sind & was sie tun

Datenbanken verwalten elektronisch Daten. Sie sollen sehr viele Informationen dauerhaft so sichern, dass diese widerspruchsfrei und für Anwender passgenau verfügbar sind. Die Details auf einen Blick.

(Datenbank / Pixabay-Lizenz)

So entwickelte sich die Datenbank-Technologie

In den 1960er Jahren begann man, Daten so zu verwalten, dass dies in einer losgelösten Softwareschicht zwischen Betriebssystem und Anwendungsprogramm geschah.

In den 1980ern verdrängten relationale Datenbanksysteme die hierarchischen und netzwerkartigen Systeme (detaillierte Erklärungen folgen unten). Relationale Datenbanken speichern Datensätze in verschiedenen Tabellen mit zwei Dimensionen, die aufeinander bezogen sind (Relation). Unternehmen stellten mehrheitlich ihre IT-Infrastruktur auf diese Datenbanksysteme um – vor allem innerhalb der eingesetzten ERP-Systeme.

In den 1990ern waren wenige Hersteller von Datenbank-Software marktbeherrschend, darunter IBM, Microsoft und Oracle.

In den 2000er Jahren wurden Datenbankmanagement-Systeme mit offenem Quellcode (Open Source) immer bedeutender, vor allem MySQL. Der Name setzt sich zusammen aus dem Vornamen (My) der Tochter des MySQL-AB-Mitbegründers Michael Widenius. MySQL AB ist das schwedische Software-Unternehmen, welches MySQL entwickelte. SQL steht für "Structured Query Language" ("Strukturierte Abfrage-Sprache"), welche IBM und Oracle in den 1970er Jahren als Programmiersprache entwickelten. SQL ermöglicht es in relationalen Datenbanken, Daten abzufragen, zu ändern und zu definieren.

Seit geraumer Zeit trenden NoSQL-Datenbanken. NoSQL steht für "Not only SQL". Es sind Systeme, die nicht-relational arbeiten und sehr große Datenmengen verarbeiten können. Sie arbeiten dort, wo SQL-Datenbanken überfordert wären, zum Beispiel bei Abfragen von unstrukturierten Daten.

So ist ein Datenbank-System aufgebaut

#1: die Verwaltungssoftware namens Datenbankmanagement-System (DBMS). Dieses speichert strukturiert Daten und kontrolliert alle Zugriffe. Dazu braucht es eine Datenbank-Sprache. Gängige Datenbankmanagement-Systeme sind: 

• MySQL (Open Source)
• Microsoft Access (Desktop-Datenbank-DBMS) bzw. Microsoft SQL Server (Client-Server-DBMS)
• Oracle Database
• IBM Db2
• FileMaker (Apple-Tochter Claris)
• PostgreSQL (Open Source)
• SAP HANA  

#2: Die Datenbank (DB) umfasst die zu verwaltenden Daten, auch Datenbasis genannt.

#3: die Datenbank-Anwendungen, zum Beispiel Buchhaltungsprogramme, Enterprise Resource Planning Lösungen (ERP), Content Management Systeme (CMS) oder Customer Relationship Management Systeme (CRM).

Typische Datenbank-Modelle auf einen Blick

Hierarchisch: Die Daten sind ausschließlich in einer "Eltern-Kind-Beziehung" angeordnet.

Netzwerkartig: Die Daten sind in Netzen miteinander verbunden.

Relational: Die Daten werden zeilenweise in Tabellen verwaltet. Die Tabellenspalten organisieren sie.

Objektorientiert: Hier werden Informationen als Objekte abgebildet. Objekte können Eigenschaften und Daten von anderen Objekten erben.

Dokumentenorientiert: Die zu speichernden Objekte werden als Dokumente mit verschiedenen Attributen gespeichert.

Die genannten Modelle sind teils auch kombinierbar.

So gewährleisten Datenbank-Systeme die Datensicherheit

Unter anderem zwei Konzepte sind dafür zuständig:

Transaktionskonzept: Es verhindert, dass mehrere Benutzer parallel auf Daten zugreifen können.

Constraints (zu Deutsch "Beschränkungen"): Sie regeln, wie Daten im Datenbanksystem verändert werden dürfen. Dies soll sicherstellen, dass die Daten integer sind (= korrekt, widerspruchsfrei und vollständig).

Ist Excel auch eine Datenbank?

Nein. Die Unterschiede:

Excel ist ein Tabellenkalkulations-Programm, das sich für einzelne oder wenige Benutzer eignet, wenn diese auf einfachem Niveau Daten bearbeiten wollen. 

Datenbanken dagegen enthalten deutlich größere Sammlungen von organisierten Informationen. Sie ermöglichen es mehreren Benutzern gleichzeitig, schnell auf Daten zuzugreifen.

Soweit unser Ausflug in die Welt der Datenbanken. Damit es noch anschaulicher wird, anbei ein knackiges Erklär-Video zum Thema relationale Datenbank-Systeme:

Quellen & Link-Tipps:

• entwickler.de: Grundkurs Datenbanken
• oracle.com: Database
• Digitale Transformation in der Praxis: Die Daten