Diese wissenschaftliche Arbeit soll einen grundlegenden Überblick über die Themen relationale Datenbanken und nicht relationale Datenbanken geben. Durch die enorm wachsenden Datenmengen, extrem vielen Zugriffen auf diese Daten und der Notwendigkeit zur horizontalen Skalierung, treten neue Datenbankmodelle und –konzepte auf dem Markt auf. Der Fokus dieser Seminararbeit liegt daher auf den Charakteristika dieser beiden Datenbankmodelle und den sich ändernden Anforderungen, hervorgerufen durch das Aufkommen des Webs 2.0 an eine Datenbank. Der Aufbau dieser Seminararbeit ist so strukturiert, dass anfänglich kurz auf die Geschichte und ein paar Grundlagen der relationalen Datenbanken eingegangen wird. Danach folgt eine detaillierte Beschreibung des ACID-Konsistenzmodells (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) und dessen Eigenschaften, die mit Beispielen verdeutlicht werden. Im zweiten Teil der Seminararbeit wird detailliert auf das Thema „nicht relationale Datenbanken“ eingegangen. Zunächst erfolgt ein kurzer Überblick über die Entstehungsgeschichte der nicht relationalen Datenbanken. Danach wird näher auf die Schwachstellen von relationalen Datenbanken eingegangen und auf diesem Weg ein Vergleich zu NoSQL geschaffen. Anschließend werden Erkenntnisse aus dem CAP-Theorem bei verteilten Datenbanken vorgestellt. Im Folgenden wird das Konsistenzmodell BASE, dass von NoSQL-Datenbanken vorzugsweise eingesetzt wird, erläutert.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Relationale Datenbanken
- 2.1 Geschichtliches
- 2.2 Grundlagen
- 2.3 ACID-Konsistenzmodell
- 2.3.1 Atomicity
- 2.3.2 Isolation
- 2.3.3 Consistency
- 2.3.4 Durability
- 3 Nicht relationale Datenbanken
- 3.1 Geschichtliches
- 3.2 Warum NoSQL? - Ein Vergleich
- 3.3 CAP-Theorem
- 3.3.1 Consistency
- 3.3.2 Availability
- 3.3.3 Partition Tolerance
- 3.4 BASE-Modell
- 4 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese wissenschaftliche Arbeit zielt darauf ab, einen grundlegenden Überblick über relationale und nicht-relationale Datenbanken zu liefern. Im Fokus stehen die Charakteristika beider Modelle und die durch das Web 2.0 veränderten Anforderungen an Datenbanken. Die Arbeit beleuchtet die historische Entwicklung beider Ansätze und vergleicht ihre jeweiligen Stärken und Schwächen.
- Historische Entwicklung relationaler und nicht-relationaler Datenbanken
- Vergleich der Charakteristika relationaler und nicht-relationaler Datenbanken
- Das ACID-Konsistenzmodell relationaler Datenbanken
- Das CAP-Theorem und das BASE-Modell für nicht-relationale Datenbanken
- Anforderungen an Datenbanken im Kontext von Web 2.0
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung beschreibt den Zweck der Arbeit – einen Überblick über relationale und nicht-relationale Datenbanken zu geben – und begründet die Relevanz des Themas durch die wachsenden Datenmengen und die Notwendigkeit der horizontalen Skalierung. Sie skizziert den Aufbau der Arbeit, der sich auf die Geschichte und Grundlagen relationaler Datenbanken konzentriert, gefolgt von einer detaillierten Beschreibung des ACID-Modells und im zweiten Teil auf die nicht-relationalen Datenbanken, deren Entstehungsgeschichte, den Vergleich mit relationalen Datenbanken, das CAP-Theorem und das BASE-Modell eingeht.
2 Relationale Datenbanken: Dieses Kapitel befasst sich mit der Geschichte und den Grundlagen relationaler Datenbanken. Es beginnt mit der Beschreibung der Grundidee des relationalen Datenbankmodells, der Speicherung von Daten in Form von Relationen, und erwähnt die wegweisende Studie von Edgar F. Codd aus dem Jahr 1970. Das Kapitel beschreibt die Entwicklung des ersten Prototyps eines relationalen Datenbankmanagementsystems (RDBMS) namens „System R“ und die Entstehung der SQL-Abfragesprache aus SEQUEL. Es wird auf die Kernkonzepte und die Struktur relationaler Datenbanken eingegangen, ohne jedoch in Details zu den einzelnen Aspekten einzutauchen.
3 Nicht relationale Datenbanken: Dieses Kapitel behandelt nicht-relationale Datenbanken. Zuerst wird ein kurzer Überblick über deren Entstehungsgeschichte gegeben. Anschließend werden die Schwächen relationaler Datenbanken im Vergleich zu NoSQL-Datenbanken analysiert. Ein wichtiger Bestandteil dieses Kapitels ist die Erläuterung des CAP-Theorems für verteilte Datenbanken. Abschließend wird das BASE-Konsistenzmodell, welches typischerweise in NoSQL-Datenbanken eingesetzt wird, detailliert beschrieben. Der Vergleich zwischen den beiden Datenbanktypen wird im Kontext der Anforderungen des Web 2.0 betrachtet.
Schlüsselwörter
Relationale Datenbanken, Nicht-relationale Datenbanken, NoSQL, ACID-Modell, BASE-Modell, CAP-Theorem, SQL, Skalierbarkeit, Web 2.0, Datenbankmanagement, Datenmengen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu: "Übersicht relationaler und nicht-relationaler Datenbanken"
Was ist der Inhalt dieser wissenschaftlichen Arbeit?
Diese Arbeit bietet einen umfassenden Überblick über relationale und nicht-relationale Datenbanken. Sie beleuchtet die historische Entwicklung beider Datenbanktypen, vergleicht ihre Charakteristika und untersucht die durch Web 2.0 entstandenen Anforderungen an Datenbanken. Die Arbeit enthält eine Einleitung, Kapitel zu relationalen und nicht-relationalen Datenbanken mit detaillierten Erklärungen des ACID-Modells und des CAP-Theorems bzw. BASE-Modells, sowie eine Zusammenfassung und Schlüsselwörter.
Welche Themen werden in der Arbeit behandelt?
Die Arbeit behandelt folgende Themenschwerpunkte: die historische Entwicklung relationaler und nicht-relationaler Datenbanken, einen Vergleich der Charakteristika beider Datenbanktypen, das ACID-Konsistenzmodell für relationale Datenbanken, das CAP-Theorem und das BASE-Modell für nicht-relationale Datenbanken, sowie die Anforderungen an Datenbanken im Kontext von Web 2.0.
Was sind relationale Datenbanken und was sind ihre Hauptmerkmale?
Relationale Datenbanken speichern Daten in Tabellenform (Relationen). Die Arbeit beschreibt die Grundidee des relationalen Datenbankmodells, die Entwicklung des ersten RDBMS ("System R") und die Entstehung der SQL-Sprache. Das ACID-Modell (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) garantiert die Datenintegrität in relationalen Datenbanken. Die Arbeit geht auf die Kernkonzepte und die Struktur ein, ohne jedoch in Details zu den einzelnen Aspekten einzutauchen.
Was sind nicht-relationale Datenbanken (NoSQL) und wie unterscheiden sie sich von relationalen Datenbanken?
Nicht-relationale Datenbanken (NoSQL) bieten alternative Datenmodelle zu relationalen Datenbanken. Die Arbeit beleuchtet die Entstehungsgeschichte von NoSQL-Datenbanken und analysiert deren Vorteile gegenüber relationalen Datenbanken, insbesondere im Kontext von Web 2.0 und großen Datenmengen. Das CAP-Theorem (Consistency, Availability, Partition tolerance) und das BASE-Modell (Basically Available, Soft state, Eventually consistent) werden als wichtige Konzepte für nicht-relationale Datenbanken erklärt. Der Vergleich zwischen den beiden Datenbanktypen wird im Kontext der Anforderungen des Web 2.0 betrachtet.
Was ist das ACID-Modell und wo wird es angewendet?
Das ACID-Modell (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) beschreibt die Eigenschaften von Transaktionen in relationalen Datenbanken. Es garantiert die Datenintegrität, indem es sicherstellt, dass Transaktionen entweder vollständig ausgeführt oder gar nicht ausgeführt werden (Atomicity), dass die Daten konsistent bleiben (Consistency), dass Transaktionen voneinander isoliert ablaufen (Isolation) und dass die Änderungen dauerhaft gespeichert werden (Durability).
Was ist das CAP-Theorem und das BASE-Modell?
Das CAP-Theorem besagt, dass in verteilten Datenbanken maximal zwei der drei Eigenschaften Consistency, Availability und Partition tolerance gleichzeitig gewährleistet werden können. Das BASE-Modell beschreibt ein alternatives Konsistenzmodell für nicht-relationale Datenbanken, das auf "Basically Available", "Soft state" und "Eventually consistent" basiert. Es bietet einen Kompromiss zwischen Konsistenz und Verfügbarkeit, der besonders für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Skalierbarkeit und Verfügbarkeit geeignet ist.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Relationale Datenbanken, Nicht-relationale Datenbanken, NoSQL, ACID-Modell, BASE-Modell, CAP-Theorem, SQL, Skalierbarkeit, Web 2.0, Datenbankmanagement, Datenmengen.
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- Anonym (Author), 2015, Vergleich relationaler und nicht relationaler Datenbanken, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/418161
