Datenbanken – Grundlagen einfach erklärt

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Hast du dich auch schonmal gefragt, was Datenbanken sind und wozu man sie benötigt? In diesem Beitrag erkläre ich dir auf einfache Weise die Grundlagen zum Thema Datenbanken, sprich was Datenbanken sind und wozu man sie braucht. Außerdem gehe ich auf eine Art von Datenbanken genauer ein. Nämlich die relationalen Datenbanken. Am Ende erkläre ich dir noch den Begriff SQL – Structured Query Language, der oft im Zusammenhang mit Datenbanken auftaucht.

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Was bedeutet der Begriff Daten?

Zuerst einmal müssen wir wissen, was überhaupt Daten sind. In der Informatik sind Daten gewisse Informationen, die unterschiedliche Formate aufweisen können. Das können Zahlen, Texte, Bilder oder logische Verknüpfungen sein. Jeder von uns kennt Daten, also Informationen, über sich selbst: Name, Alter, Adresse, etc.

Nehmen wir mal die Zahl 23. Diese Zahl könnte alles mögliche bedeuten. Ohne Kontext bringt uns diese Zahl keine Information. Denken wir an ein Unternehmen, das gewisse Produkte verkauft, dann könnte die Zahl beispielsweise das Alter eines Mitarbeiters sein. Die Zahl könnte aber auch die Menge eines gekauften Produkts bedeuten oder die Hausnummer einer Adresse.

Wir merken also, dass wir einen Kontext, eine gewisse Information brauchen um mit der Zahl 23 etwas anfangen zu können. Wenn wir diese Zusatzinformation haben, dann gehört die Zahl 23 zu den Daten.

Wir merken uns:

Daten sind** Zeichenketten plus zugehörige Informationen.

**Wie bereits gesagt, könnten auch Bilder zu den Daten gehören. Aber wir stellen uns erstmal der Einfachheit halber vor, Daten bestehen aus Zeichenketten wie Zahlen, Texten oder Wörter.


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Was sind Datenbanken?

Stell dir mal vor wie viele Daten die Suchmaschine Google beispielsweise speichern muss, damit bei einer Suchanfrage wirklich alle relevanten Websites angezeigt werden. Die Daten müssen nicht nur zur Suche passen, sonder auch schnell gefunden werden. Allein der Gedanke an diese große Menge von Daten, die man im Internet finden kann, zeigt uns, dass Daten eine sehr große Rolle in unserem Leben, im Internet und in der Wirtschaft spielen.

Der Begriff Datenbank beschreibt also die Art und Weise, wie Daten, die miteinander zusammenhängen, gespeichert und verwaltet werden.

Angenommen in einem großen Unternehmen werden unzählige Produkte verkauft und das Unternehmen will die Daten, sprich gewisse Informationen, über die Produkte des Unternehmens sinnvoll speichern. Sinnvoll heißt, möglichst effizient und niemand Unbefugtes soll auf die Daten Zugriff haben.

Man will die Informationen schnell finden, eventuell neue Informationen speichern und den Überblick behalten. Außerdem sollen Daten, die etwas miteinander zu tun haben in einer gemeinsamen Kategorie wieder zu finden sein. Man sagt dann auch diese Daten stehen in Relation zueinander.

Wie funktioniert also dieses optimale und effiziente Speichern und Verwalten von Massen von Daten? Das ist gar nicht so einfach. Deshalb kommen sogenannten Datenbanken ins Spiel.

Es gibt viele Möglichkeiten Daten in einer Datenbank zu speichern. Die häufigste Art von Datenbanken sind die sogenannten relationalen Datenbanken.

Relationale Datenbanken: Grundlagen

Innerhalb einer Datenbank sind Daten in verschiedenen Relationen gespeichert. Das sind Tabellen, die gewisse Eigenschaften aufweisen.

Also wir merken uns: Tabellen in einer Datenbank heißen Relationen.

Erstmal ist also das Wort Relation nur ein anderer Begriff für Tabelle. Das macht auch Sinn, wenn wir an die Daten eines großen Unternehmens denken. Eine Tabelle könnte zum Beispiel alle Produkte umfassen und diese stehen in einem Zusammenhang, also in Relation.

Das heißt in der gleichen Tabelle werden Daten gesammelt, die ähnliche Eigenschaften haben. Eine Tabelle könnte alle Mitarbeiter und deren Adresse beinhalten, eine weitere alle Kunden und deren Bestellungen. Würde man einfach alle Daten in eine gemeinsame Tabelle werfen, auch wenn sie nichts miteinander zu tun haben, dann wäre das nicht sehr nützlich.

Wenn ich in diesem Beitrag „Datenbanken“ schreibe, dann meine ich damit ab jetzt immer relationale Datenbanken. Also Datenbanken in denen die Daten, wie beschrieben, in Relationen (Tabellen) gespeichert sind. Es gibt auch andere Möglichkeiten, die allerdings weniger bekannt und verbreitet sind.

Wer die Grundlagen zum Thema Datenbanken beherrschen will, sollte folgende Fragen ab jetzt beantworten können. Was sind Daten? Wozu benötigt man Datenbanken? Was bedeutet der Begriff „Datenbank“ und „relationale Datenbank“?


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Relationale Datenbanken: Attribute und Keys einfach erklärt

Die Grundlagen von Datenbanken versteht man am besten, wenn man sich alles an einem Beispiel durchgeht. Deshalb schauen wir uns mal die folgende Einfache Relation (Tabelle) an.

Die Tabelle zeigt eine Reihe von Produkten und deren Eigenschaften.

Die Relation zeigt Produkte einer Firma und einige wichtige Eigenschaften dieser. Die verschiedenen Daten haben unterschiedliche Formate. Es gibt Zahlen, Text und Daten (hier im Sinne des Plurals von Datum).

Wenn du wissen willst, wie du diese Tabelle in deinem Datenbankprogramm mithilfe von SQL erstellst, dann schaue diesen Artikel hier an.
Die erste Zeile zeigt uns welche Eigenschaften überhaupt für jedes Produkt gespeichert werden. Diese Eigenschaften nennt man in diesem Kontext Attribute.

Die Tabelle zeigt eine Reihe von Produkten und deren Eigenschaften. Die erste Zeile beinhaltet die Attribute.

Ganz besonders wichtig ist auch die einzelnen Produkte auseinander zu halten. Hier ist die erste Spalte interessant.

Die Tabelle zeigt eine Reihe von Produkten und deren Eigenschaften. Die erste Spalte beinhaltet den Key (Schlüssel)

Die erste Spalte habe ich mit Key markiert. Warum? Weil diese Zahl der Schlüssel ist um ein gewisses Produkt schnell zu finden.

Wichtig ist: Der Key muss eindeutig sein für jede Zeile.

Also jedes Produkt bekommt genau eine Nummer zugeordnet. Wir haben hier als Key also das Attribut „Produkt-Nr.“ gewählt.

Schauen wir uns das Attribut „Anzahl auf Lager“ an. Dann sehen wir, dass Produkt 1 und Produkt 2 genau gleich oft im Lager vorrätig sind. Das ist kein gutes Kriterium um ein Produkt wiederzufinden.

Außerdem darf in der Keyspalte nie eine Null vorkommen. Das ist ein weiterer Grund, warum das Attribut „Anzahl auf Lager“ ungeeignet ist als Key.

Man spricht von einem Key der die beiden oben genannten Eigenschaften (eindeutig und keine Null) erfüllt von einem Primärkey. Näheres dazu in einem kommenden Beitrag.

Wenn es keine Spalte gibt, die als sinnvoller Key gewählt werden kann, dann ist es möglich einfach eine Spalte vorne dranzuhängen, die alle natürlichen Zahlen ab 1 aufwärts enthält und somit „künstlich“ einen Key zu erwirken.


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SQL – Structured Query Language

Wie bereits erwähnt können wir Daten in einer Datenbank in verschiedenen Relationen speichern und die Daten darin verwalten. Aber wie genau läuft das ab? Was kann man denn überhaupt alles machen mit den Relationen einer Datenbank?

Für das Verwalten von Datenbanken braucht man eine besondere Sprache. Am häufigsten wird SQL verwendet. Die Abkürzung steht für „Structured Query Language“ und bedeutet auf deutsch so viel wie „strukturierte Abfragesprache“. Wie schon erwähnt versucht man irgendwas aus seiner Menge an Daten abzufragen und möchte das Ganze eben strukturiert tun und nicht im völlig Datenchaos landen.

SQL ist also eine Datenbanksprache zum Arbeiten in Datenbanken.

Damit kann man bestimmte Daten aus einer Datenbank abfragen oder ergänzen, Elemente löschen, speichern oder überschreiben. Neue Relationen anlegen, aber auch verschiedene Schlüssel zuweisen, Rechte verwalten und Vieles mehr.

Als Beispiel erfährst du in diesem Beitrag hier, wie du mit SQL eine Tabelle bzw. Relation erstellst. Mit allgemeinem Code und Beispiel.


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Ich hoffe der Beitrag hat dir eine einfach Erklärung für die Grundlagen zum Thema Datenbanken und SQL gegeben. In kommenden Beiträgen werde ich noch genauer auf SQL-Server, Datenbankmanagementsysteme (DBMS), verschiedene Keys und viele andere spannende Dinge eingehen.

Die Inhalte sind nach bestem Wissen und Gewissen verfasst und wissenschaftlich recherchiert. Die Informatik ist eine spannende und sehr junge Wissenschaft, die sich ständig ändert. Also müssen wir uns mitentwickeln und unsere Inhalte immer wieder auf Aktualität prüfen. Die hier genannten Inhalte findest du in dem Buch Inside Relational Databases von Mark Whitehorn und Bill Marklyn.


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