Eine Einführung in die Datenbankprogrammierung: Theoretische Grundlagen von der Idee bis zum Datenbankmodell. Verfasser: Wolfgang Lemmermeyer

Datenbank - Allgemeine Grundlagen

In diesem Tutorial geht es ausschließlich um Datenbanken. Was ist das, wie funktioniert das und was kann man damit machen. Hier werde ich Grundlagen erläutern - von der Idee bis zur fertigen Datenbank. Die SQL-Grundlagen sowie weiterführende SQL-Techniken für den IB/FB-Server gibt's in meinem SQL-Tutorial.

Historisches

Der Begriff "Datenbank" ist nur schwer zu definieren, da umgangssprachlich alles mögliche mit diesem Begriff in Verbindung gebracht wird - vom Datenbankmanagementsystem (DBMS), den Datenbankfiles bis hin zu Paradox. Auf die genaue Bedeutung der eben genannten Begriffe werde ich später eingehen.
Die ersten "Datenbanken" waren File-Systeme in denen die Datensätze nacheinander (sequentiell) abgespeichert wurden. Wollte man also den 20. Datensatz lesen, musste z.B. das Band zum Anfang der Datensätze (begin of file BOF) gespult werden und dann jeder einzelnen Datensatz eingelesen werden, bis man beim 20sten angekommen war.
Oft wird auch eine "Datenbank" als großer Speicherraum für irgendwelche Daten missverstanden. Daten können auch in Textdateien auf der Festplatte gespeichert werden, was sicherlich keine Datenbank darstellt. Die Datenbank (oder besser das DBMS) ist dafür verantwortlich die Daten schnell wieder zu finden und das kann in einem Textfile mitunter schwierig werden.

Definitionen

Datenbankmanagementsystem (DBMS)

Das DBMS ist das Programm, das für den Zugriff auf die DB-Files, in denen die einzelnen Daten gespeichert sind, zuständig ist. DBMS gibt es in verschiedene Ausführungen:

• Stand-Alone / Desktop DB Hier liegt die DB auf einem Arbeitsplatzrechner (lokal) und es kann i.d.R. nur ein Programm (User) auf die Daten zugreifen. Typische Vertreter sind Access und Paradox.
• File-Share DB Hier ist die Datenbank in der Lage, mehreren Anwendern gleichzeitig Zugriff auf die Daten zu gewähren. Die Daten liegen auf einem Datenserver. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass für den Zugriff alle Daten vom Server auf den Client transportiert werden müssen.
• Client-Server DB In diesem Fall kann der Arbeitsplatz (Client) nicht direkt auf die Daten zugreifen, sondern er muss eine Anforderung an den Datenbankserver schicken. Dieser bearbeitet die Anfrage und schickt die Ergebnismenge zurück an den Client. Das hat den Vorteil, dass nur die wirklich benötigten Daten zum Client gesendet werden. Normalerweise werden dann auch bestimmte Funktionen auf dem Server implementiert, die dann von allen Clients aufgerufen werden können. Bei Änderungen muss dann nur die Serversoftware (Datenbankfile) erneuert werden (auf einem PC) und nicht unbedingt die Clientsoftweare (die auf mehreren PC's installiert sein kann). Dieses Prinzip nennt man auch Fat-Server-Prinzip. Wenn ein Großteil der Arbeit vom Server erledigt wird, kann an der Hardwareausstattung der Clients gespart werden.
• Multi-Tier DB Eine Multi-Tier DB besteht nicht nur aus 2 Ebenen wie die Client-Server DB, sondern aus 3: den Clients, dem Application-Server und dem Datenbankserver. Die Clients greifen auf den Application-Server zu, auf dem die Geschäftsprozesse und die Verbindung mit den Daten laufen. Auf dem Datenbankserver liegt die eigentliche DB. Der Client besteht dabei aus einem kleinen Programm, vielleicht einem Browser und ein Applet das einfach zu installieren ist. Solche mehrschichtigen Anwendungen sind allerdings nur für große Netzwerke interessant, da die Programmierung sehr aufwändig ist.

Relationale DB

Der Begriff geht auf einen Artikel von E.F. Codd von 1970 zurück. Dort definierte Codd 333 Kriterien die eine Datenbank erfüllen muss, damit sie sich „relational" nennen darf. Keine der heutigen auf dem Markt erhältlichen DB-Systeme befolgt alle 333 Regeln. Eine Datenbank darf sich relational nennen, wenn sie die meisten dieser Bestimmungen erfüllt und der Philosophie dieses Regelwerkes gerecht wird.

Relation

Eine Relation ist eine Tabelle in der eine feste Anzahl von Spalten (Attribute) existiert. Diese Attribute müssen logisch zusammenhängen. Beispiel: Relation: "Person" Attribute: "Alter", "Name", "Größe", "Gewicht"

Domain

Eine Domain ist identisch mit einem Typ in ObjectPascal. Durch die Definition eigener Domains ist es einfach die Datenbank aufzubauen und auch zu verändern. Bei Interbase ist es wichtig Domains zu verwenden, da Interbase für jedes Attribut eine eigene Domain erzeugt. Bei 100 Attributen also 100 verschiedenen Domains. Das macht die DB unhandlich und verschwendet unnötig Speicher. Zudem können bei Domains gewisse Regeln vereinbart werden, die die eingegebenen Werte überprüfen.

NULL

Der Wert NULL ist ein besonderer Wert innerhalb der DB Programmierung. Wenn ein Wert unbekannt ist, wird dieser Wert verwendet. NULL ist nicht 0 oder ''!