Datenbanken einfach erklärt: Alles, was Du über Aufbau, Typen und Einsatz wissen musst

Eine Datenbank ist die Basis, wenn es darum geht, Daten effizient zu speichern, zu verwalten und zu analysieren. Ob Du Kundendaten organisieren, Transaktionen speichern oder Geschäftszahlen auswerten möchtest – ohne Datenbanken wäre all das kaum denkbar, denn Datenbanken sind das Rückgrat zahlreicher Anwendungen.

Das erwartet Dich in diesem Artikel 🚀

1. Was ist eine Datenbank?
2. Wofür werden Datenbanken benötigt?
3. Wie ist eine Datenbank aufgebaut?
4. Welche Arten von Datenbanken gibt es?
5. Wie kannst Du eine Datenbank erstellen?
6. In welcher Programmiersprache werden Datenbanken erstellt?
7. Was ist der Unterschied zwischen einer Datenbank und einem Datenbankmanagementsystem?

Was ist eine Datenbank?

Eine Datenbank ist eine strukturierte Sammlung von Daten, die in einer Weise organisiert ist, dass sie effizient gespeichert, verwaltet und abgerufen werden können. Datenbanken können Daten aller Art enthalten, von einfachen Listen bis hin zu komplexen Informationsmodellen.

Ein einfaches Beispiel ist ein Adressbuch: Es speichert Namen, Adressen und Telefonnummern in einer strukturierten Form, sodass die Daten leicht gefunden und sortiert werden können.

Wofür werden Datenbanken benötigt?

Datenbanken kommen überall dort zum Einsatz, wo große Mengen an Informationen systematisch organisiert und schnell abrufbar sein müssen. Beispiele dafür sind:

• Unternehmen: Verwaltung von Kundendaten, Bestellungen oder Lagerbeständen.
• Online-Plattformen: Speicherung von Benutzerprofilen, Beiträgen und Kommentaren.
• Wissenschaft und Forschung: Analyse von großen Datenmengen wie Genomdaten oder Klimadaten.
• Regierungsorganisationen: Verwaltung von Bürgerdaten, Steuerinformationen und öffentlichen Projekten.

Mit einer gut strukturierten Datenbank können Daten schnell verarbeitet, Informationen miteinander verknüpft und Analysen durchgeführt werden.

Wie ist eine Datenbank aufgebaut?

Wie Du nun bereits weißt, ist eine Datenbank ein strukturiertes System zur Speicherung, Verwaltung und Abfrage von Daten. Der Aufbau einer Datenbank umfasst verschiedene Komponenten, die zusammenarbeiten müssen, um Deine Daten effizient zu organisieren und für Dich zugänglich zu machen.

Welche Arten von Datenbanken gibt es?

Datenbanken erfüllen je nach Typ unterschiedliche Aufgaben und werden in spezifischen Szenarien eingesetzt. Die Auswahl hängt davon ab, wie Daten organisiert, verarbeitet und abgerufen werden sollen. Hier sind die wichtigsten Datenbanktypen mit ihren Eigenschaften, Beispielen und typischen Einsatzszenarien:

Diese Beispiele zeigen, wie unterschiedlich die Anforderungen an Datenbanken sein können und wie wichtig die Wahl des passenden Typs für den gewünschten Anwendungsbereich ist.

Was sind Datenbank-Normalformen?

Die Normalisierung einer Datenbank bedeutet, ihre Struktur so zu gestalten, dass Redundanzen minimiert und Abhängigkeiten optimiert werden. Es gibt mehrere Normalformen, von denen die ersten drei am häufigsten angewendet werden:

1. Normalform (1NF): Daten sind in Tabellen organisiert, und jede Zelle enthält nur einen Wert.
2. Normalform (2NF): Jede Nicht-Schlüssel-Spalte hängt vollständig vom Primärschlüssel ab.
3. Normalform (3NF): Keine Nicht-Schlüssel-Spalte ist von einer anderen Nicht-Schlüssel-Spalte abhängig.

Normalisierung verbessert die Datenintegrität und erleichtert die Wartung.

Wie kannst Du eine Datenbank erstellen?

Das Erstellen einer Datenbank folgt einem klaren Prozess. Jeder Schritt ist ein wichtiger Teil des Zyklus, um eine funktionale und effiziente Datenbankstruktur zu gewährleisten.

Tabellen definieren

Der erste Schritt beim Aufbau einer Datenbank ist die Definition der Tabellen. Hier legst Du fest, welche Daten gespeichert werden sollen und wie diese logisch strukturiert sind. Zum Beispiel könnte eine Tabelle für Kunden folgende Attribute enthalten: Kundennummer, Name und Adresse. Jede Tabelle sollte sich auf eine bestimmte Datenkategorie konzentrieren, um die Übersichtlichkeit zu wahren.

Spalten organisieren

In nächsten Schritt werden von Dir die Spalten (auch Attribute genannt) der Tabellen definiert. Jede Spalte enthält eine bestimmte Art von Daten, wie z. B. Namen oder Zahlen. Dabei wird auch der Datentyp für jede Spalte festgelegt (z. B. Text, Zahl, Datum), um sicherzustellen, dass die Daten korrekt gespeichert werden.

Indizes erstellen

Um den schnellen Zugriff auf Daten zu ermöglichen, musst Du Indizes erstellen. Sie funktionieren wie ein Register in einem Buch und sorgen dafür, dass Suchanfragen effizient ausgeführt werden können. Zum Beispiel kann ein Index für die Kundennummer einer Tabelle erstellt werden, damit Abfragen wie „Suche Kunde mit Nummer 123“ schneller beantwortet werden.

Beziehungen herstellen

Dieser Schritt ist entscheidend, damit Du die Daten zwischen verschiedenen Tabellen verknüpfen kannst. Die Beziehungen werden über Schlüssel hergestellt:

• Primärschlüssel identifizieren eindeutig Datensätze in einer Tabelle.
• Fremdschlüssel verweisen auf Primärschlüssel einer anderen Tabelle, um eine Beziehung zwischen den Daten herzustellen.

Beispiel: Eine Beziehung zwischen einer Kundentabelle und einer Bestelltabelle könnte über die Kundennummer hergestellt werden.

Abfragen ausführen

Nach der Erstellung der Struktur können Deine Daten durch Abfragen abgerufen, hinzugefügt, aktualisiert oder gelöscht werden. Dazu wird meist SQL (Structured Query Language) verwendet. Abfragen wie SELECT, INSERT oder DELETE helfen, mit den gespeicherten Daten zu arbeiten.

Zyklus wiederholen

Die Erstellung einer Datenbank ist ein iterativer Prozess. Nach den ersten Abfragen und Tests kannst Du die Struktur regelmäßig anpassen und erweitern. Neue Tabellen, Beziehungen oder Indizes können von Dir hinzugefügt werden, um die Datenbank an veränderte Anforderungen anzupassen.

In welcher Programmiersprache werden Datenbanken erstellt?

Beim Erstellen einer Datenbank kommen spezialisierte Abfragesprachen und unterstützende Programmiersprachen zum Einsatz. Diese Werkzeuge sorgen dafür, dass Deine Daten effizient organisiert, verarbeitet und verwaltet werden können – von der Strukturierung in Tabellen bis hin zur Interaktion mit komplexen Datenmodellen.

1.    SQL (Structured Query Language)

• SQL ist die Standard-Sprache zur Erstellung, Bearbeitung und Abfrage von Datenbanken.
• Sie wird in relationalen Datenbanken wie MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server und Oracle verwendet.
• Beispiele:
  • CREATE TABLE zur Erstellung einer Tabelle.
  • INSERT INTO zum Hinzufügen von Datensätzen.

2.    Programmiersprachen für Datenbankanwendungen

Neben SQL verwenden Entwickler allgemeine Programmiersprachen, um komplexe Datenbankstrukturen zu erstellen und zu verwalten. Die wichtigsten Sprachen sind:

• Python: Mit Bibliotheken wie SQLAlchemy oder Django ORM, ideal für Datenbankanwendungen.
• Java: Besonders für große Anwendungen, häufig in Verbindung mit JDBC (Java Database Connectivity).
• C#: In Kombination mit Entity Framework häufig für .NET-Anwendungen.
• PHP: Weit verbreitet in der Webentwicklung für Datenbankoperationen mit MySQL.
• Ruby: Mit Ruby on Rails und ActiveRecord für Datenbankintegration.

3.    NoSQL-Datenbanken und spezifische APIs

Für NoSQL-Datenbanken wie MongoDB oder Firebase verwenden Entwickler JSON- oder JavaScript-APIs sowie Bibliotheken in Python, Node.js oder Java.

SQL ist die wichtigste Sprache für die direkte Arbeit mit Datenbanken. Programmiersprachen wie Python, Java oder C# sind unverzichtbar, um Anwendungen zu erstellen, die mit Datenbanken interagieren.

Was ist der Unterschied zwischen einer Datenbank und einem Datenbankmanagementsystem?

Wenn es um die Verwaltung von Daten geht, werden die Begriffe Datenbanksystem und Datenbankmanagementsystem (DBMS) oft miteinander verwechselt. Dabei beschreiben sie unterschiedliche, aber eng miteinander verbundene Konzepte. Während ein Datenbanksystem die Kombination aus einer Datenbank und der dazugehörigen Verwaltungssoftware ist, bezeichnet das DBMS die Software, die diese Verwaltung übernimmt. Die folgende Tabelle hilft Dir, die Unterschiede zwischen beiden klar zu verstehen und zeigt, welche Rolle sie bei der Speicherung und Organisation von Daten spielen.