Datenmodell

Jedem Datenbanksystem liegt ein ganz bestimmtes Datenmodell zugrund e, das die Beziehungen zwischen Entities beschreibt. Entities sind dabei Dinge der realen Welt, z. B. Artikel, Aufträge, Rechnungen. Die Zusammenfassung aller gleichartigen Entities heißt EntityTyp. Man unterscheidet zwischen hierarchischem Datenmodell, Netzwerkmodell und Relationenmodell. Das hierarchische Datenmodell, Entwicklungsgrundlage der ersten Datenbanksysteme, läßt nur die Darstellung von l:nBeziehungen zu, d. h. zu einem Entity eines Typs können mehrere Entities eines anderen Typs gehören, z. B. kann ein Auftrag mehrere Artikel beinhalten. Eine DatenSchreibung, die auf der Grundlage des hierarchischen Datenmodells erstellt ist, muß folgende Bedingungen erfüllen: ja) Es gibt genau einen EntityTyp,der sich auf der obersten Hier archiestufe befindet.
b) Jeder EntityTyp, der sich nicht auf der obersten Hierarchiestufe befindet, hat genau einen Vorgänger. In netzwerkorientierten Datenmodellen sind alle möglichen Beziehungen zwischen den EntityKlassen zugelassen. Der Artige Modelle werden von der CODASYLGruppe vorgeschlagen (Conference on Data Systems £anguages). Es wird insbesondere Bedingung (b) für das hierarchische Datenmodell aufgehoben. Eine EntityKlasse kann sowohl mehrere Vorgänger als auch mehrere Nachfolger haben. Es ist damit nicht mehr erforderlich, daß sich auf der obersten Hierarchiestufe nur ein EntityTyp befinden darf. Viele verbreitete Datenbanksysteme beruhen auf dem Netzwerkmodell. Das Relationenmodell basiert auf einer mengentheoretischen Betrachtung. Ein Entity wird durch eine Attributkombination beschrieben. Der EntityTyp stellt eine Relation dar. Somit entstehen Tabellen, deren Zeilen die Entities mit ihren Attributkombinationen beinhalten. Alle Eintragungen in der gleichen Spalte sind Ausprägungen des gleichen Attributtyps. Bei Realisierung des Relationenmodells in einem Datenbanksystem braucht der Benutzer zum Datenzugriff keine Information über unter oder übergeordnete Entities. Neuere Datenbanksysteme basieren häufig auf dem Relationenmodell.

Jedem Datenbanksystem liegt ein bestimmtes Datenmodell zugrunde, das die Beziehungen zwischen entities beschreibt. Eine entity ist dabei ein real existierendes oder die Unternehmung interessierendes Objekt (z.B. Kunde Maier, Rechnung 3740). Die eine entity beschreibenden Eigenschaften werden als Attribute (z.B. Attributwerte Maier, Müller) bezeichnet; die Zusammenfassung gleichartiger entities nennt man entity-Typ (z.B. entitytyp: KUNDE).

(1) Entwicklungsgrundlage der ersten Datenbanksysteme bildete das hierarchische Datenmodell. Von seinen Eigenschaften her entspricht es einer Baumstruktur in der Graphentheorie. Es sind nur 1: n Beziehungen zugelassen, d. h. zu einem entity eines Typs können mehrere entities eines anderen gehören (z. B. wird eine Abteilung mehrere Mitarbeiter umfassen). Wegen der restriktiven l:n Beziehung kann aber ein Mitarbeiter nicht mehreren Abteilungen zugeordnet werden. Eine Datenbeschreibung, die auf der Grundlage des hierarchischen Datenmodells erstellt ist, muss zwei Anforderungen erfüllen: • Es gibt genau einen entity-Typ auf der obersten Stufe. • Jeder entity-Typ, der nicht auf der obersten Hierarchiestufe angesiedelt ist, hat genau einen Vorgänger. Probleme treten bei diesem Modell auf, wenn Datenbeziehungen der Art m: n abgebildet werden sollen. Eine redundanzfreie Speicherung ist hier nicht möglich. Eine m:n Beziehung muss in zwei 1: n Beziehungen aufgespalten werden, die durch einen sog. Verbindungssatz (Redundanz!) verknüpft sind.

(2) Insb. die zweite Bedingung des hierarchischen Modells fällt im Netzwerkmodell weg. Es sind beliebige Einstiegspunkte (nicht nur auf der obersten Ebene) in die Datenbank möglich. In netzwerkorientierten Datenmodellen sind alle möglichen Beziehungen zwischen den entity-Typen zugelassen. Ein entity kann sowohl mehrere Vorgänger als auch mehrere Nachfolger haben. Viele der heute verbreiteten Datenbanksysteme beruhen auf dem Netzwerkmodell.

(3) Das Relationenmodell basiert auf einer mengentheoretischen Betrachtung. Hierbei werden die entities durch eine Kombination von Attributen beschrieben. Der zugehörige entity-Typ stellt eine Relation dar, wobei die Relationen i.d.R. in Tabellenform angelegt werden. Die Eintragungen in einer Spalte der Tabelle sind Ausprägungen desselben Attributtyps. Um möglichst einfache Relationen zu erhalten, wurde für diese Art von Modell ein formalisierter Zerlegungsprozess entwickelt (Normalisierungsprozess).

Ein Datenmodell ist ein Beschreibungsmechanismus, mit dessen Hilfe die Daten, die in einem gewissen Anwendungszusammenhang benötigt werden und die infolgedessen in einem Datenbankschema zusammengefasst werden sollen, spezifiziert werden können. Zu einem Datenmodell gehört zunächst einmal eine Menge von elementaren Datentypen (wie z.B. Zahlen, Zeichenreihen oder Wahrheitswerte), aus denen die mit einem Datenbankschema zu beschreibenden Daten zusammengesetzt sein dürfen; darüber hinaus umfasst ein Datenmodell sämtliche Regeln, nach denen aus diesen elementaren Datentypen Datenobjekte des jeweiligen Datenmodells gebildet werden dürfen. Streng genommen, gehören zu einem Datenmodell auch noch eine Menge von Operationen, die auf elementare und nicht-elementare Datenobjekte in einer Datenbank anwendbar sind und dazu dienen, Teildatenobjekte dieser Datenobjekte zu extrahieren oder zu manipulieren. Siehe auch Datenbanksysteme (mit Literaturangaben).

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