Definition

Datenbankmanagementsystem (DBMS)

Mitarbeiter: Craig S. Mullins und Simon Christiansen

Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist eine Systemsoftware zur Erstellung und Verwaltung von Datenbanken. Ein DBMS ermöglicht es Endanwendern, Daten in einer Datenbank zu erstellen, zu lesen, zu aktualisieren und zu löschen.

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Die am weitesten verbreitete Art des Datenbankmanagementsystem dient im Wesentlichen als Schnittstelle zwischen Datenbanken und Endanwendern oder Anwendungsprogrammen und stellt sicher, dass die Daten konsistent organisiert sind und leicht zugänglich bleiben.

Funktionen eines DBMS

Das DBMS verwaltet drei wichtige Dinge: die Daten, die Datenbank-Engine, die den Zugriff auf die Daten sowie deren Sperrung und Änderung ermöglicht, und das Datenbankschema, das die logische Struktur der Datenbank definiert. Diese drei grundlegenden Elemente sorgen für Gleichzeitigkeit, Sicherheit, Datenintegrität und einheitliche Datenverwaltungsverfahren.

Zu den typischen Aufgaben, die vom DBMS unterstützt werden, gehören Change Management, Leistungsüberwachung und -abstimmung, Security sowie Backup und Wiederherstellung. Viele Datenbankmanagementsystem sind auch für automatische Rollbacks und Neustarts sowie für die Protokollierung und Prüfung von Aktivitäten in Datenbanken zuständig.

Das DBMS ist vielleicht am nützlichsten für die Bereitstellung einer zentralisierten Ansicht von Daten, auf die mehrere Benutzer von verschiedenen Standorten aus kontrolliert zugreifen können. Ein DBMS kann einschränken, welche Daten der Endbenutzer sieht und wie dieser die Daten sehen kann, und bietet viele Ansichten eines einzelnen Datenbankschemas. Endanwender und Softwareprogramme müssen nicht verstehen, wo sich die Daten physisch befinden oder auf welchem Typ von Speichermedien sie sich befinden, da das DBMS alle Anfragen bearbeitet.

Das DBMS kann sowohl logische als auch physische Datenunabhängigkeit bieten, das heißt es kann Benutzer und Anwendungen davor schützen, dass sie wissen müssen, wo die Daten gespeichert sind, oder dass sie sich über Änderungen an der physischen Struktur der Daten Gedanken machen müssen. Solange Programme die vom DBMS bereitgestellte Programmierschnittstelle (API) für die Datenbank verwenden, müssen Entwickler keine Programme modifizieren, nur weil Änderungen an der Datenbank vorgenommen wurden.

In einem relationalen Datenbankmanagementsystem (RDBMS), der am häufigsten verwendeten Art von DBMS, ist diese API SQL, eine Standardprogrammiersprache für die Definition, den Schutz und den Zugriff auf Daten in einem RDBMS.

Arten von DBMS-Technologien

Zu den gängigen Datenbankmodellen und Managementsystemen gehören:

Verwendung von DBMS

Die Verwendung eines DBMS zum Speichern und Verwalten von Daten bringt Vorteile, aber auch Verarbeitungsaufwand mit sich. Einer der größten Vorteile der Verwendung eines DBMS ist, dass Endanwender und Softwareprogrammierer auf dieselben Daten zugreifen und diese verwenden können, während die Datenintegrität verwaltet wird.

Daten sind besser geschützt und gepflegt, wenn sie mit einem DBMS gemeinsam genutzt werden können, anstatt für jede neue Anwendung neue Iterationen derselben in neuen Dateien gespeicherten Daten zu erstellen. Das DBMS bietet einen zentralen Datenspeicher, auf den mehrere Benutzer kontrolliert zugreifen können.

Die zentrale Speicherung und Verwaltung von Daten innerhalb des DBMS bietet:

  • Datenabstraktion und Unabhängigkeit;
  • Datensicherheit;
  • Einen Sperrmechanismus für den gleichzeitigen Zugriff;
  • Einen effizienten Handler, um die Bedürfnisse mehrerer Anwendungen, die dieselben Daten verwenden, auszugleichen;
  • Die Fähigkeit, sich schnell von Abstürzen und Fehlern zu erholen, einschließlich der Wiederaufsetzbarkeit und Wiederherstellbarkeit;
  • Robuste Datenintegritätsfunktionen;
  • Protokollierung und Prüfung von Aktivitäten;
  • Einfacher Zugriff über eine Standard-API;
  • Einheitliche Verwaltungsverfahren für Daten.

Ein weiterer Vorteil eines DBMS besteht darin, dass es dazu verwendet werden kann, den Daten eine logische, strukturierte Organisation aufzuerlegen. Ein DBMS bietet Vorteile bei der Verarbeitung großer Datenmengen, da es für solche Vorgänge optimiert ist.

Ein DBMS kann auch viele Sichten auf ein einziges Datenbankschema bieten. Eine Sicht definiert, welche Daten der Benutzer sieht und wie dieser Benutzer die Daten sieht. Das DBMS bietet eine Abstraktionsebene zwischen dem konzeptuellen Schema, das die logische Struktur der Datenbank definiert, und dem physischen Schema, das die Dateien, Indizes und andere physische Mechanismen beschreibt, die von der Datenbank verwendet werden.

Wenn ein DBMS verwendet wird, können die Systeme viel leichter modifiziert werden, wenn sich die Geschäftsanforderungen ändern. Neue Datenkategorien können der Datenbank hinzugefügt werden, ohne das bestehende System zu stören, und Anwendungen können von der Struktur und Speicherung der Daten isoliert werden.

Ein DBMS muss jedoch zusätzliche Arbeit leisten, um diese Vorteile zu bieten, was Overhead mit sich bringt. Ein DBMS benötigt mehr Arbeitsspeicher und CPU als ein einfaches Dateispeichersystem, und verschiedene Arten von DBMS erfordern unterschiedliche Typen und Ebenen von Systemressourcen.

DBMS – früher und heute

Bisher wurde der DBMS-Sektor dadurch geprägt, wie Datenbanken aufgebaut und wie sie genutzt wurden. Open-Source-DBMS-Technologien setzten sich dabei schnell durch. Laut Gartner machen Open-Source-Datenbanken bereits mehr als zehn Prozent der Gesamtausgaben für Datenbanksoftware aus. Die meisten etablierten IT-Organisationen verwenden Open-Source-Software für einige ihrer geschäftskritischen Operationen.

Dieser Trend ergänzt zwei andere: die Übernahme von Open-Source-Datenbankanbietern durch größere Konkurrenten und die Ausweitung des Marktes für Cloud-Datenbankdienste. Beispielsweise erwarb MongoDB, Hersteller der Cloud-Plattform Atlas, im Jahr 2019 Realm, die Datenbanken für mobile Anwendungen entwickeln. Damit erweitert MongoDB seine Fähigkeiten in der mobilen Anwendungslandschaft. Außerdem erwarb Microsoft Citus Data, dessen Open-Source-Software es ermöglicht, PostgreSQL als verteilte Datenbank in einer Public-Cloud-Umgebung zu verwenden.

Im Jahr 2019 verwies Gartner darauf, dass Cloud-Datenbanken den größten Teil des Wachstums auf dem DBMS-Markt ausmachen, und beschrieb die Cloud als „Standardplattform für die Datenverwaltung“. Im Zusammenhang mit der zunehmenden Verlagerung hin zur Cloud haben zahlreiche DBMS-Anbieter verwaltete Cloud-Datenbankdienste eingeführt, die IT- und Datenverwaltungsteams davon befreien, Datenbanksysteme selbst bereitstellen, konfigurieren und verwalten zu müssen.

Diese Definition wurde zuletzt im März 2020 aktualisiert

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