Daten sind die Grundlage jeder modernen Softwareanwendung, und Datenbanken sind das häufigste Mittel für Anwendungen, um Daten zu speichern und zu verarbeiten. Datenbanktypen haben sich von traditionellen relationalen Datenbanken zu fortschrittlicheren Datenbanktypen wie NoSQL, spaltenbasierten, Schlüsselwert-, hierarchischen und verteilten Datenbanken entwickelt, da sich Online- und Cloud-Technologien stark verbreitet haben.
Darüber hinaus verwalten Datenbanksysteme ständig unternehmenskritische und sensible Daten. In Kombination mit regulatorischen Einschränkungen und der verteilten Natur der meisten Datensätze ist die Datenbankverwaltung extrem schwierig geworden. Daher benötigen Unternehmen robuste, sichere und benutzerfreundliche Datenbankverwaltungstechnologien.
Hier kommt ein Datenbankverwaltungssystem ins Spiel, indem es einen Rahmen für die Verwaltung von Datenbanken bereitstellt. Weiter lesen.
Was ist Datenbankmanagement?
Datenbankmanagement bezieht sich auf die Maßnahmen, die ein Unternehmen ergreift, um Daten zu ändern und zu kontrollieren, um die erforderlichen Anforderungen während des gesamten Datenlebenszyklus zu erfüllen.
Was muss ich über die Datenbankverwaltung wissen?
Das Volumen der Geschäftsdaten hat zugenommen, wodurch das Datenbankmanagement immer wichtiger wird. Schnelles Datenwachstum verursacht eine Reihe ungünstiger Situationen, wie z. B. schlechte Anwendungsleistung und Compliance-Risiken, um nur einige zu nennen. Um den negativen Folgen des Datenwachstums entgegenzuwirken, erfordert das Datenbankmanagement eine Vielzahl von proaktiven Strategien.
Welche Aufgaben hat das Datenbankmanagement?
Eine Datenbankverwaltungsaufgabe ist jede Aufgabe, die die Daten der Organisation schützt, Rechts- und Compliance-Risiken verhindert und dafür sorgt, dass datengesteuerte Anwendungen gut laufen. Dies umfasst Leistungsüberwachung und -optimierung, Speicher- und Kapazitätsplanung, Sicherung und Wiederherstellung, Datenarchivierung, Partitionierung, Replikation, Maskierung und Stilllegung.
Warum sollte ich mir Gedanken über die Datenbankverwaltung machen?
Es gibt kein einzelnes Ziel für das Datenbankmanagement. Es gibt zahlreiche Vorteile, darunter Leistung, Speicheroptimierung, Effizienz, Sicherheit und Datenschutz. Unternehmen können Ereignisse verhindern, die Produktivität und Einkommen beeinträchtigen, und die Datenintegration für mehr geschäftliche Einblicke verbessern, indem sie Daten über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg kontrollieren, von der Erstellung bis zur Stilllegung.
Was bedeutet der Begriff „Datenbankmanagementsystem“?
Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist eine Softwareanwendung, die Daten speichert, abruft, abfragt und verwaltet. Autorisierte Entitäten können Daten über Benutzerschnittstellen (UIs) hinzufügen, lesen, bearbeiten und löschen.
Datenbankverwaltungssysteme sind wichtig, weil sie Programmierern, Datenbankadministratoren und Endbenutzern eine zentralisierte Ansicht der Daten bieten und Anwendungen und Endbenutzer davon befreien, nachvollziehen zu müssen, wo sich Daten physisch befinden. APIs (Application Program Interfaces) verarbeiten Anforderungen und Antworten für bestimmte Datentypen über das Internet.
Relationale und nicht-relationale DBMS-Komponenten, die über das Internet bereitgestellt werden, können in Marketingbroschüren als DBaaS (Database as a Service) bezeichnet werden. Laut Gartner machen Datenbankverwaltungssysteme, die dafür ausgelegt sind, verteilte Daten in der Cloud zu ermöglichen, derzeit die Hälfte des gesamten DBMS-Marktes aus.
Zu den bekannten DBMS gehören:
- Microsoft Office und Office 365 verfügen beide über Access, ein leichtgewichtiges Verwaltungssystem für relationale Datenbanken (RDMS).
- Amazon RDS ist ein natives Cloud-DBMS, das Engines für die Datenbankverwaltung von MySQL, Oracle, SQL Server, PostgreSQL und Amazon Aurora bereitstellt.
- Apache Cassandra ist ein verteiltes Open-Source-Datenbankverwaltungssystem, das sich durch seine Fähigkeit auszeichnet, riesige Datenmengen zu verarbeiten.
- Low-Code/No-Code (LCNC) relationales DBMS namens Filemaker.
- MySQL ist ein von Oracle entwickeltes relationales Open-Source-Datenbankmanagementsystem (RDBMS).
- MariaDB ist ein Open-Source-MySQL-Fork.
- Oracle ist ein proprietäres Verwaltungssystem für relationale Datenbanken, das speziell für Hybrid-Cloud-Systeme entwickelt wurde.
- SQL Server ist ein relationales Datenbankverwaltungssystem auf Unternehmensebene von Microsoft, das in der Lage ist, außerordentlich große Mengen an Daten und Datenbankabfragen zu verwalten.
DBMS-Datenbankoperationen
Zu den typischen Aufgaben der Datenbankverwaltung, die ein DBMS übernehmen kann, gehören:
#1. Authentifizierung und Autorisierung konfigurieren.
Konfigurieren Sie schnell Benutzerkonten, Zugriffsrichtlinien, Limits und Zugriffsbereiche. Administratoren können diese Aktivitäten nutzen, um den Zugriff auf zugrunde liegende Daten einzuschränken, Benutzeraktionen zu regulieren und Datenbankbenutzer zu verwalten.
#2. Bereitstellung von Datensicherungen und Snapshots.
DBMS kann Datenbanksicherungen vereinfachen, indem es eine einfache und intuitive Schnittstelle zum Verwalten von Sicherungen und Snapshots bietet. Sie können diese Backups sogar auf Websites von Drittanbietern wie Cloud-Speichern speichern.
#3. Leistungsoptimierung.
DBMS kann die Datenbankleistung mit integrierten Tools überwachen und Benutzern ermöglichen, Datenbanken durch das Entwerfen effizienter Indizes anzupassen. Es minimiert die E/A-Nutzung, um SQL-Abfragen zu optimieren, sodass die Datenbank optimal funktioniert.
#4. Datenwiederherstellung.
DBMS bietet eine Wiederherstellungsplattform mit den Funktionen, die erforderlich sind, um Datenbanken während eines Wiederherstellungsvorgangs vollständig oder teilweise in ihren vorherigen Zustand zurückzuversetzen.
Selbst in einem verteilten Datenbankkontext unterstützen die meisten modernen DBMS die Handhabung zahlreicher Datenbank-Workloads von einer zentralisierten DBMS-Software. Darüber hinaus ermöglichen sie Unternehmen eine geordnete Top-Down-Sicht auf alle Daten, Benutzer, Gruppen, Standorte etc.
Komponenten des Datenbankverwaltungssystems
Jedes DBMS verfügt über eine Vielzahl integrierter Komponenten und Tools, die für praktisch alle Datenbankverwaltungsvorgänge erforderlich sind. Die Leistungsfähigkeit einiger DBMS-Software kann auch durch die Integration mit zusätzlichen Tools und Diensten erweitert werden, entweder direkt oder über Plugins.
In diesem Abschnitt werden wir uns die Komponenten ansehen, die allen DBMS-Programmen ähnlich sind, wie z. B.:
- Datenspeicherungs-Engine
- Anfragesprache
- Abfrageprozessor
- Metadatenkatalog
- Protokollmanager
- Tools für die Berichterstattung und Überwachung
- Daten-Dienstprogramme
#1. Datenspeicherungs-Engine
Die Speicher-Engine ist die Hauptkomponente des DBMS, die mit dem Dateisystem auf Betriebssystemebene interagiert, um Daten zu speichern. Alle SQL-Abfragen, die sich mit den zugrunde liegenden Daten befassen, durchlaufen die Speicher-Engine.
#2. Abfragesprache
Eine Datenbankzugriffssprache ist für alle Datenbankinteraktionen unerlässlich, vom Erstellen von Datenbanken bis hin zum bloßen Einfügen oder Abrufen von Daten. Ein anständiges DBMS muss eine oder mehrere Abfragesprachen und Dialekte unterstützen. Structured Query Language (SQL) und MongoDB Query Language (MQL) sind zwei Abfragesprachen, die als Schnittstelle zu Datenbanken verwendet werden.
Die Funktionalität mehrerer Abfragesprachen kann basierend auf bestimmten Aufgaben weiter klassifiziert werden:
- Datendefinitionssprache (DDL): Dieser Abschnitt enthält Befehle zum Definieren von Datenbankschemata und zum Ändern der Struktur von Datenbankobjekten.
- Datenmanipulationssprache (DML): Befehle, die direkt mit Datenbankdaten interagieren. DML umfasst alle CRUD-Verfahren.
- Datenkontrollsprache (DCL): Dieser Abschnitt befasst sich mit den Berechtigungen und anderen Zugriffsbeschränkungen der Datenbank.
- Transaktionskontrollsprache (TCL): Interne Datenbanktransaktionen sind Gegenstand dieses Befehls.
#3. Abfrageprozessor
Dies fungiert als Vermittler für Benutzerabfragen und die Datenbank.
Der Abfrageprozessor übersetzt Benutzerabfragen und wandelt sie in umsetzbare Befehle um, die die Datenbank verstehen und verwenden kann, um die relevanten Funktionen auszuführen.
Die Optimierungs-Engine ermöglicht es dem DBMS, Einblicke in die Leistung der Datenbank im Hinblick auf die Optimierung der Datenbank selbst und ihrer Abfragen zu geben. In Kombination mit Datenbanküberwachungstools kann es ein beeindruckendes Toolkit zur Maximierung der Datenbankleistung bereitstellen.
#3. Katalog der Metadaten
Dies ist der zentralisierte Katalog aller Objekte in der Datenbank. Wenn ein Objekt erstellt wird, speichert das DBMS einen Datensatz davon zusammen mit einigen Metadaten darüber im Metadatenkatalog. Dann kann dieser Datensatz verwendet werden, um:
- Stellen Sie sicher, dass Benutzerabfragen an die richtigen Datenbankobjekte geleitet werden.
- Bieten Sie einen allgemeinen Überblick über die gesamte Datenbankstruktur.
#4. Protokollmanager
Diese Komponente speichert alle DBMS-Protokolle. Diese Protokolle enthalten Benutzeranmeldungen und -aktivitäten, Datenbankfunktionen, Sicherungs- und Wiederherstellungsfunktionen und so weiter. Alle diese Logs werden korrekt erfasst und sind dank Log-Management sofort abrufbar.
#5. Reporting- und Monitoring-Tools
Reporting- und Monitoring-Tools sind weitere wesentliche Komponenten eines DBMS. Sie ermöglichen Benutzern das Generieren von Berichten, während Überwachungstools es Benutzern ermöglichen, die Datenbank auf Ressourcennutzung, Benutzeraktivität usw. zu überwachen.
#6. Daten-Dienstprogramme
Zusätzlich zu dem Vorstehenden verfügt die meiste DBMS-Software über integrierte Dienstprogramme, die folgende Funktionen bieten:
- Prüft die Datenintegrität
- Sicherung und Wiederherstellung
- Einfache Datenbankreparatur
- Validierungen von Daten usw.
Vorteile eines DBMS
DBMS wurde entwickelt, um die grundlegenden Herausforderungen beim Speichern, Verwalten, Zugreifen, Sichern und Prüfen von Daten in herkömmlichen Dateisystemen zu bewältigen. DBMS kann Softwarebenutzern und Organisationen die folgenden Vorteile bieten:
#1. Erhöhte Datensicherheit
Für das Sicherheits- und Compliance-Management bietet DBMS die Möglichkeit, Benutzer zu steuern und Richtlinien durchzusetzen. Dank dieses kontrollierten Benutzerzugriffs wird die Datenbanksicherheit erhöht und die Daten sind weniger anfällig für Sicherheitsverletzungen.
#2. Einfacher Datenaustausch
DBMS ermöglicht Benutzern den sicheren Zugriff auf die Datenbank von überall. Dadurch können sie alle datenbankbezogenen Vorgänge schnell und ohne die Notwendigkeit ausgefeilter Zugriffstechniken oder Bedenken hinsichtlich der Datenbanksicherheit ausführen. Darüber hinaus ermöglicht DBMS mehreren Benutzern eine effiziente Zusammenarbeit beim Umgang mit der Datenbank.
Datenintegration DBMS ermöglicht es Benutzern, eine zentralisierte Ansicht von Datenbanken zu erhalten, die sich an vielen Standorten befinden, und sie über eine einzige Schnittstelle zu verwalten, anstatt sie als eigenständige Einheiten zu betreiben.
#3. Abstraktion und Autonomie
Mit DBMS können Benutzer das physische Schema einer Datenbank ändern, ohne die logische Struktur zu ändern, die Datenbankinteraktionen definiert. Der Begriff „Verantwortung“ bezieht sich auf die Feststellung, ob eine Person für ihre eigenen Handlungen verantwortlich ist oder nicht.
Darüber hinaus können Änderungen an der logischen Struktur vorgenommen werden, ohne Programme zu beeinträchtigen, die auf die Datenbank zugreifen.
#4. Optimiertes Sicherungs- und Wiederherstellungsverfahren
Die meisten Datenbanken verfügen über Sicherungs- und Wiederherstellungstools. Der Begriff „Verantwortung“ bezieht sich auf die Feststellung, ob eine Person für ihre eigenen Handlungen verantwortlich ist oder nicht. Mit Funktionen wie:
- Automatische Schnappschüsse
- Backup-Planung
- Sicherungsüberprüfungen
- Verschiedene Wiederherstellungstechniken
#5. Überwachung und einheitliche Verwaltung
DBMS bieten eine einzige Schnittstelle für alle Verwaltungs- und Überwachungsaufgaben, wodurch die Arbeitsbelastung der Datenbankadministratoren reduziert wird. Diese Aktivitäten können alles umfassen, von der Datenbankerstellung und Schemaänderungen bis hin zu Berichten und Audits.
Nachteile des Datenbankmanagementsystems
Die Nachteile der Verwendung eines DBMS sind wie folgt:
- Komplexität: DBMS kann schwierig einzurichten und zu verwalten sein und erfordert spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten.
- Performance-Overhead: Die Verwendung eines DBMS kann die Leistung einer Anwendung zusätzlich beeinträchtigen, insbesondere wenn ein hohes Maß an Parallelität erforderlich ist.
- Skalierbarkeit: Die Verwendung eines DBMS kann die Skalierbarkeit einer Anwendung einschränken, da Sperr- und andere Synchronisierungsmechanismen verwendet werden müssen, um die Datenkonsistenz sicherzustellen.
- Kosten: Die Kosten für den Kauf, die Wartung und das Upgrade eines DBMS können erheblich sein, insbesondere bei großen oder komplizierten Systemen.
- Eingeschränkte Anwendungsfälle: Nicht alle Anwendungsfälle sind für ein DBMS geeignet; Bestimmte Lösungen erfordern keine große Zuverlässigkeit, Konsistenz oder Sicherheit und können von anderen Arten der Datenspeicherung besser bedient werden.
Zusammenfassung
Wenn es um das Datenbankmanagement geht, ist DBMS eine wichtige Komponente für jedes Unternehmen. Der Umfang, die Komplexität und der Funktionsumfang eines DBMS variieren je nach DBMS und den Anforderungen der Organisation.
Bevor sie sich auf ein einzelnes System festlegen, sollten Unternehmen die DBMS-Software sorgfältig analysieren, da verschiedene DBMS unterschiedliche Funktionssätze bieten. Ein korrekt konfiguriertes DBMS erleichtert jedoch die Verwaltung und Wartung von Datenbanken in jeder Größenordnung erheblich.
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Bibliographie
