Relationale Datenbanken

Die Problemstellung

Häufig werden umfangreiche Daten, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, mit Hilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen gespeichert.

Tabellenkalkulationsprogramme sind jedoch in erster Linie für kleinere Datenmengen geeignet, mit denen Berechnungen durchgeführt werden und die keiner bestimmten Struktur entsprechen.

Bei der Speicherung von Daten mit Tabellenkalkulationsprogrammen werden besonders bei komplexeren Anforderungen Daten mehrfach gespeichert (z.B. Eingabe der kompletten Adresse beim Anlegen eines neuen Kundenauftrags).

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Tabellenkalkulationsprogramme können zwar umfangreiche Daten in einem Dokument speichern, die Verarbeitungsgeschwindigkeit sinkt jedoch überproportional stark. Besonders bei Datenmengen, die an die Grenzen des physikalisch vorhandenen Hauptspeichers stoßen, brechen Tabellenkalkulationsprogramme ein.

Wenn mehrere Benutzer gleichzeitig auf einen Datenbestand zugreifen sollen, kommen Tabellenkalkulationsprogramme nicht zum Einsatz, weil ein Dokument nur von einem Benutzer zur Zeit bearbeitet werden kann.

Die Steuerung und Prüfung der Dateneingabe gestaltet sich bei Tabellenkalkulationsprogrammen sehr aufwendig. Es gibt keine standardmäßig eingebauten Mechanismen, um die Konsistenz von Daten sicherzustellen.

Die Lösung

Die Einschränkungen von Tabellenkalkulationsprogrammen werden durch den Einsatz von relationalen Datenbanken überwunden.

Relationale Datenbanken basieren wie Tabellenkalkulationen auf der Anordnung von Daten in einer Struktur aus Zeilen und Spalten. Die mehrfache Speicherung von Daten (Redundanz) wird aber durch die Verknüpfung von Daten über Schlüsselbeziehungen minimiert.

Beim Datenbankdesign wird der problemrelevante Auschnitt der realen Welt in einem Datenbankmodell hinterlegt. Die Objekte der realen Welt (z.B. Kunden und Rechnungen) stehen dabei in Beziehung zueinander. Die Objekte haben Attribute (z.B. Rechnungsdatum, Rechnungsnummer), die sie beschreiben.

Relationale Datenbankmodelle werden in Entity-Relationship-Diagrammen (ERD) dargestellt. Dabei gibt es drei grundsätzliche Beziehungstypen:

Abb.: ER-Modellierung 1:n-Beziehung

An einen Kunden können mehrere Rechnungen fakturiert werden. Eine Rechnung wird genau an einen Kunden fakturiert.

Abb.: ER-Modellierung n:m-Beziehung

Ein Artikel kann bei mehreren Händlern im Programm sein. Ein Händler kann mehrere Artikel im Programm haben.

Abb.: ER-Modellierung 1:1-Beziehung

Eine Maschine ist genau eine Kostenstelle.

In einem Datenbankmodell gibt es viele Objekte und Beziehungen, die zu einem problemangemessenen Gesamtmodell zusammengesetzt werden:

Abb.: ER-Modell

Kundennutzen

• Speicherung großer Datenmengen
• einfache, schnelle, effiziente Auswertungen mit Datenbankabfragesprachen (SQL: Structured Query Language)
• Minimierung von redundanter Datenspeicherung
• Modellierung der realen Welt
• stabiles Geschwindigkeitsverhalten bei wachsenden Datenmengen
• gleichzeitiger Zugriff durch mehrere Benutzer (Multiuser-Betrieb)
• Sicherstellung von konsistenten Daten durch das Datenmodell
• ausgreifte, skalierbare Technik in Datenbankprodukten jeder Größenordnung für verschiedene Anforderungen