Wie funktioniert eine relationale Datenbank?

Eine relationale Datenbank organisiert Daten in tabellenähnlichen Strukturen, die als Relationen bezeichnet werden. Diese Relationen bestehen aus Zeilen und Spalten, wobei jede Zeile einen Datensatz repräsentiert und jede Spalte ein Attribut oder eine Eigenschaft dieses Datensatzes darstellt. Hier ist eine grundlegende Beschreibung, wie eine relationale Datenbank funktioniert:

1. Tabellenstruktur:
- Eine relationale Datenbank besteht aus einer Sammlung von Tabellen.
- Jede Tabelle hat einen eindeutigen Namen und ist in Zeilen und Spalten organisiert.
- Die Spalten repräsentieren die verschiedenen Attribute oder Eigenschaften der Daten, während die Zeilen die einzelnen Datensätze darstellen.

2. Schlüssel:
- In jeder Tabelle wird normalerweise ein Primärschlüssel definiert, der jeden Datensatz eindeutig identifiziert.
- Dieser Primärschlüssel kann aus einer einzelnen Spalte oder einer Kombination von Spalten bestehen.
- Zusätzlich können Fremdschlüssel definiert werden, um Beziehungen zwischen verschiedenen Tabellen herzustellen.

3. Beziehungen:
- Eine der Hauptstärken relationaler Datenbanken liegt in ihrer Fähigkeit, komplexe Beziehungen zwischen verschiedenen Tabellen zu modellieren.
- Beziehungen werden durch Verknüpfungen zwischen den Primärschlüsseln und Fremdschlüsseln der beteiligten Tabellen hergestellt.
- Es gibt verschiedene Arten von Beziehungen, darunter Eins-zu-Eins, Eins-zu-Viele und Viele-zu-Viele.

4. Datenabfragen:
- Daten können mithilfe von Abfragesprachen wie SQL (Structured Query Language) aus der Datenbank abgerufen werden.
- Mit SQL können komplexe Abfragen formuliert werden, um Daten zu filtern, zu sortieren, zu gruppieren und zu verknüpfen.

5. Integritätsregeln und Konsistenz:
- Relationale Datenbanken ermöglichen die Definition von Integritätsregeln, um die Konsistenz und Integrität der Daten zu gewährleisten.
- Zu diesen Regeln gehören z.B. die Einhaltung von Primärschlüssel- und Fremdschlüsselbeziehungen sowie die Festlegung von Einschränkungen für Datenwerte.

6. Transaktionen und ACID-Eigenschaften:
- Relationale Datenbanken unterstützen Transaktionen, die eine Folge von Datenbankoperationen darstellen.
- Sie garantieren die ACID-Eigenschaften: Atomarität (alle Operationen einer Transaktion werden entweder komplett oder gar nicht durchgeführt), Konsistenz (die Datenbank befindet sich nach jeder Transaktion in einem konsistenten Zustand), Isolation (Transaktionen können unabhängig voneinander ausgeführt werden) und Dauerhaftigkeit (die Auswirkungen einer Transaktion sind dauerhaft, auch nach einem Systemausfall).

Relationale Datenbanken bieten eine effiziente und flexible Möglichkeit, Daten zu organisieren, zu speichern, abzurufen und zu verwalten. Sie sind weit verbreitet und werden in vielen Anwendungen und Systemen verwendet, von einfachen Datenbankanwendungen bis hin zu großen Unternehmenssystemen.