Computerdatenbanken

Computerdatenbanken sind strukturierte Sammlungen von Daten, die elektronisch gespeichert, verwaltet und abgerufen werden. Zentraler Bestandteil ist das Datenbankmanagementsystem (DBMS), das Datenmodelle, Abfragen, Transaktionen und Zugriffskontrollen bereitstellt. Daten können nach unterschiedlichen Modellen organisiert sein: relationale Modelle, NoSQL-Modelle (Dokument-, Key-Value-, Spaltenfamilien- oder Graphdatenbanken) sowie auch hierarchische oder netzwerkartige Strukturen.

Relationale Datenbanken verwenden Tabellen mit Spalten und Zeilen und setzen oft SQL als Standardsprache für Definition, Abfragen und Transaktionen ein. NoSQL-Datenbanken bieten in der Regel schemalose oder flexibel gestaltete Schemata, um große, verteilte oder unstrukturierte Datenmengen effizient zu verwalten. Die Wahl des Modells richtet sich nach Anforderungen wie Skalierbarkeit, Konsistenzbedarf und Zugriffsmuster.

Wesentliche Eigenschaften sind Persistenz, Mehrbenutzerzugriff, Datenintegrität und Transaktionen. ACID-Eigenschaften (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) kennzeichnen viele relationale Systeme, während einige NoSQL-Lösungen auf andere Konsistenzmodelle setzen und eventual consistency bevorzugen.

Der Lebenszyklus einer Computerdatenbank umfasst Datenmodellierung, Schema-Design, Indizierung, Implementierung von Transaktionen, Replikation, Skalierung sowie Backup und Wiederherstellung. Historisch entwickelten sich Computerdatenbanken von hierarchischen und netzwerkartigen Systemen (zum Beispiel IMS, CODASYL) hin zu relationalen Modellen in den 1970er Jahren; SQL wurde zum de facto Standard.

Anwendungsgebiete reichen von Geschäftsprozessen und E-Commerce bis zu Wissenschaft, Analytics und Big Data. Zukünftige Trends umfassen verteilte und Cloud-Datenbanken, NoSQL-Lösungen und Neue SQL-Ansätze, die Skalierbarkeit und Leistung weiter verbessern. Sicherheit, Zugriffskontrollen und Datenschutz bleiben zentrale Anforderungen.