datenbanksysteme

Datenbanksysteme sind Softwarelösungen zur Speicherung, Verwaltung und Abfrage von Daten. Sie bündeln eine Datenbank, ein Datenbankverwaltungsystem (DBMS) und meist eine Anwendungslogik. Ziel ist es, großen Mengen an Daten konsistenten, sicheren und effizient zugänglichen Zugriff zu ermöglichen.

Datenmodelle unterscheiden sich nach der Art der Struktur. Relationale DBMS verwenden Tabellen mit Spalten und Zeilen, während NoSQL-Datenbanken unterschiedliche Ansätze verfolgen, darunter dokumentenorientierte, schlüssel-Werte-, spaltenorientierte und graphbasierte Modelle. Jedes Modell eignet sich für verschiedene Anforderungen in Bezug auf Flexibilität, Skalierbarkeit und Abfragekomplexität.

Für die Interaktion mit DBMS dominieren Abfragesprachen und Programmierschnittstellen. Relationale Systeme nutzen SQL als Standard, ergänzt durch DDL und DML. Transaktionen ermöglichen Bündelungen von Operationen, die atomar, konsistent, isoliert und dauerhaft (ACID) ausgeführt werden. Alternative Ansätze, insbesondere bei NoSQL, betonen oft Verfügbarkeit und Partitionstoleranz (BASE).

Architektur und Betrieb umfassen Client-Server- oder mehrschichtige Designs, oft auch Cloud-basierte Lösungen. Typische Merkmale sind Indizes, Abfrageoptimierung, Replikation, Backups, Failover-Mechanismen und Sicherheitsfunktionen wie Zugriffskontrollen und Auditlogging. Datenbankadministration umfasst Schema-Design, Normalisierung, Leistungsoptimierung sowie Benutzer- und Rechteverwaltung.

Anwendungsgebiete reichen von transaktionsorientierten Systemen in Finanzen und Enterprise Resource Planning bis zu Data-Warehouse- und Analytikumgebungen, Content-Management und IoT. Die Entwicklung begann mit relationalen DBMS in den 1970er Jahren; seit den 2000er Jahren ergänzen NoSQL- und NewSQL-Lösungen die Landschaft, um Skalierbarkeit und Vielfalt der Daten zu berücksicht.