Datenbankschema

Ein Datenbankschema ist die formale Beschreibung der Struktur einer Datenbank. Es legt fest, wie Daten organisiert, gespeichert und validiert werden. In relationalen Datenbanken umfasst es Tabellen, Spalten, Datentypen, Beziehungen sowie Einschränkungen wie Primär- und Fremdschlüssel. Das Schema definiert nicht die konkreten Datenwerte, sondern die Regeln und Formate, in denen diese Werte gespeichert werden. Instanzen der Datenbank (die tatsächlichen Datensätze) können sich ändern, während das Schema stabil bleibt.

Es gibt verschiedene Ebenen des Schemas: Das konzeptionelle oder logische Schema beschreibt die Gesamtheit der Tabellen, Spalten und Beziehungen unabhängig von einer konkreten Implementierung. Das interne oder physische Schema befasst sich mit der Speicherung, Indizes und Speicherstrukturen. Zusätzlich kann es benutzer- oder anwendungsbezogene externe Schemata geben, die bestimmte Sichten auf die Daten definieren.

Typische Elemente eines Schemas sind Tabellen, Spalten mit Datentypen, Primärschlüssel, Fremdschlüssel, Not-Null- bzw. Unique-Einschränkungen, Indizes, Sichten sowie weitere Objekte wie Trigger oder Prozeduren. Das Schema bildet die Basis für Datenintegrität, Normalisierung und Abfragen; es richtet sich nach dem jeweiligen Datenmodell und den Anforderungen der Anwendung.

Die Änderung eines Schemas erfolgt durch DDL-Anweisungen (z. B. CREATE, ALTER, DROP). Änderungen müssen oft sorgfältig geplant werden, um Kompatibilität zu bestehenden Anwendungen zu bewahren. In der Praxis kommt Schema-Management durch Migrationen, Versionskontrolle und Migrationswerkzeuge zum Einsatz.

Beispiel: Ein einfaches relationales Schema könnte Tabellen wie Autor(id PRIMARY KEY, name), Buch(id PRIMARY KEY, titel, autor_id FOREIGN KEY REFERENCES Autor(id)) umfassen. Solche Strukturen ermöglichen referentielle Integrität und erleichtern Abfragen, Updates und das Hinzufügen weiterer Entitäten im Laufe der Zeit.