Datei-Verwaltungen

Die klassische EDV ist ein elektronisches, d.h. computergestütztes Abbild der hergebrachten Verwaltung. Jede Abteilung eines Unternehmens hat ihre eigenen Anwendungsprogramme mit den entsprechenden Datenmengen. So soll es z.B. immer noch Schulen geben, die für die eigentliche Schulverwaltung, die Oberstufenverwaltung und z.B. die Schulbibliothek getrennte Dateien besitzen. Eventuell verwenden diese Dateiverwaltungen auch noch Dateien in verschiedenen Datenbank- Formaten. Entsprechend sind auch die Anwenderprogramme auf dieses Datenbankformat zugeschnitten. Der Austausch der Daten wird dadurch noch weiter erschwert.

Die Nachteile einer solchen Verwaltung liegen auf der Hand:

• Die Dateien (als Gesamtheit) enthalten sehr viele redundante Informationen, die nicht nur unnötigen Speicherplatz benötigen.
• Der Austausch von Daten ist unsicher.
• Die Aktualisierung von Daten wird dadurch erschwert, daß man Daten in vielen verschiedenen Dateien auf den neuesten Stand bringen muß.
• Inkonsistenz von Daten kann zu Fehlern in der Verwaltung führen.
• Daten-Schutzmaßnahmen müssen in allen Dateien einzeln getroffen werden.

Datenbank-Management-Systeme

Eine Datenbank besteht aus einer Datenbasis, in der die Daten abgelegt werden und einem  Datenbank-Management-System  (DBMS), das die Daten abspeichert, wieder auffindet und den Gegebenheiten entsprechend organisiert. Die Nachteile einer dezentralen Datenverwaltung werden durch ein effizientes DBMS aufgehoben:

• Die Datenredundanz wird erheblich vermindert. Jedes Datum wird nur einmal in der Datenbasis abgespeichert. Dadurch wird eine schnellere und effizientere Aktualisierung der Daten möglich.
• Die zentrale Speicherung von Daten ermöglicht die Kontrolle über die Vollständigkeit und Korrektheit der Daten (Datenintegrität und Datenkonsistenz)
• Die zentrale Speicherung der Daten ermöglicht einen kontrollierten Zugang aller Anwender und somit die Einhaltung der Datenschutzbestimmungen.
• Eine Änderung der physikalischen Organisation der Daten (z.B. Änderung des Datenformats oder des Daten-Servers) erfordert keine Änderung in den Anwenderprogrammen. Nur das DBMS muß auf die physikalischen Änderungen reagieren.

Aufgaben von Datenbank-Managementsystemen.

Datenbanken sind zur Informations-Gewinnung relativ nutzlos, wenn man sie nicht gezielt nach bestimmten Informationen auswerten kann. Dazu dienen sog. Datenbank-Management-Systeme.

• Erstellen, Ändern und Löschen von Tabellen
• Erstellen, Ändern und Löschen von Datensätzen
• Sortieren nach benutzerdefinierten Schlüsseln
• Verknüpfen verschiedener Tabellen einer Datenbank
• Erstellen von Sichten (d.h. Auswahl best. Datenfelder zu einer neuen Tabelle)
• Filtern bestimmter Datensätze
• Möglichst schnelles Auffinden bestimmter Informationen
• Überwachung von Transaktionen bei gleichzeitiger Gewährleistung von Datensicherheit und -Integrität
• Erstellen von Berichten (sog. Reports), in denen Informationen unter best. Gesichtspunkten zusammengefaßt werden
• Vergabe von Zugriffsrechten

Datenbanktypen

• Hierarchisch strukturierte Datenbanken:  Informationen, die hierarchisch miteinander verbunden sind, sollten auch in Strukturen gespeichert werden, die diese Beziehung unterstützen. Dafür bieten sich Bäume als Informationsbehälter an. Beispiele: Informationen in Verzeichnisbäumen, Informationen aus news groups, Bildarchive etc.
• Objekt-orientierte Datenbanken. Komplexe Objekte, die nicht nur Informationen einheitlicher Art enthalten (Texte o.ä.) organisiert man in solchen Datenbanken. Neben den Informationen werden auch die Methoden zur Behandlung und Verknüpfung dieser Informationen mit in den Objekten abgelegt. Durch diese Struktur wird eine spätere Erweiterbarkeit der Datenbank erleichtert. Beispiele: CAD-, CAM-Systeme, geographisch Informationssysteme, multimediale Datenbanken.
• Relationale Datenbanken. Bei diesen Datenbanken handelt es sich um Auflistungen ähnlicher Informationen in Tabellen (engl. relations). Die meisten klassischen Datenbanken (dBase, QuattroPro,...) sind relationale Datenbanken. Die folgenden Informationen behandeln im wesentlichen relationale Datenbanken:

Relationale Datenbanken  (Datentabellen)

 

	Datenfeld1	Datenfeld2	Datenfeld3	Datenfeld4
	NAME (Zeichenkette)	VORNAME (Zeichenkette)	Klasse (numerisch)	GEBOREN (Datumstyp)
Datensatz Nr.1	MEYER	OTTO	7	05.07.87
Datensatz Nr.2	MÜLLER	MIRIAM	7	13.08.87

 In ihrer einfachsten Form besteht eine Datei aus einer Tabelle mit Datensätzen gleicher Struktur. Je nach Betrachtungsweise spricht man bei Tabellen auch von Zeilen  bzw. Spalten.

• Feste Datensatzlänge Diese Organistionsform ist einfach zu handhaben und ermöglicht den schnellen Zugriff auf eine bestimmte Information, da man sich die Adresse des betr. Datensatz leicht berechnen kann. Allerdings ist diese Form der Datenspeicherung auch nicht sehr flexibel, wenn man z.B. in verschiedenen Datensätzen bestimmte Textfelder unterschiedliche Länge haben. Speicherplatz und Übertragungszeiten werden nicht optimal genutzt.
• Variable Datensatzlänge Diese Organisationsform ermöglicht größere Flexibilität, Speicherplatz wird optimiert. Allerdings ist das Auffinden bestimmter Datensätze schwieriger zu organisieren. Eine Möglichkeit ist, einen EOR-Markierer und einen Verweis auf die Adresse des nächsten Datensatzes zu setzen.

In manchen Datenbanksystem findet man einen Kompromiß zwischen diesen beiden Organisationsformen. Ein klassisches Beispiel sind die Memo-Felder von dBase: In der Haupttabelle wird ein Vermerk gesetzt, daß ein Memofeld vorhanden ist und unter welcher Adresse diese Information in einer weiteren zugeordneten Tabelle zu finden ist.

Normalerweise kümmert sich ein Benutzer nicht um die Art und Weise, in der Informationen in seiner Datenbank abgelegt sind. Für einen Datenbank-Entwickler sind dies jedoch entscheidende Frage, weil sie die Effizienz (und damit den Erfolg) der Datenbank beeinflussen. Es soll hier nur die eine oder andere Frage angedeutet werden:

Datenbanken werden i.a. auf Festspeichern abgelegt. Nun ist aber das Auffinden von Informationen z.B. auf einer Festplatte eine zeitaufwendige (‘teure’) Aufgabe. Das heißt, die Datenbank muß teilweise oder ganz im Speicher des Rechners zwischengespeichert werden. Das geschieht in sogenannten Puffern (buckets). Da man normalerweise nicht die gesamte Datenbank in den Rechner laden kann, muß das Wechselspiel Laden, Entfernen, Neuorganisieren des Puffers sehr sorgfältig geplant sein, ähnlich der Speicherverwaltung eines Betriebssystems. Man kann sich gut vorstellen, daß das Verhältnis von Puffergröße und Datensatzlänge dabei eine wichtige Rolle spielt, um den vorhandenen Speicher optimal auszunutzen. Man stelle sich eine große Datenbank vor, bei der viele Transaktionen wie Löschen und Einfügen neuer Datensätze geschehen. Normalerweise werden neue Datensätze hinten an die Datenbank gehängt. Suchen nach Platz, den vorher gelöschte Datensätze gelassen haben, ist viel zu zeitaufwendig. Im Laufe der Zeit wird die Datenbank also eine hohe Fragmentierung aufweisen, die die Effizienz des Zugriffes erheblich verringert. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, ist eine seitenweise Organisation der Datenbank, so daß frei gewordener Speicherplatz immer am Ende einer Seite (und damit relativ schnell) zu finden ist.

 

 

© Dietrich Praclik