Textprobe: Kapitel 3.4, Datenbank: In Kapitel 3.4.1 werden die Bestandteile einer Datenbank kurz erläutert. Anschließend wird in Kapitel 3.4.2 auf die gängige Vorgehensweise bei der Entwicklung eines Datenmodells eingegangen. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung und Bedeutung wird das relationale Datenmodell in Kapitel 3.4.3 behandelt. 3.4.1, Bestandteile: Wenn umgangssprachlicher von einer 'Datenbank' gesprochen wird, dann ist üblicherweise der Überbegriff 'Datenbanksystem' gemeint. Ein Datenbanksystem besteht im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen: -einem Datenbankverwaltungssystem und -einer Datenbank. Dazu kommen noch zusätzliche Programme kommen, die die Bearbeitung, Verwaltung und Auswertung der gespeicherten Daten vereinfachen. 3.4.1.1, Datenbankverwaltungssystem: Das Datenbankverwaltungssystem ist ein Softwaresystem zur Verwaltung eines Datenbestands, welches üblicherweise auch den gleichzeitigen Zugriff von mehreren Benutzern und Anwendungsprogrammen ermöglicht. Das Datenbankverwaltungssystem dient auch zur Administration der Daten des Datenbestandes selbst, wozu beispielsweise die Definition Attributen und deren Datentypen, die Festlegung von Zugriffsrechten usw. gehören. Während die Probleme der Datenspeicherung und des gleichzeitigen Zugriffs zentral durch das Datenbankverwaltungssystem gelöst werden, erfolgt die Verarbeitung und Auswertung der Daten durch Anwendungsprogramme, die über das Datenbanksystem auf die Daten zugreifen und diese verändern können. 3.4.1.2, Datenbank: Eine Datenbank hat charakteristischerweise einen zentral gespeicherten Datenbestand, welcher über anwendungsunabhängige Zugriffsverfahren weitgehend auch zentral verwaltet wird. Damit eine Datenbank von mehreren Anwendungen genutzt werden kann, wird ein anwendungsübergreifendes Datenmodell festgelegt, das den betrachteten Realitätsausschnitt widerspiegelt. 3.4.2, Datenmodell eines Datenbanksystems: Einer der ersten Tätigkeiten bei der Entwicklung eines Datenbanksystems ist der Entwurf eines Datenmodelles. Die Absicht der Datenbankmodellierung liegt darin, Objekte und Prozesse der realen Welt in Strukturen der Datenbank umzuwandeln. Eine der größten Herausforderungen dabei ist es, dass Datenbankdesigner, Anwendungsentwickler und Endanwender die nach der Inbetriebnahme der des Datenbanksystems zu verwaltenden Daten jeweils unter anderen Gesichtspunkten sehen. Datenbanksysteme bestehen meistens aus drei Softwareschichten, welche in folgender Reihenfolge erstellt werden: -Mittlere Schicht -Untere Schicht -Obere Schicht Das Dreischichtenmodell hat das Ziel, die physische und logische Datenunabhängigkeit eines Datenbanksystems zu gewährleisten, wobei die Trennung der Anwendungsprogramme von der Datenhaltung im Vordergrund steht. -Physische Datenunabhängigkeit (oder Implementierungsunabhängigkeit): Ziel ist hierbei, die konzeptionelle Schicht von der für die Speicherung der Daten gewählten Datenstruktur zu entkoppeln. Eine Veränderung der physischen Speicherstruktur verlangt somit keine Veränderung des Anwendungsprogramms und umgekehrt. -Logische Datenunabhängigkeit (Anwendungsunabhängigkeit): Das Ziel liegt hierbei, das Datenbanksystem von Änderungen und Erweiterungen der Anwendungsschnittstellen zu entkoppeln und umgekehrt. 3.4.2.1, Mittlere Schicht: Diese nennt man auch das konzeptionelle Schema oder konzeptionelles Modell. Das konzeptionelle Schema ist das Ergebnis der Abbildung eines konzeptionellen Datenmodells in ein konkretes Datenmodell, da in einem bestimmten Datenbanksystem implementiert werden soll. Dieser Prozess wird in der Folge skizziert: A.) Konzeptionelles Datenmodell Einer der ersten Tätigkeiten bei der Entwicklung eines Datenbanksystems ist der Entwurf eines konzeptionellen Datenmodelles. Die heute wichtigste und am weitesten verbreitete Beschreibungssprache für konzeptionelle Datenmodelle sind Entity- Relationship-Diagramme, die auf einem einfachen, zugrunde liegenden Datenmodell, dem Entity-Relationship-Modell (ER - Modell) beruhen. ER - Modelle bieten in der Form von ER - Diagramme eine leicht verständliche grafische Notation, die sowohl für Anwendungsexperten als auch Umsetzungsexperten gleichermaßen geeignet ist. Dabei sind ER-Modelle unabhängig von einem bestimmten Datenbankverwaltungssystem. Entitäten (z.B. die Person 'Hermann Maier') wird in Form eines Entitätstyps (z.B. 'Person') in einem Rechteck im ER-Diagramm eingezeichnet. Die für eine Anwendung relevanten Merkmale der Ausprägungen, wie zum Beispiel Name, Mitarbeiternummer, Geburtsjahr, etc. werden als Attribute der Entitätstypen bezeichnet und als Ovale im ER-Modell eingezeichnet. Ein weiteres wichtiges Konstruktionselement neben den Entitätstypen sind Beziehungstypen, die mögliche Beziehungen zwischen Entitäten definieren. Diese werden meist durch Zeitwörter benannt und im ER-Diagramm in Form von Rauten dargestellt. Das bei der Entwicklung eines Informationssystems entworfene konzeptionelle Datenmodell beschreibt die Dateien und ihre Beziehungen untereinander, im Unterschied zur untern Schicht, in einer Hardware- und betriebssystemunabhängigen Weise. Damit trennt es den logischen Aufbau des Datenbanksystems von seiner programmierungstechnischen Verwirklichung. Beispielsweise wird der logische Aufbau der Sätze in den einzelnen Dateien beschreiben, aber die tatsächliche Anordnung der Satzteile, ihre Länge in Bytes und andere technische Einzelheiten werden nicht benannt. Am konzeptionellen Modell lässt sich ablesen, welche Arten von Informationen sich der Datenbank generell entnehmen lassen und den Weg, wie man zu ihnen gelangt. Auch diese Schicht ist dem Benutzer üblicherweise nicht zugänglich.