Mittwoch, 2025-07-09_Datenbanken_POG¶
Datenbanken – Grundlagen¶
Thema: Datenbank-Grundlagen, Relationale Modelle, ER-Modell, Normalisierung
Art: Unterricht / Mitschrift
Quelle: Unterricht am BFW Mühlenbeck (POG)
- https://fi-wiki.de/
- Tests mit Stift und Papier
Definition und Zweck von Datenbanken¶
- Eine Datenbank ist eine strukturierte Sammlung von Daten zu einem bestimmten Thema oder Zweck.
- Sie ermöglicht zugriffsgesteuerten Zugriff auf gespeicherte Daten.
- Sie gewährleistet Datensicherheit und kontrollierte Manipulation.
- Relationale Datenbanken verhindern Redundanzen und sichern die Datenkonsistenz.
Relationale vs. NoSQL-Datenbanken¶
Relationale Datenbanken (RDBMS)¶
- Speicherung in Tabellen mit festen Strukturen
- Arbeiten mit Primär- und Fremdschlüsseln
- Geeignet für klar strukturierte Daten mit festen Beziehungen
- Beispiele:
- MySQL
- MariaDB
- PostgreSQL
- Oracle
NoSQL-Datenbanken¶
- Flexible, nicht-tabellarische Modelle
- Geeignet für große, unstrukturierte oder stark skalierende Datenmengen
Typen:
- Dokumentenbasiert (z. B. MongoDB)
- Key-Value (z. B. Redis)
- Graphdatenbanken (z. B. Neo4j)
Zentrale Begriffe im relationalen Modell¶
-
Entität: Reales Objekt oder Konzept
Beispiel: Kunde, Bestellung, Produkt -
Attribut: Eigenschaft einer Entität
Beispiel: Name, E-Mail, Geburtsdatum -
Relation: Beziehung zwischen Entitäten
Realisiert über Primär- und Fremdschlüssel -
Datensatz (Tupel): Eine Tabellenzeile
Relationales Modell¶
- Daten werden in Tabellen organisiert
- Primärschlüssel (PK):
- Eindeutige Identifikation eines Datensatzes
- Fremdschlüssel (FK):
- Verweis auf PK einer anderen Tabelle
- Stellt Beziehung zwischen Tabellen her
Kardinalitäten¶
1:1 (Eins-zu-Eins)¶
- Eine Entität gehört genau zu einer anderen
Beispiel: Mitarbeiter – Firmenlaptop
1:N (Eins-zu-Viele)¶
- Eine Entität kann mehrere andere besitzen
Beispiel: Kunde – Bestellungen
N:M (Viele-zu-Viele)¶
- Viele Entitäten stehen zu vielen anderen in Beziehung
Beispiel: Teilnehmer – Kurse
→ Lösung: Zwischentabelle mit beiden Fremdschlüsseln
ER-Modell (Entity-Relationship-Modell)¶
Grafische Darstellung der Datenstruktur.
Elemente:
- Rechtecke: Entitäten
- Ellipsen: Attribute
- Rauten: Beziehungen
- Linien: Verbindungen
- Zahlen: Kardinalitäten
Beispielstruktur¶
Entität: kunde - k_id (PK) - nachname - geb_datum
Entität: bestellung - b_id (PK) - datum
Beziehung: Ein Kunde hat mehrere Bestellungen (1:n).
Warum Datenbanken wichtig sind¶
- Strukturierte Speicherung großer Datenmengen
- Sicherstellung der Datenintegrität
- Schneller Zugriff auf Informationen
- Zugriffskontrolle und Rechteverwaltung
Schritte der Datenbank-Modellierung¶
- Anforderungsanalyse
- Konzeptionelle Modellierung (ER-Modell)
- Logische Modellierung (Tabellen)
- Physische Modellierung (DBMS-Implementierung)
Normalisierung¶
Optimierung der Tabellenstruktur zur Vermeidung von Redundanzen und Anomalien.
- 1NF: Nur atomare Werte
- 2NF: Keine partiellen Abhängigkeiten
- 3NF: Keine transitiven Abhängigkeiten