Datenbanken Grundlagen und Organisation

Datenbank

Eine organisierte Sammlung von Daten, die gespeichert, verwaltet und abgefragt werden kann.

DBMS (Datenbankmanagementsystem)

Eine Software zur Verwaltung, Steuerung und Abfrage einer Datenbank.

DBS (Datenbanksystem)

Ein Gesamtsystem, das aus der Datenbank und dem Datenbankmanagementsystem (DBMS) besteht.

Persistenz

Die Eigenschaft von Daten, dauerhaft gespeichert zu bleiben, auch wenn das ausführende Programm beendet wird.

Konsistenz

Der Zustand von Daten, zu jedem Zeitpunkt korrekt, widerspruchsfrei und gültig zu sein.

Nachvollziehbarkeit

Die Eigenschaft, dass Datenänderungen und Verarbeitungsvorgänge im System nachträglich lückenlos rekonstruiert werden können.

Revisionssichere Verarbeitung

Eine Verarbeitung und Protokollierung von Daten, die extern überprüfbar ist und unbemerkte Manipulationen ausschließt.

Strukturierte Daten

Daten, die einem fest definierten, starren Schema folgen, beispielsweise Tabellen mit festgelegten Spalten.

Semistrukturierte Daten

Daten mit erkennbaren Strukturmerkmalen, bei denen Felder flexibel sein oder fehlen können (z. B. JSON oder XML).

Unstrukturierte Daten

Daten ohne fest vorgegebenes tabellarisches Format oder Schema, wie etwa Fotos, Videos oder freie Texte.

Metadaten

Strukturierte Angaben, die den Inhalt, Kontext oder Merkmale anderer Daten beschreiben (z. B. Feldnamen, Dateigröße, Zeitstempel).

Data Lake

Ein zentraler Speicherort, der große Mengen vielfältiger Rohdaten in strukturierter, semistrukturierter und unstrukturierter Form vorhält.

Schema-on-Write

Ein Speicheransatz, bei dem Datenstrukturen und Validierungsregeln vor oder während des Schreibens erzwungen werden (typisch für relationale Datenbanken).

Schema-on-Read

Ein Ansatz, bei dem Daten zunächst flexibel im Rohformat gespeichert und erst beim Auslesen oder Auswerten interpretiert werden.

Relation

Der formale Begriff für eine zweidimensionale Tabelle mit Zeilen und Spalten im relationalen Datenmodell.

Attribut

Eine spezifische Spalte bzw. Eigenschaft innerhalb einer relationalen Tabelle.

Datensatz (Tupel)

Eine Zeile innerhalb einer Tabelle, die einen konkreten Einzelfall oder ein Objekt abbildet.

Domäne

Der definierte Wertebereich, der festlegt, welche Werte für ein bestimmtes Attribut zulässig sind.

VARCHAR

Ein relationaler Datentyp für Zeichenketten variabler Länge bis zu einer festgelegten Höchstgrenze.

DECIMAL

Ein numerischer Datentyp für Festkommazahlen mit exakter Genauigkeit, häufig genutzt für Währungsbeträge.

BLOB (Binary Large Object)

Ein Datentyp zur Ablage großer unstrukturierter Binärdaten wie Bilder, Audiodateien oder Dokumente.

NULL

Ein spezieller Kennzeichner dafür, dass ein Feldwert fehlt, unbekannt ist oder nicht zutrifft (keine 0 und kein Leertext).

Prüfung auf NULL in SQL

Die Verwendung der speziellen Ausdrücke IS NULL bzw. IS NOT NULL anstelle des Gleichheitsoperators.

Hierarchische Datenbank

Ein Datenbanksystem, das Datensätze in einer strengen, baumartigen Eltern-Kind-Struktur anordnet.

Dokumentenorientierte Datenbank

Ein NoSQL-Datenbanksystem, das Daten als strukturierte Einheiten (Dokumente, meist in JSON oder BSON) speichert.

Normalisierung

Das schrittweise Zerlegen von Tabellen, um Redundanzen zu minimieren und relationale Anomalien zu vermeiden.

Datenredundanz

Die mehrfache, überflüssige Speicherung derselben Information im selben System.

Änderungsanomalie

Widersprüche, die entstehen, wenn identische, mehrfach gespeicherte Daten nicht an allen Stellen gleichzeitig aktualisiert werden.

Einfügeanomalie

Das Problem, dass ein neuer Datensatz nicht erfasst werden kann, weil zwingend gekoppelte Zusatzinformationen noch fehlen.

Löschanomalie

Der unbeabsichtigte Verlust fachlicher Informationen beim Löschen eines übergeordneten Datensatzes.

Erste Normalform (1NF)

Zustand einer Tabelle, in dem alle Attributwerte atomar (unteilbar) vorliegen und keine Wiederholungsgruppen oder Wertelisten in Feldern existieren.

Zweite Normalform (2NF)

Zustand einer Tabelle, in dem 1NF erfüllt ist und jedes Nichtschlüsselattribut voll funktional vom gesamten Primärschlüssel abhängt.

Dritte Normalform (3NF)

Zustand einer Tabelle, in dem 2NF erfüllt ist und kein Nichtschlüsselattribut transitiv vom Primärschlüssel abhängt.

Primärschlüssel

Ein Attribut oder eine Attributkombination, die jeden Datensatz innerhalb einer Tabelle unverwechselbar identifiziert.

Fremdschlüssel

Ein Attribut in einer Relation, das auf den Primärschlüssel einer anderen Relation verweist und so Beziehungen herstellt.

Surrogatschlüssel

Ein künstlich erzeugter, inhaltsleerer Primärschlüssel (z. B. eine fortlaufende ID), der unabhängig von Geschäftsdaten stabil bleibt.

Technische Umsetzung einer 1:n-Beziehung

Die Platzierung des Fremdschlüssels in der Tabelle auf der n-Seite (der abhängigen Seite).

Technische Umsetzung einer n:m-Beziehung

Die Verwendung einer zusätzlichen Verbindungstabelle (Junction Table), die die Fremdschlüssel beider Tabellen vereint.

Referenzielle Integrität

Eine Konsistenzregel, die verlangt, dass Fremdschlüssel nur auf tatsächlich existierende Primärschlüsseleinträge verweisen dürfen.

Historisierung (Gültigkeitsperiode)

Die zeitliche Eingrenzung von Datensätzen mittels Attributen wie valid_from und valid_to zur Nachverfolgung vergangener Zustände.

CRUD

Akronym für die vier Kernoperationen persistenter Speicher: Create (Erstellen), Read (Lesen), Update (Aktualisieren) und Delete (Löschen).

DDL (Data Definition Language)

Die Teilmenge von SQL zur Strukturdefinition von Datenbankobjekten (z. B. CREATE, ALTER, DROP).

DML (Data Manipulation Language)

Die Teilmenge von SQL zur Abfrage und Modifikation von Tabelleninhalten (z. B. SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE).

DCL (Data Control Language)

Die Teilmenge von SQL zur Vergabe und Entziehung von Benutzerberechtigungen (z. B. GRANT, REVOKE).

Transaktionslog (Datenbank-Log)

Ein sequenzielles Protokoll aller Systemänderungen, das zur Fehlerbehebung und Wiederherstellung (Recovery) dient.

Before Image und After Image

Die protokollarische Erfassung des exakten Datenzustands direkt vor bzw. unmittelbar nach einer Modifikation.

Sperre (Lock)

Ein Kontrollmechanismus des DBMS, der gleichzeitige Zugriffe auf dieselben Daten regelt, um Inkonsistenzen bei Nebenläufigkeit zu verhindern.