Was ist eine Datenbank? Einfach erklärt!
Eine Datenbank ist eine organisierte Sammlung von Datenbeständen, die gespeichert werden, um sie effizient abrufen und bearbeiten zu können. Datenbanken werden auf vielfältige Weise genutzt, von der Erfassung von Kundendaten in Unternehmen bis hin zur Verwaltung von Krankenakten in Krankenhäusern.
Zu den Vorteilen einer Datenbank gehören der einfachere Zugriff auf Daten, eine höhere Genauigkeit und Sicherheit, schnellere Suchfunktionen und eine bessere Skalierbarkeit. Datenbanken nutzen verschiedene Arten von Software, die es den Menschen ermöglicht, Daten schneller zu speichern, abzufragen und zu bearbeiten als mit traditionellen Methoden wie dem Durchsuchen von Papierakten.
Mit der rasanten Entwicklung der Technologie sind Datenbanken unglaublich vielseitig geworden, was die Recherche und Verwaltung von Informationen noch bequemer macht.
Wofür braucht man eine Datenbank?
Datenbanken sind unverzichtbar, wenn es darum geht, den Überblick über große Mengen an Informationen zu behalten. Ob es um die Verwaltung von Kundendaten, die Nachverfolgung von Beständen oder die Analyse von Finanzdaten geht, Datenbanken machen es einfach, Daten schnell zu erfassen, zu suchen und abzurufen.
Datenbanksysteme sind so konzipiert, dass sie lästigen Papierkram überflüssig machen, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit unserer Informationen maximieren und leistungsstarke Werkzeuge zum Durchsuchen großer Informationsmengen bieten.
Die Investition in ein hochwertiges Datenbanksystem kann deinem Unternehmen auf lange Sicht Zeit und Geld sparen, da die Wahrscheinlichkeit, dass wichtige Unterlagen verlegt oder vergessen werden, drastisch sinkt.
Wie funktioniert eine Datenbank?
Im Allgemeinen teilt sich der Oberbegriff des Datenbanksystems (DBS) in die beiden Komponenten Datenbankmanagementsystem (DBMS) und Datenbank (DB) auf.
- Ein Datenbanksystem besteht aus mehreren Komponenten, darunter die physische Struktur der Daten, die Software zur Verwaltung des Systems und die Menschen, die das System nutzen.
- Das Datenbankmanagementsystem (Software zur Datenverwaltung) ist im Wesentlichen eine Schnittstelle zwischen den Nutzern – z. B. einem Unternehmensanalysten oder Programmierer – und der zugrunde liegenden Datenbank. Es ermöglicht den Nutzern die Interaktion mit der Datenbank über Formulare, Abfragen und andere Befehle.
- Eine Datenbank, teilweise auch Datenbasis oder Datenbestand genannt, ist eine Sammlung von zusammenhängenden Daten, die in einem logischen Format organisiert sind, um das Abrufen und Bearbeiten der Daten zu ermöglichen.
Durch das Datenbankmanagementsystem können Informationen je nach Bedarf hinzugefügt, aktualisiert, gesucht und entfernt werden. DBMS bieten ein hohes Maß an Flexibilität, denn sie ermöglichen es, Datenelemente zu ändern und gleichzeitig die Integrität aller Datenbanken zu bewahren, ohne dass der Service oder die Berichtsfunktionen unterbrochen werden.
Um richtig zu funktionieren, müssen Datenbanken die Datensätze effizient speichern und bereitstellen. Datensätzen sind strukturierte Komponenten, die Millionen von Elementen zu einem Thema enthalten können. Durch die Verwendung von Datenbanksprachen wie Structured Query Language (SQL) können die Nutzer genau angeben, welche Art von Informationen sie aus dem Datensatz benötigen, damit die Datenbank die Ergebnisse präzise zurückgeben kann.
Geschichte von Datenbanken
Die ersten Datenbanken wurden in den 1960er-Jahren entwickelt, um den wachsenden Bedarf von Unternehmen zu decken, große Datenmengen zu speichern und abzurufen. In dieser Zeit, die als Mainframe-Ära bekannt ist, wurden Datenbanken in der Regel auf großen Computern gespeichert und bearbeiteten komplexe Abfragen mit viel größerer Präzision als manuelle Aufzeichnungen.
Der Wechsel von papierbasierten Methoden zur digitalen Speicherung wurde durch die zunehmende Komplexität der zu verarbeitenden Daten und die Verfügbarkeit von leistungsstarken Computern vorangetrieben. Seitdem hat sich die Datenbanktechnologie erheblich weiterentwickelt, ist benutzerfreundlicher geworden und kann weitaus größere Datenmengen in viel schnellerem Tempo verarbeiten.
In den letzten Jahren hat sich das Cloud-Computing durchgesetzt, das es Unternehmen ermöglicht, ihre Daten aus der Ferne zu speichern und darauf zuzugreifen, ohne dass sie dafür viel Geld investieren müssen. Mit dem weiteren Fortschritt der Technologie werden Datenbanken noch schneller, einfacher zu bedienen und sicherer werden.
Welche Datenbankmodelle gibt es?
Die Datenbankmodelle sind Rahmenwerke, die zum Speichern, Organisieren und Abrufen von Daten in einem digitalen System verwendet werden. Jedes Modell basiert auf unterschiedlichen Strukturen und bietet eine Reihe von Funktionen und Werkzeugen.
Gängige Beispiele sind das hierarchische, das Netzwerk-, das relationale, das objektorientierte, das NoSQL- und das verteilte Modell. Es gibt auch Hybridmodelle, die verschiedene Strukturen kombinieren.
Jedes Modell hat je nach Anwendungsumgebung Vor- und Nachteile, die bei der Entscheidung, welches Modell für ein bestimmtes Projekt oder System verwendet werden soll, abgewogen werden müssen. Unabhängig von der Art des verwendeten Modells helfen Datenbanken Unternehmen dabei, ihre Daten so zu strukturieren, dass sie bei Bedarf effizient abgerufen, verwaltet und aktualisiert werden können.
Hierarchische Datenbank
Eine hierarchische Datenbank ist ein Datenbanktyp, der Daten in einer baumartigen Struktur organisiert und so einen schnellen und einfachen Zugriff auf zusammengehörige Informationen ermöglicht. Dieses System zur Organisation von Daten ist als eine Reihe von Datensätzen strukturiert, auf die von der höchsten bis zur niedrigsten Ebene zugegriffen werden kann.
Da alle Änderungen aufgrund dieser Struktur an mehreren Stellen gespeichert werden müssen, sind sie anfällig für Inkonsistenzen und Fehler. Der Hauptvorteil hierarchischer Datenbanken besteht darin, dass der Endnutzer, sobald er sie eingerichtet hat, die vollständige Kontrolle über den Speicher- und Abrufprozess hat. Hierarchische Datenbanken werden häufig in Datenbankanwendungen wie Bibliothekskatalogen oder Adressbüchern eingesetzt, da sie zusammengehörige Daten effizient speichern und anzeigen können.
Netzwerkdatenbank
Bei einer Netzwerkdatenbank handelt es sich um einen Datenbanktyp, der Daten in einem grafischen Format darstellt, bei dem jedes Element und die damit verbundenen Elemente auf beliebige Weise miteinander verbunden sein können.
Sie ermöglicht die Darstellung komplexer Beziehungen zwischen Elementen und ist damit ein gutes Werkzeug für die Modellierung komplizierter Systeme wie Fluggesellschaften, Kurierdienste und Logistikunternehmen.
Netzwerkdatenbanken werden auch zur Speicherung von Kunden- und Produktdatensätzen verwendet und ermöglichen einen einfacheren Zugriff auf Daten, indem sie den Nutzern eine flexible Struktur bieten, mit der sie leicht neue Verbindungen hinzufügen können. Netzwerkdatenbanken können als Alternative zu traditionellen tabellenbasierten Datenbanken betrachtet werden, bieten aber vielseitigere Modelle für die Darstellung von Daten.
Relationale Datenbank
Eine relationale Datenbank (RDBMS) ist ein Datenbanktyp, der Daten in Tabellen speichert und so einen einfachen Zugriff und eine einfache Bearbeitung ermöglicht. Diese Tabellen sind durch bestimmte Datenpunkte miteinander verbunden, sodass die Benutzer schnell Datensätze finden können, die bestimmten Kriterien entsprechen, und die Ergebnisse in einer einzigen Ansicht angezeigt werden.
Die Grundlage einer relationalen Datenbank sind Schlüssel, die die Tabellen für einen schnellen, unkomplizierten Zugriff auf jede Zeile oder Spalte verbinden. Durch das relationale Modell können die Nutzer auch leistungsstarke integrierte Tools wie Abfragen und Indizierung nutzen, die ihnen ultimative Flexibilität bei der Suche nach und dem Abrufen von Daten bieten. Zu bekannten Vertretern von RDBMS gehören MySQL, PostgreSQL und SQLite.
Objektorientierte Datenbank
Eine objektorientierte Datenbank (OODB) ist eine Art von Datenbankmanagementsystem, das Objekte anstelle von Tabellen mit Zeilen, Spalten und Feldern verwendet. Dieser Ansatz ermöglicht einen natürlicheren Umgang mit Daten, genau wie in der realen Welt.
Komplexität und Vielfalt sind Teil des Wesens von Objekten; sie können zahlreiche Datentypen enthalten. Objektorientierte Datenbanken bieten den Vorteil, dass Objekte und Klassen erstellt werden können, die im Laufe der Zeit verändert werden können, ohne dass die Datenintegrität oder die Leistung beeinträchtigt wird.
Außerdem lassen sich Beziehungen zwischen verschiedenen Datentypen einfach verwalten, sodass sie sich für eine große Anzahl komplexer Abfragen eignen. Objektorientierte Datenbanken werden häufig eingesetzt, um Finanzdaten zu erfassen, Krankenakten zu speichern und große Einzelhandelsgeschäfte mit einer großen Anzahl von Produkten und Kunden zu verwalten.
NoSQL-Datenbank
NoSQL-Datenbanken sind in den letzten Jahren zu einer beliebten Wahl geworden, da sie eine Alternative zu den traditionellen relationalen Datenbanken bieten. NoSQL-Lösungen konzentrieren sich auf Skalierbarkeit und eignen sich perfekt für den Umgang mit Big Data und großen Datenmengen, die einen schnellen Zugriff erfordern.
Zudem sind sie quelloffen, was bedeutet, dass sie flexibler und kostengünstiger eingesetzt werden können als viele andere Lösungen. Anders als ihre relationalen Gegenstücke folgen NoSQL-Datenbanken nicht der traditionellen Tabellenstruktur, die starre Schemata erfordert. Stattdessen verwenden sie einen Key-Value-Store, der den Nutzern die Freiheit gibt, neue Eigenschaften zu den gespeicherten Informationen hinzuzufügen, ohne das Schema vorher manipulieren zu müssen.
Eine Graphdatenbank zum Beispiel ist eine Art NoSQL-Datenbank, die Graphstrukturen – Knoten, Kanten und Eigenschaften – verwendet, um Daten zu speichern und abzufragen. Knoten sind die Bausteine des Netzwerks, während Kanten dazu dienen, die Knoten zu einem zusammenhängenden Netz zu verbinden. Konten stellen also greifbare Objekte oder Entitäten dar, die mit einem Datensatz in einer relationalen Datenbank verglichen werden können. Die Verbindungen zwischen den Knoten werden in Kanten gespeichert, die als Beziehungen bezeichnet werden.
Verteilte Datenbank
Eine verteilte Datenbank ist eine Sammlung von Daten, die sich an mehreren, physisch getrennten Orten befindet. Dieser Datenbanktyp bietet mehr Skalierbarkeit und Flexibilität als eine einzelne zentrale Datenbank, da er relativ große Datenmengen an verschiedenen Orten aufnehmen kann, ohne dass die Leistung darunter leidet.
Außerdem sind verteilte Datenbanken so konzipiert, dass sie gegenüber Ausfällen oder Katastrophen an bestimmten Standorten sehr tolerant sind und die von ihnen unterstützten Funktionen nur minimal beeinträchtigen. Da die Daten redundant an mehreren Orten gespeichert werden, bietet diese Art von System auch eine bessere Sicherheit und Schutz vor potenziellen böswilligen Schäden durch unbefugte Nutzer.
Homogene verteilte Datenbanken ermöglichen es, dass alle physischen Standorte über dieselben Kernkomponenten wie Betriebssysteme und Datenbankanwendungen verfügen. Heterogene verteilte Datenbanken hingegen können sich an jedem Standort in Bezug auf Hardware, Betriebssystem und andere Software unterscheiden.