Definition „Datenbankmanagementsystem“ Was ist ein DBMS?

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Gemeinsam mit der Datenbasis kommt ein Datenbankmanagementsystem (kurz DBMS) zum Einsatz, um eine Datenbank zu bilden. Bei einem Datenbankmanagementsystem handelt es sich um eine Software, die den Zugriff auf die Daten überhaupt erst erlaubt.

Jedes Datenbank besteht aus zwei Bestandteilen: der Datenbasis und der Software, die den Zugriff auf die Daten erlaubt und gewährleistet. Diese Software wird als Datenbankmanagementsystem bezeichnet und ist ein essenzieller Bestandteil, um Lesen und Schreiben von Daten zu regeln, aber auch die Organisation und Struktur der Datenbasis zu gewährleisten.

Wie genau funktioniert ein Datenbankmanagementsystem?

Ein Datenbankmanagementsystem ist eine Software und muss als solche entweder auf einem Rechnersystem oder einem Server installiert werden. Von hier aus erhalten User dann Lese- und Schreibzugriff auf Daten oder können die Administration der Datenbank steuern.

Datenbankmanagementsysteme arbeiten in einer speziellen Datenbanksprache wie SQL (Structured Query Language) und stellen sicher, dass Daten gespeichert und gelesen werden können und dass die Datenbank konsistent bleibt. Das DBMS besteht aus unterschiedlichen Komponenten, die wichtigsten sind:

• Datendefinitionssprache: Bei der DDL (Data Definition Language) handelt es sich um die Sprache, die Objekte generiert, verändert und löscht. Damit legt die Datendefinitionssprache die Struktur der Datenbank fest und erstellt Benutzerrechte, Indizes oder Beziehungen.

• Datenmanipulationssprache: Die DML (Data Manipulation Language) ist die Sprache, über die die Datensätze der Datenbank bearbeitet werden. DML legt neue Datensätze an, kann diese ändern, kopieren oder löschen.

• Datenwörterbuch: Das Datenwörterbuch ist eine Art Übersetzungsschlüssel, der Daten zu den Daten der Datenbank anlegt. Erst über diese Metadaten erhalten die gespeicherten Daten erst einen Sinn und eine Bedeutung.

Diese drei Komponenten und ihr Zusammenspiel regeln den fehlerfreien Ablauf der Software und gewährleisten eine interne (innerhalb des DBMS) und externe (vom DBMS zu den Daten) Funktionsfähigkeit.

Die wichtigsten Funktionen eines DBMS erklärt

Nur durch ihr Managementsystem kann eine Datenbank überhaupt verwaltet, indiziert und genutzt werden. Die Funktionen, die ein DBMS dafür erfüllen muss, werden oftmals durch das Akronym ACID zusammengefasst: Atomicity, Consistency, Isolation und Durability.

Atomarität: Atomarität oder (klarer ausgedrückt) Abgeschlossenheit ist eine Funktion, die ledigliche gültige Abfragen in einer richtigen Reihenfolge zulässt. Transaktionen mit der Datenbank können so vollumfänglich korrekt vollzogen werden.

Konsistenz: Durch ständige Überprüfung aller stattfindenden Transaktionen wird die Stabilität der Datenbank nicht gefährdet. Eine funktionierende Datenbank lässt Transaktionen zu, eine erfolgreiche Transaktion hinterlässt eine funktionierende Datenbank. Der Prozess lässt sich beliebig wiederholen.

Isolation: Verschiedene Transaktionen können sich nicht gegenseitig blockieren und die Datenbank dadurch gefährden. Durch Sperrfunktionen kann jede Transaktion von anderen Transaktionen isoliert werden.

Robustheit: Die Robustheit oder Dauerhaftigkeit regelt die dauerhafte Speicherung aller Daten nach Abschluss einer jeden erfolgreichen Transaktion. Protokollierende Logs über alle Transaktionen gewähren Robustheit auch dann, wenn es zu einem Systemabsturz oder einem -fehler kommt.

Unterschiedliche Modelle von Datenbanken

Um zu verdeutlichen, wie abhängig eine Datenbank von einem Datenbankmanagementsystem ist, genügt es, die verschiedenen Datenbankmodelle bzw. DBMS-Typen miteinander zu vergleichen.

Das derzeit gängigste Modell ist das relationale Modell, das eine Strukturierung der Datenbasis in tabellarischer Form ermöglicht. Hierbei lassen sich über die einzelnen Zeilen bestimmte Relationen zu anderen Daten herstellen. Daten können so sehr flexibel anderen Daten zugeordnet werden.

Ein hierarchisches System hingegen ordnet die Datensätze in einer Struktur von Daten an, die einer hierarchischen Pyramide entspricht. Ein Stammbaum, der Daten von Eltern zu Kindern anordnet, wäre etwa ein Beispiel für diese Form der Datenbankverwaltung.

Ein objektbasiertes Datenbankmodell kann Eigenschaften von Daten an andere Daten vererben, netzwerkorientierte Modelle können eine interne Netzwerkstruktur bilden. In dokumentbasierten Datenbankmodellen werden verschiedene Datensätze schließlich in verschiedenen Dokumenten abgelegt.

Dass all diesen unterschiedlichen Modellen die selbe Datenbasis zu Grunde liegen kann, zeigt, wie elementar die Bedeutung des Datenbankmanagementsystems für das schlussendliche Produkt ist.

Die Bedeutung des DBMS für Datenbanken

Eine Datenbasis kann in der Praxis als unstrukturierte Sammlung von Daten betrachtet werden, die nur die inhaltliche Komponente einer Datenbank darstellen.

Dies wäre in etwa so, als würden sich in einer Bibliothek alle Bücher auf einem großen unsortierten Haufen wiederfinden.

Erst durch das Datenbankmanagementsystem entstehen Regale und Ablagesysteme, über die die Bücher geordnet werden können. Hierdurch erhalten die Bücher eine Sortierung (etwa nach Kategorien und Alphabet) und Anwender*innen wissen, wonach sie suchen können und wie sie dies finden.

Erst durch die Realisierung der Struktur wird eine Datenbasis zu einer Datenbank transformiert – und genau dies wird durch ein Datenbankmanagementsystem erreicht.

Zu den gängigsten Datenbankmanagementsystemen zählen Microsoft Access, Microsoft SQL Server und MySQL (relational), OrientDB und CouchDB (dokumentbasiert) oder IMS (hierarchisch).

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