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Was ist der Unterschied zwischen DBMS und RDBMS?

Relationale Datenbank-Management-Systeme (RDBMS) sind die populärsten Datenbanksysteme. Doch was unterscheidet diese von allgemeinen DBMS-Technologie?

Dieser Artikel behandelt

DBMS

Datenbank-Management-System (DBMS) ist ein Sammelbegriff für verschiedene Arten von Datenbanktechnologien, die in den letzten 50 Jahren entwickelt wurden.

Zunächst einmal zum Begriff der Datenbank selbst: Datenbanken speichern Daten über Produkte, Kunden, Bestellungen und andere Aspekte des Geschäftsbetriebs. Die in den Datenbanken gespeicherten Informationen können anschließend in Transaktions- oder Business-Intelligence- und Analytics-Anwendungen verwendet werden.

Was ist aber ein Datenbank-Management-System? Wie der Name schon zeigt, ist ein Datenbank-Management-System (DBMS) eine Software, die Datenbanken verwaltet – zusätzlich unterstützt ein DBMS aber auch die Entwicklung und Nutzung der Datenbank.

DBMS-Systeme gibt es in mehreren Formen, die beiden wichtigsten sind relationale und nicht-relationale DBMS. Ein relationales Datenbank-Management-System (RDBMS) ist eine spezielle Art eines DBMS. Relationale DBMS wurden in den 1970er Jahren entwickelt und sind seitdem das dominante Konzept für die Verwaltung von Datenbanken.

Das Hauptcharakteristikum eines RDBMS ist seine zeilenbasierte Tabellenstruktur, die zusammengehörige Datenelemente miteinander verbindet. So ist transaktionale Integrität möglich, um die Datengenauigkeit und -konsistenz zu erhalten. Ein weiteres RDBMS-Attribut ist die Unterstützung der Structured Query Language (SQL), einer standardisierten Programmiersprache. Sie dient zum Erstellen und Schreiben von Abfragen, um Datenbanken zu modifizieren oder Daten von ihnen abzurufen.

Zu den führenden RDBMS-Produkten auf dem Markt gehören Oracle Database, Microsoft SQL Server, IBM DB2 und MySQL, eine Open-Source-Datenbank-Plattform von Oracle. Weitere RDBMS sind SAP HANA und PostgreSQL, das wie MySQL Open-Source-basiert ist.

Im Folgenden betrachten wir den Unterschied zwischen DBMS- und RDBMS-Technologien genauer und konzentrieren uns dabei auf einige allgemeine und spezifische Merkmale, die RDBMS von anderen DBMS-Softwaretypen unterscheiden.

Was ist ein DBMS?

Das gesamte DBMS-Universum umfasst weit mehr als nur relationale Datenbank-Management-Systeme. Die ersten DBMS-Technologien, die in den 1960er Jahren auf den Markt kamen, unterstützten hierarchische Datenbanken. In diesen waren die Daten in einer baumartigen Struktur mit über- und untergeordneten Datensätzen organisiert. Außerdem gab es Netzwerk-Datenbanken, die es ermöglichten, Beziehungen zwischen Datenelementen in verschiedenen Eltern-Kind-Gruppierungen abzubilden.

Beispiele für solche Systeme, die noch immer verfügbar sind, sind das Information Management System von IBM, besser bekannt unter dem Akronym IMS, und das Integrated Data Management System, ein Produkt, das mittlerweile zu CA gehört und unter dem Namen CA IDMS mit einem zusätzlichen relationalen Frontend-Framework vermarktet wird.

Zu den weiteren DBMS-Kategorien, die im Lauf der Zeit entwickelt wurden, gehören unter anderem:

  • objektorientierte Datenbanken, die Daten wie Objekte behandeln;
  • spaltenbasierte Datenbanken, die auf Spalten und nicht Zeilen ausgerichtet sind, und
  • multidimensionale Datenbanken, die speziell für analytische Abfragen entwickelt wurden, indem sie Daten in Würfelform strukturieren und verschiedene Dimensionen der vorliegenden Informationen beschreiben.

Alle diese Technologien sind jedoch in der Regel unbedeutend geworden und haben nur einen kleinen Marktanteil. Der Grund für die mangelnde Akzeptanz dieser Systeme liegt vor allem am Aufstieg der RDBMS, der in den achtziger Jahren begann und in den folgenden Jahrzehnten weitgehend ungebremst fortgeführt wurde.

In den letzten Jahren hat sich jedoch eine weitere Klasse von Datenbanksystemen durchgesetzt, die sich als NoSQL-Technologien zusammenfassen lassen. Diese Datenbanksysteme zielen vor allem auf Big-Data-Anwendungen – also die Bearbeitung großer Datenmengen – und den effizienten Umfang mit unstrukturierten oder semistrukturierten Daten. Unstrukturierte Daten sind Texte, Bilder sowie Audio- und Video-Dateien, wie sie zum Beispiel im Social-Media-Umfeld vorkommen. Semistrukturierte Daten sind Daten wie E-Mails, die mit Empfänger, Absender und Betreff eine gewisse Struktur haben, während der Inhalt selbst strukturlos ist.

Aktuell gibt es vier Hauptkategorien von NoSQL-Datenbanken:

  • Schlüssel-Wert- (Key-Value-) Datenspeicher;
  • dokumentenorientierte Datenbanken;
  • Graphdatenbanken; und
  • spaltenorientierte Datenbanken.

Eines der gemeinsamen Attribute von NoSQL-Plattformen ist das flexible Datenbankschema. Dieses erlaubt es, Daten innerhalb einer einzigen Datenbank in verschiedenen Formaten zu verarbeiten. Der Begriff NoSQL steht übrigens nicht für kein SQL, sondern für nicht nur SQL (Not only SQL), da die Hersteller auch Elemente von SQL in ihre Produkte integriert haben.

Die allgemeinen Konzepte des Datenbank-Managements sind in allen DBMS-Kategorien ähnlich. Ein DBMS sitzt zwischen der Datenbank – also der Datensammlung - und den Anwendungen und Endanwendern, die auf die in der Datenbank gespeicherten Daten zugreifen müssen. Über Abfragen und Befehle, die über das DBMS verarbeitet werden, können Endanwender auf Daten als Teil von Geschäftsanwendungen zugreifen, Daten hinzufügen sowie aktualisieren. Datenbank-Administratoren (DBAs) überwachen und modifizieren die von ihnen verwalteten Datenbanken. Sie optimieren die Leistung von Datenbank-Servern, ändern Datenbankstrukturen und verwalten Datenbank-Backup- und Wiederherstellungsprozesse.

Was ist ein RDBMS?

Das relationale Datenmodell wurde zunächst vom IBM-Forscher E. F. Codd in einem 1970 veröffentlichten technischen Artikel definiert. Oracle veröffentlichte 1979 das erste kommerzielle RDBMS, als das Unternehmen noch unter dem Namen Relational Software firmierte. Bald darauf begannen auch andere Hersteller Konkurrenzprodukte anzubieten.

SQL - ebenfalls ursprünglich bei IBM entwickelt und dann von Oracle und seinen Konkurrenten übernommen - wurde 1986 standardisiert. Einzelne Hersteller bieten allerdings immer noch Versionen mit proprietären Erweiterungen an. Der Verkauf von relationalen Datenbank-Management-Systemen nahm zu, als in vielen Organisationen das Client-Server-Modell Einzug hielt. Mitte der 90er Jahre begannen dann relationale Systeme den DBMS-Markt zu dominieren.

Relationale Software verwendet als wichtigste Bestandteile das Konzept der Datenbank-Normalisierung und den Zwang von Primär- und Fremdschlüsseln. Letzteres ermöglicht es, zwischen den Datenzeilen in verschiedenen Datenbanktabellen eine Beziehung herzustellen. Durch diese Konzepte entfällt die redundante Speicherung von verwandten Daten in mehreren Tabellen. Dies reduziert nicht nur den Speicherplatz, es vereinfacht auch die Datenbankwartung und ermöglicht das schnellere Abfragen von Datenbanken.

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen DBMS- und RDBMS-Architekturen ist die Unterstützung der relationalen Technologie für die referentielle Integrität und andere Integritätsprüfungen. Diese sollen dazu beitragen, Daten korrekt zu halten und zu verhindern, dass inkonsistente Informationen in Datenbanktabellen eingegeben werden. Auf diese Weise werden die ACID-Eigenschaften - Atomicity, Consistency, Isolation und Durability (Atomarität, Konsistenz, Isolation und Dauerhaftigkeit, AKID) – befolgt, mit denen sichergestellt werden soll, dass Datenbanktransaktionen zuverlässig verarbeitet werden. Dies ist bei anderen DBMS-Typen nicht unbedingt der Fall. Zum Beispiel garantieren viele NoSQL-Datenbanken nur eine eingeschränktere Form der ACID-Konformität, was als eventual consistency bezeichnet wird.

Während diese RDBMS-Konzepte und -Funktionen eine zuverlässige, stabile und relativ robuste Verarbeitung strukturierter Transaktionsdaten ermöglichen, hat die relationale Technologie in einigen Bereichen auch Nachteile. Der größte Nachteil ist die Anforderung, dass Datenbanken in ein starres Schema – eine tabellenartige Struktur - gepresst werden müssen.

Datenbank-Administratoren können dies nur schwer modifizieren. Dieses Manko hat dazu beigetragen, dass sich relationale Datenbanken heute mehr für NoSQL-Software öffnen und in zunehmendem Maße auch für dateibasierte Hadoop-Cluster, die in Big-Data-Umgebungen entstanden sind. Allerdings stehen relationale Datenbanken nach wie vor im Zentrum der meisten IT-Architekturen.

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Artikel wurde zuletzt im September 2017 aktualisiert

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