Datenbanksysteme

Lernfokus

Trainiere relationale Grundlagen, Schlüssel, SQL-Begriffe und sicheren Betrieb.

• Tabellen, Datensätze und Schlüssel verstehen.
• SQL-Grundoperationen einordnen.
• Backup, Rechte und Datenschutz berücksichtigen.

Relationale Datenbank: Tabellen und Datensätze

Eine relationale Datenbank speichert Daten in Tabellen (auch Relationen genannt). Jede Tabelle besteht aus Zeilen und Spalten und enthält gleichartige Informationen, zum Beispiel eine Tabelle für Kunden und eine weitere für Bestellungen. Verwaltet wird das Ganze von einem DBMS (Datenbankmanagementsystem) wie MySQL, MariaDB oder PostgreSQL.

• Tabelle (Relation): strukturiert Daten in Zeilen und Spalten.
• Datensatz (Zeile/Tupel): beschreibt genau ein Objekt, z. B. einen Kunden.
• Attribut (Spalte/Feld): beschreibt eine Eigenschaft, z. B. Nachname.
• DBMS: Software, die Daten, Zugriffe, Transaktionen und Rechte verwaltet.

Beispiel einer Tabelle Kunde: Spalten KundenID, Name, Ort; eine Zeile wie (1, "Meier", "Köln") ist ein Datensatz.

Primär- und Fremdschlüssel

Schlüssel sorgen dafür, dass Datensätze eindeutig sind und Tabellen sauber miteinander verknüpft werden können.

• Primärschlüssel (PK): identifiziert jeden Datensatz einer Tabelle eindeutig, ist nie leer (NULL) und kommt nur einmal vor, z. B. KundenID.
• Fremdschlüssel (FK): verweist auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle und stellt so die Beziehung her, z. B. KundenID in der Tabelle Bestellung.

Merksatz: Der Primärschlüssel identifiziert innerhalb der eigenen Tabelle, der Fremdschlüssel verweist auf eine andere Tabelle.

Beziehungstypen: 1:1, 1:n, n:m

Zwischen Tabellen bestehen Beziehungen, deren Typ beschreibt, wie viele Datensätze einander zugeordnet werden können.

• 1:1 – ein Datensatz gehört zu genau einem anderen, z. B. Mitarbeiter und Dienstausweis.
• 1:n – ein Datensatz gehört zu mehreren, z. B. ein Kunde hat viele Bestellungen (der häufigste Fall).
• n:m – viele zu vielen, z. B. Schüler und Kurse; wird über eine Zwischentabelle in zwei 1:n-Beziehungen aufgelöst.

Umgesetzt werden Beziehungen über Fremdschlüssel: Bei 1:n steht der Fremdschlüssel auf der „n-Seite".

Normalisierung (1.–3. Normalform)

Die Normalisierung zerlegt Tabellen so, dass Redundanz (mehrfache Speicherung) und daraus folgende Inkonsistenzen vermieden werden.

• 1. NF: Alle Werte sind atomar (unteilbar) – keine Listen oder Mehrfachwerte in einem Feld.
• 2. NF: 1. NF erfüllt und jedes Nichtschlüsselattribut hängt voll vom gesamten Primärschlüssel ab (relevant bei zusammengesetzten Schlüsseln).
• 3. NF: 2. NF erfüllt und keine transitiven Abhängigkeiten – Nichtschlüsselattribute hängen nur vom Schlüssel ab, nicht voneinander.

Merksatz: „Der Schlüssel, der ganze Schlüssel und nichts als der Schlüssel" – atomar (1. NF), ganzer Schlüssel (2. NF), nur der Schlüssel (3. NF).

SQL-Grundbefehle

Mit SQL (Structured Query Language) werden Daten abgefragt und verändert. Die wichtigsten Befehle für die AP1:

• SELECT – liest Daten aus Tabellen (SELECT * FROM Kunde WHERE Ort = 'Köln';).
• INSERT – fügt neue Datensätze ein.
• UPDATE – ändert bestehende Datensätze (meist mit WHERE).
• DELETE – löscht Datensätze (ohne WHERE die ganze Tabelle!).
• WHERE – filtert nach Bedingungen; JOIN – verknüpft Tabellen über Schlüssel.

Merksatz: SELECT liest, INSERT legt an, UPDATE ändert, DELETE entfernt.

ACID und Transaktionen

Eine Transaktion fasst mehrere Datenbankoperationen zu einer logischen Einheit zusammen, die nur ganz oder gar nicht ausgeführt wird (z. B. eine Überweisung). Verlässliche Transaktionen erfüllen die ACID-Eigenschaften:

• Atomicity (Atomarität): alles oder nichts – bei einem Fehler wird zurückgesetzt (Rollback).
• Consistency (Konsistenz): die Datenbank bleibt in einem gültigen, regelkonformen Zustand.
• Isolation: parallele Transaktionen beeinflussen sich nicht.
• Durability (Dauerhaftigkeit): bestätigte Änderungen bleiben auch nach einem Ausfall erhalten.

Prüfungsmodus

Dieser ProtocolCheck führt dich durch die wichtigsten AP1-Aspekte dieses Themas. Du kannst Antworten prüfen, Fragen überspringen und bekommst am Ende eine Auswertung nach Kategorie.