| Eigenschaft | Wirkung | Planning use |
|---|---|---|
| Verknüpfung von Daten über Schlüssel | Verringert Redundanz in Datensystemen. | Jede Information nur einmal speichern und aus anderen Tabellen über einen Schlüssel darauf verweisen. |
| Mehrbenutzerzugang, Berechtigungskontrolle, Netzwerkzugriff | Mehrere Personen können über das Datenbanksystem auf dieselben Daten zugreifen, jeweils mit eigenen Rechten. | Relevant, sobald eine Schülerliste nicht mehr nur von einer Person am eigenen Rechner gepflegt wird. |
| Primärschlüssel | Macht jede Zeile einer Tabelle eindeutig identifizierbar. Er ist nicht zwingend, wird aber empfohlen. | In jeder Tabelle von Anfang an ein Feld einplanen, das einen Datensatz unverwechselbar macht. |
| Spaltentyp | Legt fest, welche Werte eine Spalte speichert und welche Operationen erlaubt sind. | Für jede Spalte vor dem Anlegen entscheiden, welche Art von Werten sie aufnehmen soll. |
Die Angaben stützen sich auf die Erklärung von IBM zu relationalen Datenbanken und die ArcGIS-Insights-Dokumentation.
Was ist eine relationale Datenbank? Sie organisiert Daten in Zeilen und Spalten, die Tabellen bilden, und verbindet diese Tabellen über Schlüssel. Ein Datenbanksystem verwaltet diese Tabellen, statt dass lose Dateien nebeneinanderliegen.
Der Beitrag erklärt den Grundbegriff an einer kleinen Schülertabelle und grenzt ihn von der Dateiablage ab. Wer den gesamten Lernweg sucht, findet ihn im Überblick zum Thema datenbanken lernen.
Was sich gegenüber der Dateiablage ändert
Bei Dateiablage liegt dieselbe Information oft an mehreren Stellen. Eine Schülerliste für den Kurs, eine für die Tutorengruppe und eine für die Exkursion enthalten dann dieselben Namen. Ändert sich ein Name, muss jede Datei einzeln angepasst werden. Genau hier setzt eine relationale Datenbank an: Nach IBM hilft die Verknüpfung von Daten, die Redundanz in Datensystemen zu verringern. Eine Information wird einmal gespeichert, andere Tabellen verweisen über einen Schlüssel darauf.
Ein zweiter Unterschied betrifft das Arbeiten mit mehreren Personen. Relationale Datenbanksysteme bieten laut IBM Zugang für mehrere Benutzer, eine Berechtigungskontrolle und Netzwerkzugriff. Das Sekretariat kann dann etwa Daten pflegen, während Lehrkräfte sie nur lesen dürfen. Eine einzelne Datei auf einem Laufwerk bringt solche Regeln nicht von sich aus mit.
Wann sich der Umstieg lohnt
- Dieselben Daten in mehreren Listen: Hier lohnt eine Datenbank, weil Änderungen nur an einer Stelle erfolgen und Verweise den Rest erledigen.
- Mehrere Beteiligte mit unterschiedlichen Rechten: Die Rechteverwaltung des Systems ersetzt Absprachen darüber, wer welche Datei öffnen darf.
- Kleine Liste, nur eine Person: Solange nichts doppelt vorkommt und niemand sonst zugreift, bringt der Wechsel wenig. Der Nutzen wächst mit dem Umfang der Verknüpfungen.
Entscheidungen beim Entwurf einer Tabelle
Eine Tabelle lässt sich später nur mit Aufwand umbauen. Deshalb lohnt es sich, einige Festlegungen vor dem ersten Datensatz zu treffen.
- Primärschlüssel einplanen: Laut ArcGIS-Dokumentation ermöglicht eine Primärschlüsseleinschränkung die eindeutige Identifizierung jeder Zeile. Sie ist nicht zwingend erforderlich, wird aber empfohlen. Für eine Schülertabelle bietet sich ein eigenes Feld mit einer laufenden Nummer an, weil zwei Schüler mit gleichem Namen sonst nicht zu unterscheiden wären.
- Spaltentyp bewusst wählen: Jede Spalte hat einen Typ, der die gespeicherten Werte und die erlaubten Operationen bestimmt. Eine Spalte für Nachnamen und eine für Zahlenwerte verhalten sich daher verschieden.
- Feldnamen und Datentypen stabil halten: Die ArcGIS-Dokumentation weist darauf hin, dass sie statisch bleiben müssen. Eine spätere Änderung kann Datasets beschädigen. Wer unsicher ist, sollte die Spalten zuerst auf Papier skizzieren.
Die Planung der Tabellen und ihrer Beziehungen ist ein eigener Arbeitsschritt. Wie er aussieht, zeigt die Anleitung, wie man ein er modell erstellen kann.
Die Bausteine: Tabelle, Zeile und Spalte
Eine Tabelle besteht aus Zeilen und Spalten. Nach Actian entsprechen die Zeilen den Datensätzen, die Spalten den Feldern oder Attributen. Die Begriffe „Zeile“ und „Datensatz“ bezeichnen also dieselbe Sache aus zwei Blickwinkeln, ebenso „Spalte“ und „Attribut“.
Zeile und Datensatz
Ein Datensatz beschreibt ein einzelnes Objekt, in der Schülertabelle genau eine Schülerin oder einen Schüler. Alle Angaben zu dieser Person stehen in derselben Zeile. Soll ein Datensatz verändert werden, bleibt die Zeile die Einheit, die man anspricht.
Spalte und Attribut
Eine Spalte beschreibt eine Eigenschaft, die für alle Datensätze gleich ist. In einer Schülertabelle sind das etwa Nachname, Vorname und Tutorengruppe. Jedes Attribut hat einen Typ, der festlegt, was dort stehen darf. Wer die Tabelle auf Papier skizziert, schreibt die Attribute als Spaltenköpfe in die obere Zeile und füllt darunter je einen Datensatz pro Zeile.
Primärschlüssel
Der Primärschlüssel ist ein Attribut, dessen Wert jede Zeile unverwechselbar macht. Er ist das Bindeglied zwischen Tabellen: IBM beschreibt, dass Tabellen über einen Primär- oder Fremdschlüssel miteinander verbunden werden können. Ein Fremdschlüssel verweist dabei auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle.
Warum die Datenbank relational heißt
Der Name geht auf das relationale Datenmodell zurück. Edgar F. Codd veröffentlichte 1970 bei IBM das Paper „A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks“. Nach IBM wurden Gruppen von Tupeln als Relationen bezeichnet. Ein Tupel entspricht dabei dem, was im Alltag eine Zeile ist.
Im Sprachgebrauch heutiger Datenbankdokumentation steckt eine zweite, anschaulichere Lesart. Actian schreibt, dass schlüsselbasierte Verweise logische Verbindungen zwischen den Tabellen herstellen, die als Relationen bezeichnet werden. Für den Einstieg genügt die Merkhilfe: „Relational“ verweist auf die Beziehungen zwischen Daten, die über Schlüssel hergestellt werden. Der Begriff sagt nichts darüber, wie schön die Tabellen aussehen oder wie viele es sind.
Datenbank und Datenbanksystem (DBMS)
Die Datenbank enthält die Daten, das Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist die Software, die sie verwaltet. Bei relationalen Datenbanken spricht man vom RDBMS. IBM bezeichnet das als spezifischeren Verweis auf die zugrunde liegende Datenbanksoftware. Ein RDBMS speichert Daten in Tabellen, während ein einfaches DBMS Informationen als Dateien speichert.
Über diese Programme können Benutzer Daten im System erstellen, aktualisieren, einfügen oder löschen. Beispiele für verbreitete relationale Systeme sind laut IBM MySQL, PostgreSQL und IBM Db2. Welche Lizenz ein System hat, spielt für den Grundbegriff keine Rolle und sollte erst bei der Auswahl für ein konkretes Projekt geprüft werden.
Nächste Schritte im Lernpfad
Mit den Begriffen Tabelle, Datensatz, Attribut, Primärschlüssel und DBMS ist das Fundament gelegt. Wer die Tabellen für ein eigenes Projekt plant, geht als Nächstes zur Modellierung über. Wer ein Java-Programm schreibt, das Daten aus einer Datenbank liest, findet im java jdbc tutorial die Verbindung zwischen beiden Welten.
Frequently asked questions
Muss jede Tabelle einen Primärschlüssel haben?
Zwingend ist das laut ArcGIS-Dokumentation nicht, empfohlen wird es aber. Der Schlüssel macht jede Zeile eindeutig identifizierbar und dient später als Anknüpfungspunkt für Verweise aus anderen Tabellen.
Mit welcher Sprache wird eine relationale Datenbank abgefragt?
IBM nennt SQL die Standardprogrammiersprache für die Interaktion mit relationalen Datenbankmanagementsystemen. Die Sprache selbst ist ein eigenes Lernthema und wird erst nach den Grundbegriffen behandelt.
Sind relationale Datenbanken nur für kleine Schulprojekte gedacht?
Nein. Actian beschreibt sie als vorherrschende Speicherwahl für Transaktionsverarbeitung und Data Warehousing. Die Grundbegriffe aus der Schule sind also dieselben, die in großen Systemen gelten.
Ist ein Datensatz dasselbe wie eine Zeile?
Ja. Die Zeilen einer Tabelle stellen Datensätze dar, die Spalten stellen Felder oder Attribute dar. Je nach Lehrbuch oder Software tauchen beide Bezeichnungen nebeneinander auf.
