# 3.1 Datenbankgrundlagen

## Was ist eine Datenbank?

Eine Datenbank ist eine **strukturierte Sammlung von Daten**, die elektronisch gespeichert und verwaltet werden.

### Vorteile gegenüber Dateisystem

| Dateisystem | Datenbank |
|-------------|-----------|
| Redundanz | Keine/reduzierte Redundanz |
| Inkonsistenzen | Datenkonsistenz |
| Zugriffskontrollle | Integrierte Rechteverwaltung |
| Parallelzugriff | Concurrent Access |
| Datensicherung | Backup/Recovery |

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## Datenbankmanagementsystem (DBMS)

### Funktionen

```
DBMS - Kernfunktionen
├── Datendefinition (DDL)
├── Datenmanipulation (DML)
├── Zugriffskontrolle
├── Transaktionsmanagement
├── Datenintegrität
└── Datensicherung
```

### DBMS-Typen

| Typ | Beispiele | Einsatz |
|-----|-----------|----------|
| Relational | MySQL, PostgreSQL, Oracle | Standard |
| Dokumentenorientiert | MongoDB | Unstrukturierte Daten |
| Key-Value | Redis | Caching |
| Graph | Neo4j | Netzwerke |

### Relationale Datenbanken

```
Relationales Modell
├── Tabelle (Relation)
├── Zeile (Tupel/Datensatz)
├── Spalte (Attribut)
├── Primärschlüssel
└── Fremdschlüssel
```

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## Datenbankarchitektur

### Dreischichtenarchitektur

```
Architektur
├── Externe Ebene (Benutzersicht)
├── Konzeptionelle Ebene (logisches Modell)
└── Interne Ebene (physikalische Speicherung)
```

### ANSI-SPARC-Architektur

| Ebene | Beschreibung |
|-------|-------------|
| Extern | Benutzeransichten |
| Konzeptuell | Gesamtsicht der DB |
| Intern | Speicherstrukturen |

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## Datenmodelle

### Hierarchisches Modell

```
Baumstruktur
Root
├── Kind1
│   └── Enkel1
└── Kind2
```

### Netzwerkmodell

```
Netzstruktur
Knoten1 ←→ Knoten2 ←→ Knoten3
```

### Relationales Modell

```
Tabellenmodell
Kunde (ID, Name, Adresse)
   ↓
Bestellung (ID, Kunde_ID, Datum)
```

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## Wichtige Begriffe

| Begriff | Erklärung |
|---------|-----------|
| **Tabelle** | Sammlung von Datensätzen |
| **Datensatz** | Eine Zeile in einer Tabelle |
| **Attribut** | Eine Spalte in einer Tabelle |
| **Primärschlüssel** | Eindeutige ID eines Datensatzes |
| **Fremdschlüssel** | Verweis auf andere Tabelle |
| **Index** | Beschleunigt den Zugriff |
| **Sicht (View)** | Gespeicherte Abfrage |

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## Querverweise

- [[LF3-02-Datenmodellierung|Nächstes Thema: Datenmodellierung]]
- [[LF5-03-Programmierung|Programmierung]]

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*Stand: 2024*