Datenbankentwicklung

Beispiel

Für jeden Schüler werden jährlich die Stammdaten (Name, Vorname, Geburtsdatum, Anschrift, Telefon) erfasst bzw. kontrolliert. Die Eingabe der Daten erfolgt durch das Sekretariat. Die Grunddaten benötigen aber auch:

• der Koordinator der Sekundarstufe II, um das Kurssystem aufzubauen,
• der Koordinator der Sekundarstufe I, um die WPU-Kurse zu planen,
• die Schülerbibliothek, um die Leihlisten zu aktualisieren,
• der Schuladministrator, um die Schüleraccounts zu erstellen.

Jede beteiligte Stelle erhielt eine eigene Kopie der benötigten Schülerdaten. Damit konnte er auf diese zugreifen und Veränderungen in ihnen vornehmen. Ging ein Schüler vom Gymnasium ab, so konnte es passieren, dass seine Daten nur im Sekretariat gelöscht wurden. Die übrigen Datenkopien wurden dadurch jedoch nicht automatisch aktualisiert. 

Es ergab sich folgende Datennutzungsstruktur:

Nachteile einer solchen Datenverwaltung:

• starke Datenredundanz, d. h. dieselben Daten werden mehrfach gespeichert
• nach längerer Zeit erhöhte Dateninkonsistent, d. h. Widersprüchlichkeit zwischen den Datensammlungen 
• Unflexibel beim Einarbeiten von Änderungen, d. h. Änderungen müssen für jeden Nutzer vorgenommen werden
• verminderter Datenschutz und geringe Datensicherheit, d. h. Nutzer erhalten Daten, deren Einsicht für sie nicht zulässig ist, Datendiebstahl wird vereinfacht
• keine Standards, d. h. jedes Programm verwaltet die Daten anders

Datenverwaltung optimal/heute 

In der vernetzten Schule gibt es die Schülerdaten nur einmal. Die einzelnen Anwender/Programme greifen nach Prüfung der Befugnis über das Datenbankmanagementsystem (DBMS) logisch auf die Datenbasis zu und erhalten eine eingeschränkte, auf ihre Aufgaben zugeschnittene Sicht auf die Daten. Eine direkte Manipulation der Daten ist nicht mehr möglich. Das DBMS überwacht die Zugriffe. 

Ein solcher Aufbau ist sinnvoll und dient als Modell für den allgemeinen Aufbau eines Datenbanksystems.

Grundsätzlicher Aufbau von Datenbanksystemen

Ein Datenbanksystem (DBS) setzt sich aus einer Datenbasis und einem Datenbankmanagementsystem (DBMS) zusammen. Es ist die Software zur Definition, Verwaltung, Änderung und Abfrage der Daten. Es vermittelt den Zugriff von Anwendungen und Benutzern auf die Datenbank und dient der effizienten Speicherung und Abfrage der strukturierten Daten. Die Datenbank enthält neben den reinen Nutzdaten auch die zur Verwaltung des gesamten Systems nötigen Metadaten. Metadaten beschreiben beispielsweise Tabellen, Attribute, Datentypen, Schlüssel und Zugriffsrechte.

Kriterien/Anforderungen an DBS

Aus dem formalen Aufbau von Datenbanksystemen ergeben sich Eigenschaften, die gleichzeitig Kriterien für ein gute DBS sind: 

• Datenkonsistenz:
  gespeicherten Daten dürfen sich nicht gegenseitig widersprechen
• Datenintegrität 
  durch festgelegte Integritätsbedingungen wird sichergestellt, dass nur zulässige Daten und Beziehungen gespeichert werden - Integritätsbedingungen tragen dazu bei, einen konsistenten Datenbestand zu erhalten
• Redundanzarmut
  unnötige Mehrfachspeicherung von Datenwerten wird vermieden
• Datensicherheit
  Technische und organisatorische Maßnahmen schützen Daten vor Verlust, Beschädigung und unberechtigter Veränderung oder Nutzung
• Datenschutz
  Personenbezogene Daten dürfen nur entsprechend den geltenden Regeln und Berechtigungen verarbeitet werden. Zugriffsrechte und Sichten können dies technisch unterstützen.
• Mehrbenutzerbetrieb
  Mehrere Benutzer können gleichzeitig auf die Datenbank zugreifen. Das DBMS koordiniert konkurrierende Zugriffe und sorgt dafür, dass Änderungen kontrolliert verarbeitet werden
• Datenunabhängigkeit
  die Art der internen Speicherung der Daten kann verändert werden, ohne dass Anwendungen und Benutzer ihre Arbeitsweise entsprechend ändern müssen
• zentrale Kontrolle
  Strukturen, Zugriffsrechte, Integritätsregeln und Sicherungsmaßnahmen können für die gesamte Datenbank zentral verwaltet werden