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Einführung in Datenbanken

Datenbanken sind organisierte Datensammlungen, die leicht zugänglich, verwaltbar und aktualisierbar sind. Im Kontext der Informatik sind sie von entscheidender Bedeutung für die Speicherung von Informationen in einem strukturierten Format, das einen effizienten Datenabruf und eine effiziente Datenbearbeitung ermöglicht.

Was ist eine Datenbank?

Eine Datenbank ist ein System, das Daten strukturiert speichert und so einen effizienten Zugriff und eine effiziente Verwaltung ermöglicht. Datenbanken können verschiedene Arten von Informationen enthalten, wie etwa Zahlen, Text und Multimedia. Die Organisation von Daten in Datenbanken ermöglicht eine einfache Suche, Abfrage, Änderung und Löschung.

Arten von Datenbanken

Es gibt verschiedene Datenbanktypen, die jeweils unterschiedlichen Zwecken dienen und unterschiedliche Modelle zur Datenorganisation verwenden.

• Relationale Datenbanken: Diese Datenbanken speichern Daten in Tabellen, die durch Beziehungen miteinander verbunden sind. Die Beziehungen zwischen den Tabellen ermöglichen komplexe Abfragen über mehrere Tabellen hinweg. Ein Beispiel für ein relationales Datenbankmanagementsystem (RDBMS) ist MySQL.
• NoSQL-Datenbanken: NoSQL-Datenbanken sind für die Verarbeitung einer Vielzahl von Datentypen konzipiert, darunter unstrukturierte und halbstrukturierte Daten. Sie verwenden keine traditionelle tabellenbasierte Struktur und sind hochgradig skalierbar. Beispiele sind MongoDB und Cassandra.
• In-Memory-Datenbanken: Diese Datenbanken speichern Daten im Hauptspeicher des Computers statt auf der Festplatte und ermöglichen so einen schnelleren Datenzugriff. Redis ist eine beliebte In-Memory-Datenbank.
• Graphdatenbanken: Diese Datenbanken verwenden Graphstrukturen mit Knoten, Kanten und Eigenschaften, um Daten darzustellen und zu speichern. Sie sind besonders nützlich für die Modellierung von Beziehungen. Neo4j ist ein Beispiel für eine Graphdatenbank.

Wichtige Datenbankkonzepte

Für die Arbeit mit Datenbanken ist das Verständnis der folgenden Konzepte von entscheidender Bedeutung:

• Datenmodelle: Die Struktur und Organisation von Daten in einer Datenbank. Das gängigste Modell ist das relationale Modell, das Daten in Tabellen organisiert.
• SQL: Structured Query Language ist die Standardsprache für die Interaktion mit relationalen Datenbanken. Sie wird zum Abfragen, Aktualisieren und Verwalten von Daten verwendet.
• Schema: Ein Datenbankschema ist die Blaupause, die die Struktur der Datenbank einschließlich Tabellen, Spalten, Datentypen und Beziehungen definiert.
• CRUD-Operationen: Die grundlegenden Operationen, die an Datenbankdaten durchgeführt werden: Erstellen, Lesen, Aktualisieren, Löschen.

Funktionsweise von Datenbanken

Datenbanken verwalten Daten, indem sie diese auf der Festplatte oder im Speicher speichern und ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) verwenden, um auf die Daten zuzugreifen und sie zu bearbeiten. Wenn ein Benutzer oder eine Anwendung die Datenbank abfragt (z. B. Daten anfordert), verarbeitet das DBMS die Anfrage, ruft die relevanten Daten ab und gibt sie zurück. Die Einzelheiten, wie Daten gespeichert und abgerufen werden, hängen vom Datenbanktyp und dem zugrunde liegenden Datenmodell ab.

Beispiel einer relationalen Datenbank

Stellen Sie sich eine einfache relationale Datenbank für ein Bibliothekssystem vor. Sie könnte zwei Tabellen haben: Books und Authors . Die Tabelle Books speichert Informationen zu Büchern, einschließlich Titel und authorID, die mit der Tabelle Authors verknüpft sind. Die Tabelle Authors enthält Angaben zum Autor. So könnten diese Tabellen aussehen:

In diesem Beispiel wurde das Buch „Datenbankgrundlagen“ von der Autorin mit der ID 1, Jane Doe, geschrieben. Mithilfe des Felds AuthorID können wir eine Beziehung zwischen den beiden Tabellen herstellen.

Abschluss

Datenbanken spielen in der Informatik und Informationstechnologie eine entscheidende Rolle, da sie eine effiziente Datenspeicherung, -abfrage und -bearbeitung ermöglichen. Das Verständnis der verschiedenen Datenbanktypen, wichtiger Konzepte wie SQL, CRUD-Operationen und der Funktionsweise von Datenbanken bietet eine solide Grundlage für die weitere Erforschung und Anwendung in diesem Bereich.