databasteori

Databasteori är den teoretiska disciplinen som studerar databaser, deras struktur, semantik och de algoritmer som används för lagring, hämtning och förvaltning av data. Området omfattar flera modellramar (som relational, dokument- och grafmodeller), frågespråk och begränsningar, samt de teoretiska metoderna för att analysera och optimera lagring och åtkomst. Målet är att förstå hur data organiseras, hur relationer beskrives och hur frågor formuleras och expedieras effektivt.

Historiskt uppstod relationsmodellen i Codd-presentationen under 1970-talet. De formella fundamenten inkluderar relationsalgebra, relationskalkyl och normalisering, vilka används för att definiera och kontrollera datarelationer, dataintegritet och reduktion av redundancy. SQL utvecklades som praktiskt de facto-språk som implementerar dessa teorier. Andra modeller, såsom dokument-, graf- och kolumnbaserade modeller, används för olika domäner och prestandakrav.

Transaktioner, konsistens och återhämtning utgör kärnan i databasteorin. ACID-egenskaperna definierar rättvis, konsekvent och hållbar hantering av transaktioner. Konkur­renskontroll (läses som låsning, tvåfas-låsning, tidsstämpling, MVCC) och återhämtning via loggning säkerställer överensstämmelse och återställbarhet i fel. Distribuerade databaser väger även CAP-teorem och olika konsistensmodeller.

På forskningssidan studeras frågeoptimering, indexering och lagringsstrukturer, parallella och distribuerade databaser, datawarehousing och OLAP, samt NoSQL- och NewSQL-ramverk. Databasteori är därmed en grund för databashantering i praktiken och för att förstå begränsningar och möjligheter i moderna informationssystem.