Definition „Hierarchische Datenbank“ Was ist eine hierarchische Datenbank?

Autor / Redakteur: chrissikraus / Stephan Augsten

Hierarchisch strukturierte Informationen kommen im Alltag praktisch überall vor. Hierarchische Datenbanken sind ein Konzept, das diese Informationen mitsamt ihrer Strukturierung in einem Computersystem abbilden kann.

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Wie der Name verrät, ist die hierarchische Datenbank in einer Rangfolge aufgebaut.
Wie der Name verrät, ist die hierarchische Datenbank in einer Rangfolge aufgebaut.
(Bild: geralt / Pixabay )

Die hierarchische Datenbank ist eines der ältesten Datenbankmodelle der Welt. Das Modell ist dazu in der Lage, reale Hierarchien im Computersystem in einer hierarchischen Baumstruktur abzubilden. So wird versucht, die realen Beziehungen zwischen den Informationen fest mit abzubilden.

Das hierarchische Datenbankmodell entstand in den 1960er bis 1970er Jahren und war u. a. die Grundlage, aus der sich netzartige Datenbanken entwickelten. Heute wird das Modell eher selten verwendet.

Vorteile hierarchischer Datenbanken

Hierarchischer Datenbanken sind gut für Daten geeignet, die nicht nur in hierarchischer Struktur vorliegen, sondern auch fast ausschließlich in dieser Form gebraucht werden. Sprich: Wenn selten bis nie gezielt nach den Blättern und untergeordneten Knoten des Baumes gefiltert wird, sondern der Anwendungsfall einen Pfad von der Wurzel bis zum Blatt vorsieht, kann eine hierarchische Datenbank sehr effizient sein.

Derart strukturierte Daten erlauben schnelle Zugriffe auch bei großen Datenmengen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus den strengen formalen Vorgaben des Datenbankmodells. Es ist z. B. nicht möglich, eine Information ohne formal korrekte Beziehungen einzufügen. Das kann unter anderem dazu beitragen, die Datenintegrität zu wahren.

Nachteile hierarchischer Datenbanken

  • Der Umgang mit hierarchischen Daten setzt voraus, dass man die Strukturen genau kennt. Bei umfangreichen Strukturen kann das bedeuten, dass die verwobenen Relationen der hierarchischen Datenbank nur mit viel Mühe und Zeit für Neuankömmlinge verständlich werden. Grobe Fachkenntnisse der abgebildeten Materie sind häufig zwingend erforderlich.
  • Der alltägliche Umgang mit der Datenbank kann für Entwickler im Vergleich zu moderneren Technologien unbequem sein. Der Zugriff auf die Daten erfolgt immer über die Wurzel der jeweiligen Struktur und wird damit umständlich.
  • Alle Relationen müssen in einem auf Hierarchien basierenden System exakt und eindeutig definiert werden.
  • Jeder Satz hat eine festgelegte Anzahl an Beziehungen. Ein Knoten oder Blatt hat z. B. immer nur genau einen Vorgänger. Das limitiert die Möglichkeiten der Datenmodellierung.
  • Änderungen an der Struktur sind kaum praktikabel und nur unter sehr hohem Aufwand möglich; schlimmstenfalls müsste die gesamte Struktur der Datenbank verändert werden.

Hierarchische Datenbanken in der Praxis

Hierarchische Daten spielen nach wie vor eine wichtige Rolle. Immerhin kommen in der Realität alltäglich solche Strukturen vor, die es gilt, in Software abzubilden. Heute findet man hierarchische Datenbanken jedoch nur noch selten im praktischen Einsatz. Klassische hierarchische Datenbanken finden sich häufig nur noch in Legacy Systemen. Ein Beispiel für eine solche Datenbanktechnologie ist IMS DB von IBM.

Ein weit gängigeres Beispiel für hierarchische Datenspeicherung ist XML. Das Format wurde erstmals 1998 veröffentlicht und ist auch heute noch für verschiedenste Zwecke im Einsatz. In vielen Szenarien wird jedoch inzwischen nach Möglichkeit versucht, die starre Technologie durch modernere, flexiblere Optionen abzulösen. Das erleichtert Entwicklern den Umgang mit den Daten.

Ein Vorteil an XML ist, dass das Format sowohl von Maschinen als auch von Menschen lesbar ist. Ein weiterer Vorteil ist die unkomplizierte Speicherung als Textdatei. Es sind viele Anwendungsfälle denkbar, wo diese Faktoren noch immer wünschenswert sind.

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