Title: Datenmodelle
Course: Das relationale Datenmodell

Datenmodelle: Einführung

In diesem Abschnitt gibt es eine kurze Einführung zu Datenmodellen, dem relationalen Datenmodell und Lesehinweise.

1. Datenmodelle
2. Das relationale Datenmodell
3. Lesehinweise

1 Datenmodelle

Bild: Gregor Reisch, Public domain, via Wikimedia Commons (in Wikimedia nur farbig)

Wie verwalten wir Daten in einem DBMS? - Es gibt nicht nur das eine Datenmodell. Viele Organsiationsformen wie die Struktur eines Unternehmens oder Verzeichnisse wie Produktbeschreibungen sind hierarchisch aufgebaut. Die ersten Datenbanken waren deshalb hierarchisch organisiert. Um die strikte Verbindung der Daten aufzuheben wurde eine netzwerkartige Struktur definiert, die sich aber aufgrund mangelnder Verständlichkeit und auch Performance nicht durchsetzen konnte. Mit der wie in sozialen Netzwerken auftretenden wahlfreien Verbindungen rekursiver Art ("Kontakte von Kontakten") erlebt dieses Datenmodell mit den sogenannten Graph-Datenbanken eine Renaissance. Seit den 80'er Jahren hat sich aber bis heute das relationale Datenmodell für Datenbanksysteme durchgesetzt. In den 90'er Jahren wurden objektorientierte Datenmodelle zur Darstellung von mehr "anwendungsnahen" Konstrukten erfunden. Die objektrelationalen Datenmodelle solle beide Ansätze integrieren. Ab den 00'er Jahren werden sogenannte No-SQL-DBMS entwickelt, die einen schema-tolerante Struktur erlauben. Diese DBMS vertreten allerdings eine Reihe unterschiedlicher Datenmodelle, bieten aber gute Möglichkeiten zur agilen Entwicklung verteiler Datenbanksysteme.

2 Das relationale Datenmodell

Für die Organisation von Daten wurden Tabellen seit langer Zeit verwendet. Beliebt ist und bleibt die einfache Tabellenkalkulation mit Excel, Numbers u.ä. Die Datenverwaltung in Unternehmen erfordert darüber hinausgehende Eigenschaften wie zur Analyse von Datenwürfeln mit den drei Dimensionen Produkt, Zeit, Region. Edgar W. Codd (1923 - 2003) hat in einem Artikel der ACM Communications 1970 das relationale Datenmodell beschrieben. Mit der Einführung der mathematisch definierten relationalen Alegbra definierte er die Sermantik von Anfragen.

Bild: Eine Relation vom Grade 4, nach E. F. Codd. 1970. A relational model of data for large shared data banks. Commun. ACM 13, 6 (June 1970), 377–387.

Aus dem datenbankneutralen Entity-Relationship- oder dem UML-Schema wird das vom gewählten Datenbankmanagementsystem abhängige und logische relationale Schema abgeleitet. Die Daten könnenn mittels relationaler Algebra abgefragt werden. In relationalen Datenbanken können durch Änderungen sogenannte Anomalien hervorgerufen werden. Sind dieselben "Zusammenhänge" zwischen Daten eines Tupels mehrfach vorhanden, so muss eine Änderung bei allen diesen Zusammenhängen erfolgen. Ursache und Vermeidung dieses Problems beschreibt die Normalisierung.

3 Lesehinweise