Relationale Datenbank

Dieser Text beschreibt Relationale Datenbank.

Eine relationale Datenbank ist eine Datenbank, die auf dem relationalen Datenmodell basiert. Die Daten werden dabei in Form von zweidimensionalen Tabellen verwaltet, die über Schlüssel (Primärschlüssel, Fremdschlüssel) miteinander verknüpft werden können. Die meisten in der Praxis eingesetzten Datenbanksysteme (Relationale Datenbankmanagementsysteme, kurz RDBMS) sind für relationale Datenbanken konzipiert. In dem allgemeinen Sprachgebrauch ist darum häufig eine Relationale Datenbank bzw. ein relationales Datenbanksystem gemeint, wenn von Datenbanken die Rede ist.

Für relationale Datenbanken gibt es mit SQL eine verbreitete und teilweise standardisierte Abfragesprache.

Zur Modellierung von relationalen Datenbanken wird meist das Entity-Relationship-Modell oder Varianten davon benutzt.

Früher wurden in der betrieblichen Datenverarbeitung hierarchische Datenbanken benutzt. Sie kommen in Spezialfällen auch heute noch zu dem Einsatz.

Zum Teil werden die relationalen Datenbanken durch objektorientierte Datenbanken abgelöst. Relationale Datenbanken sind aber derzeit stets noch die am meisten verbreitete Datenbankform und es ist nicht klar, ob sich die objektorientierten Datenbanken durchsetzen werden. Die großen Datenbankhersteller fügen ihren relationalen Datenbanken objektorientiertes Merkmalen hinzu.== Theorie der Relationalen Datenbanken ==

Die Grundlagen der Theorie der relationalen Datenbank wurden von Edgar F. Codd in den 1960ern und 1970ern gelegt und in seiner Arbeit "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks" (erschienen in Communications of the ACM, Vol. 13, No. 6, June 1970, S. 377-387) beschrieben. Theoretisch basieren alle Operationen auf der Relationalen Algebra.

Die erste kommerziell erfolgreiche relationale Datenbank wurde jedoch erst Ende der 1970er von der Firma Oracle auf den Markt gebracht.

1986 hat Codd in der Computer World einen zweiteilligen Artikel mit 12 strengen Anforderungen veröffentlicht, welche ein RDBMS aus seiner Sicht erfüllen muss. Dabei sind die Regeln so streng, dass kein zur Zeit verfügbares Datenbanksystem alle erfüllt. Besondere Probleme bereiten die Regeln 6, 9, 10, 11 und 12. Da es aktuell (Februar 2004) noch keine eindeutigen, allgemeinverständliche Übersetzungen gibt, sind hier die Originalüberschriften auf Englisch aufgeführt:

1. The Information Rule
2. Guaranteed Access Rule
3. Systematic Treatment of Null Values
4. Dynamic On-line Catalog Based on the Relational Model
5. Comprehensive Data Sublanguage Rule
6. View Update Rule
7. High-level Insert, Update and Delete
8. Physical Data Independence
9. Logical Data Independence
10. Integrity Independence
11. Distribution Independence
12. Nonsubversion Rule

Zusätzlich hat Codd noch die Regel 0 definiert, wonach jeder Zugriff ca. durch relationale Fähigkeiten stattfinden darf.

Die Grundregeln für eine relationale Datenbank (nach Codd) lassen sich wie folgt beschreiben:

• Jede Relation ist eine zweidimensionale Tabelle und entspricht einem Entity-Typ
• Jede Zeile dieser Tabelle wird Tupel genannt und beschreibt ein konkretes Entity des Entity-Typs, den die Tabelle darstellt
• Jede Spalte der Tabelle entspricht einem Attribut des Entity-Typs. Die konkreten Entities werden somit durch die entsprechenden Attributwerte beschrieben.
• Der Grad einer Relation ist die Anzahl der Attribute
• Existiert für ein Attribut eine begrenzte Anzahl von Attributwerten, so wird die Zusammenfassung aller Attributwerte für dieses Attribut Domäne genannt
• Die Existenz zweier identischer Zeilen ist ungültig
• Es ist nicht relevant, in welcher Reihenfolge Zeilen bzw. Spalten der Tabelle angeordnet sind
• Attribute sind atomar

Ende 1990 hat Codd in seinem Buch The Relational Model for Database Management - Version 2, Addison-Wesley 1990 die bisherigen 12 Regeln auf 333 Regeln differenziert, die allgemeine Akzeptanz gefunden haben.