Datenbanksysteme


Als Einführung in die Problematik des Verarbeitens großer Datenmengen sollen in dieser Unterrichtseinheit zunächst erst einmal die erforderlichen Begriffe für die elektronische Verarbeitung von Daten mit Datenbanksystemen erarbeitet werden. Im Anschluss daran wird das Datenbankmanagementsystem (DBMS) MySQL anhand eines kleinen Beispiels vorgestellt.

  1. Vergleich Dateisystem vs. Datenbank: Dateien und Datenbanken stellen zwei unterschiedliche Ansätze zum Beschreiben, Speichern und Bearbeiten großer Datenmengen dar. Stellen Sie Datei und Datenbank einander gegenüber! Arbeiten Sie die Vorteile einer Datenbank gegenüber dem Dateisystem heraus!

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  3. Anwendungsbereiche von Datenbanksystemen: Nennen und erläutern Sie jeweils zwei Beispiele für Datenbanken im privatwirtschaftlichen bzw. im staatlichen oder unternehmerischen Bereich!

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  5. Begriffe: Laden Sie sich das Dokument Datenbanksysteme.zip herunter! Entpacken Sie die Datei und öffnen Sie das Dokument! Erarbeiten Sie sich die angegebenen Begriffe mit Hilfe des "Duden Informatik Gymnasiale Oberstufe" S. 153 ff. bzw. mit Hilfe des Internets (z.B Wikipedia)!

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  7. Aufgabenbereiche des Datenbankmanagementsystems:
    • systembetreuende Aufgaben: Erzeugen und Verwalten von Dateien und Datensätzen, Regelung des Nutzerzugriffs an Mehrnutzersystemen, Bereitstellen von Schnittstellen zu anderen Anwendungsprogrammen
    • objektbetreuende Aufgaben: Bereitstellen von Werkzeugen zur Analyse, Auswertung, Bearbeitung und Präsentation der Daten, Gewährleistung der Datenintegrität
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  9. Anforderungen an die Datenbasis:
    • Homogenität: Die Daten müssen alle in einer gleichartigen Struktur vorliegen. (homogen: gleichartig, übereinstimmend, einheitlich; Knaur's Fremdwörterlexikon, Lexikographisches Institut, München 1982)
    • Redundanz: Unter Redundanz versteht man die (überflüssige) mehrfache Speicherung gleicher Informationen (Datendopplung). Dies gilt es in der Regel zu vermeiden, da beim Einfügen oder Ändern von Datensätzen Probleme, sogenannte Anomalien, auftreten können.
    • Konsistenz: Unter der Konsistenz versteht man die Widerspruchsfreiheit einer Datenbank. Ist die Datenbank ohne Widersprüche, so ist sie konsistent, enthält sie Unstimmigkeiten, so ist sie inkonsistent.
      Beispiel: Beim Mehrnutzerbetrieb einer Datenbank können mehrere Nutzer gleichzeitig an einer Datenbasis arbeiten. Nehmen sie gleichzeitig Änderungen an der Datenbasis vor, so sind diese für die anderen Nutzer möglicherweise nicht sichtbar (dirty read). Hier besteht ein Konsistenzproblem. Eine Lösung besteht z.B. in der Vergabe exklusiver Schreib - und Lesesperren (Nebenläufigkeitskontrolle).
    • Integrität: Die Integrität einer Datenbank ist gewährleistet, wenn die Datenbank die Daten fehlerfrei und vollständig beschreiben. Eine Datenbank ist immer ein Modell, das die anfallenden Daten z.B. in einem ganz konkreten Unternehmen beschreibt. Werden die Abläufe innerhalb des Unternehmens durch die Datenbank nicht fehlerfrei und vollständig wiedergegeben, so ist die Integrität der Daten verletzt. (integer: ohne Makel, sauber; Knaur's Fremdwörterlexikon, Lexikographisches Institut, München 1982)
    • Schlüssel: Ein Schlüssel dient zur eindeutigen Identifikation eines Datensatzes innerhalb der gesamten Datenbasis. Der Schlüssel ist meist ein einzelnes Datenfeld.
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  11. Einführung in das Datenbankmanagementsystem MySQL:

    Die Bedienung des DBMS MySQL soll über das Programm phpMyAdmin erfolgen. "phpMyAdmin ist eine freie PHP-Applikation zur Administration von MySQL-Datenbanken. Die Administration erfolgt über HTTP mit einem Browser. Daher können auch Datenbanken auf fremden Rechnern über eine Netzwerkverbindung oder über das Internet administriert werden. Für die Nutzung des Programms sind keine Kenntnisse in SQL notwendig, da die Applikation nach dem WYSIWYG-Verfahren arbeitet." (Quelle: Wikipedia)
    Als erstes Beispiel wollen wir eine Bibliotheksdatenbank erstellen. Sie soll die folgende Struktur besitzen:

    Feldname Feldinhalt Felddatentyp
    L_ID 15123 Integer
    Name Napf varchar(255)
    Vorname Karl varchar(255)
    Anschrift Bauernallee 49 varchar(255)
    PLZ 99561 varchar(255)
    Ort Pegnitz varchar(255)
    GebDat 1958-03-05 Datum
    Titel Der Ofen ist aus varchar(255)
    ISBN 3-451 varchar(255)
    Autoren Ball varchar(255)
    EntleihDat 2001-02-17 Datum
    RueckgabeDat 2001-03-20 Datum
    1. Erstellen Sie nun die Datenbank unter dem Namen Bibliothek1 mithilfe von phpMyAdmin!
      Benennen Sie die Tabelle Bibliothek!
      Legen Sie die Struktur der Tabelle an! Wählen Sie für das Attribut Standard den Wert NULL. Dies bedeutet soviel wie "nicht bekannt". Standardmäßig wird also in jedes Datenfeld zunächst erst einmal der Wert NULL eingetragen.
      Aktivieren Sie außerdem die Eigenschaft NULL. Dies bedeutet, dass ein "NULL-Wert" für dieses Datenfeld zulässig ist.
      Das Datenfeld L_ID stellt das Primärschlüsselattribut unserer Tabelle dar. Dies muss bei der Erstellung der Tabellenstruktur gesondert eingetragen werden. Achtung! Für ein Primärschlüsselattribut ist kein "NULL-Wert" zulässig!
      Geben Sie den Beispieldatensatz aus der obigen Tabelle ein und kontrollieren Sie anschließend Ihre Eingaben, indem Sie sich die Struktur der Tabelle sowie den Datensatz anzeigen lassen!
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    3. Importieren Sie weitere Datensätze! Um Ihnen die monotone Arbeit beim Eingeben der Daten zu erleichtern sollen Sie die Daten nicht von Hand eingeben. phpMyAdmin bietet die Möglichkeit Daten aus externen Dateien zu importieren. Die Daten liegen in der folgenden CSV-Datei (bibliothek.csv). Laden Sie sich Datei vor dem Import zunächst herunter! Kontrollieren Sie nach dem Import durch Anzeigen der Datensätze, ob der Import erfolgreich war!

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    5. In den nächsten Unterrichtseinheiten wollen wir die Bibliotheksdatenbank weiter bearbeiten. Dafür brauchen wir aber eine breitere Datenbasis. Ergänzen Sie deshalb anschließend noch weitere 4 Datensätze mit Fantasiedaten!

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    7. Damit man die eine Datenbank auch auf einem anderen Rechner verwenden kann, bietet phpMyAdmin die komfortable Möglichkeit einen so genannten Dump (siehe z.B. Wikipedia Stichwort: Datenbankdump) anzulegen. Exportieren Sie die Datenbank durch Erstellung eines SQL-Dumps!
      HA: Installieren Sie die XAMPP-Umgebung auf Ihrem heimischen Rechner und importieren Sie die Datenbank Bibliothek1 aus dem von Ihnen erzeugten SQL-Dump!

Übung 1: Importieren einer Datenbank


Übung2: Anlegen und Bearbeiten einer Datenbank mit MySQL und phpMyAdmin


Daten schützen - Aspekte der Datensicherheit

Der Schutz der in einer Datenbank gespeicherten Daten ist für ein Unternehmen sehr wichtig. Gehen diese Daten verloren oder geraten bestimmte Daten in die falschen Hände, so kann dies zu großen Problemen führen. Deshalb ist es notwendig, dass jedes professionelle DBMS Möglichkeiten zum Schutz der gespeicherten Daten vorsieht.

Außerdem sollen nicht alle Nutzer der DB alle Daten lesen und sie schon gar nicht ändern können. Aus datenschutzrechtlichen und unternehmerischen Gründen ist dies nicht erwünscht.


zuletzt geändert am:
Eine Seite von Mirko Hans