Datenbankmanagementsystem

Roland Gabriel

Datenbankmanagementsysteme als Kernkomponente eines Datenbanksystems erfüllen vielfältige Aufgaben zur Entwicklung und Nutzung eines Datenbanksystems. Sie stellen eine Datenmanipulationssprache, Datendefinitionssprache und ein Datenwörterbuch zur Verfügung. Von den verschiedenen Ausprägungen eines Datenbanksystems kommen in den betrieblichen Anwendungen insbesondere relationale und auch non-relationale Datenbankmanagementsysteme (NoSQL-Systeme) [Weber et al. 2022, S. 155ff.; Gehring, Gabriel 2022, S. 830ff.] zum Einsatz.

Aufgaben

Ein Datenbankmanagementsystem bzw. Data Base Management System (DBMS) ist die Systemsoftware eines Datenbanksystems (DBS) und damit neben der Datenbank, in der die Daten gespeichert werden, und der Datenbankkommunikationsschnittstelle bzw. Benutzungsschnittstelle eine der Kernkomponenten eines Datenbanksystems (DBS) [Gabriel, Röhrs 1995, S. 256]. Alternativ wird ein Datenbankmanagementsystem auch als Datenbankverwaltungssystem (DBVS) bezeichnet. Ein DBMS übernimmt Aufgaben, die einerseits die Verwaltung, Steuerung und Kontrolle der in einer Datenbank vorgehaltenen Daten zum Ziel haben und andererseits die Steuerung des Datenzugriffs über die Kommunikationsschnittstelle, so z. B. über eine DB-Sprache, betreffen [Rob, Coronel 2007, S. 6ff.]. Damit erfüllt ein DBMS Aufgaben, die klassischerweise von Betriebssystemen erbracht werden, die ein DV-System steuern und kontrollieren. Im Einzelnen umfasst die Funktionalität eines DBMS:

• die Durchführung der Datenspeicherung,

• die Verwaltung der Daten auf Basis des zugrunde gelegten Datenmodells. Dazu gehört beispielsweise die Definition von Attributen und Datentypen, die Bereitstellung von Suchfunktionen etc.,

• die Durchführung lesender und schreibender Datenzugriffe über definierte Datenbankoperationen,

• die Gewährleistung des Mehrbenutzerzugriffs auf die Daten über eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle bzw. Sprache,

• die „optimale“ Ausnutzung des vorhandenen Speichers und den „optimalen“ Zugriff auf die Daten über effiziente Zugriffspfade und Indizes,

• die Gewährleistung der Datensicherheit und des Datenschutzes.

Komponenten

Während ein DBMS die oben beschriebenen Funktionen erfüllt, erfolgt die Verarbeitung der Daten durch diverse Anwender und Anwendungsprogramme, die über die Kommunikationsschnittstelle mittels einer Benutzersprache (z.B. SQL) auf die Daten des DBS zugreifen und diese verändern können [Hansen, Mendling, Neumann 2019, S. 462f.]. Damit sich die Daten erstellen, manipulieren und auswerten lassen, stellen DBMS folgende Komponenten zur Verfügung [Laudon, Laudon, Schoder 2016, S.274ff.]:

• Datendefinitionssprache: Mit Hilfe einer Datendefinitionssprache bzw. Data Definition Language (DDL) als Teil einer Benutzersprache wird die Struktur des Datenbankinhalts angelegt [Gabriel, Röhrs 2003, S. 78ff. ; Rob, Coronel 2007, S. 216ff.]. Mit der DDL lassen sich alle Objekte erzeugen, verändern und löschen, die in der Datenbank zum Einsatz kommen sollen. Relationen, Indizes, Referenzen oder Benutzerrechte stellen derartige Objekte einer Datenbank dar.

• Datenmanipulationssprache: Eine Datenmanipulationssprache bzw. Data Manipulation Language (DML) als weiterer Teil einer Benutzersprache ermöglicht die Bearbeitung der in einer Datenbank enthaltenen Daten. Der Befehlsumfang umfasst Operationen, mit denen sich Daten einfügen, ändern, auslesen oder löschen lassen [Gabriel, Röhrs 2003, S. 64ff. ; Rob, Coronel 2007, S. 230ff.].

• Datenwörterbuch: Das Datenwörterbuch bzw. Data Dictionary stellt eine weitere Komponente eines DBMS dar. Ein Data Dictionary enthält alle Informationen über die in der Datenbank gespeicherten Daten [Gehring, Gabriel 2022, S. 806ff.]. Derartige Daten, die auch als Metadaten bezeichnet werden, liefern zum einen Angaben über die inhaltliche Bedeutung der gespeicherten Daten. Zum andern informieren die Metadaten über die physische Repräsentation und die Autorisierung zur Nutzung der Daten.

Ausprägungen

Das DBMS wird je nach Anwendungsbereich auf einem PC bzw. einer Workstation oder einem Server installiert und konfiguriert. Mit der Entscheidung für ein DBMS fällt auch die Wahl des entsprechenden Datenmodells, das der zu unterstützenden DB-Anwendung zugrunde liegen soll. Als potenzielle Ausprägungen eines Datenbankmodells stehen netzwerkorientierte, hierarchische, relationale, non-relationale, objektorientierte, objekt-relationale und multidimensionale Datenbankschemata zur Verfügung [Rob, Coronel 2007, S. 32ff.].

Vor dem Hintergrund der anhaltenden Bedeutung des relationalen Datenmodells werden heute nach wie vor überwiegend relationale DBMS betrieben. Hierzu hat sich in den vergangenen Jahren neben den diversen kommerziellen Produkten, die von Herstellern wie z. B. IBM, Microsoft oder Oracle produziert und vertrieben werden, ein wachsendes Interesse an Open Source-DBMS herauskristallisiert. Objektorientierte DBMS, die sich an den Konzepten des objektorientierten Paradigmas orientieren, sowie objekt-relationale DBMS, die eine Zwischenform relationaler und objektorientierter DBMS darstellen, spielen zur Verarbeitung komplex strukturierter Daten, d. h. von Daten und Texten mit Bildern, Videosequenzen und Sprache, im Rahmen von Multimediaanwendungen oder Wissensbasierten Systemen eine Rolle [Gabriel, Röhrs 2003, S. 328ff.]. Neben diesen Ausprägungen eines DBMS haben sich in den vergangenen Jahren multidimensionale DBMS durchgesetzt, die insbesondere zur Gestaltung von Data Warehouse-Anwendungen genutzt werden. Ziel dieser Anwendungen ist es, eine flexible und schnelle Analyse multidimensional modellierter Daten zu ermöglichen.

Literatur

Gabriel, Roland ; Röhrs, Heinz-Peter: Gestaltung und Einsatz von Datenbanksystemen – Data Base Engineering und Datenbankarchitekturen. Berlin, Heidelberg : Springer, 2003.

Gabriel, Roland ; Röhrs, Heinz-Peter: Datenbanksysteme: Konzeptionelle Datenmodellierung und Datenbankarchitekturen. 2. Auflage. Berlin, Heidelberg : Springer, 1995.

Gehring, Hermann; Gabriel, Roland: Wirtschaftsinformatik, Wiesbaden: Springer Gabler 2022

Hansen, Hans Robert; Mendling, Jan; Neumann, Gustaf: Wirtschaftsinformatik, 12. Auflage, Berlin, Boston: De Gruyter, Oldenbourg 2019

Laudon, Kenneth C.; Laudon, Jane P.; Schoder, Detlef: Wirtschaftsinformatik, 3. Auflage, Halbergmoos: Pearson 2016

Rob, Peter ; Coronel, Carlos: Database Systems: Design, Implementation and Management. Seventh Edition. Boston, MA : Course Technology 2007.

Weber, Peter; Gabriel, Roland; Lux, Thomas; Menke, Katharina: Basiswissen Wirtschaftsinformatik, 4. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg 2022