Mina beschreibt euch in ihrem Artikel die wichtigsten Grundlagen in Sachen Datenbanken sowie weiterführende Konzepte wie Data Ware Houses und Datalakes. Perfekt, wenn du die Begriffe schon oft gehört hast, du dir aber noch nie so richtig vorstellen konntest, was dahintersteckt.
Warum Datenbanken so wichtig sind
Programme verarbeiten eine Vielzahl an Daten und viele dieser Daten sollen auch über die Laufzeit des Programmes hinaus gespeichert werden. Stell dir vor, du spielst auf deinem Computer Schach und musst aber deine Partie unterbrechen, um ein neues Update zu installieren. Nun möchtest du aber nach dem Neustart nicht bei Null beginnen, sondern dein Spiel fortsetzen. Die einfachste Möglichkeit deinen Spielstand zu speichern ist, alle relevanten Informationen in einer einfachen Textdatei lokal auf deinem Rechner zu speichern. Beim Schließen des Programms wird alles in diese Textdatei geschrieben und beim wieder Ausführen wird die Datei gelesen und dein alter Spielstand so abgerufen. Das Speichern von Daten in eine Textdatei hat allerdings viele Nachteile. Erstens ist es ein relativ langsamer Vorgang. Zweitens ist es schwierig Sicherheitsstandards, wie Verschlüsselungen einzubauen und spätestens, wenn mehrere Anwendungen oder mehrere Personen auf diese Dateien zugreifen wollen, kommt es häufig zu Problemen. Um diesen Problemen entgegenzuwirken, nutzt man heutzutage standardisierte Datenbanken. Datenbanken sind demnach wie digitale Bibliotheken, die nicht nur deine Informationen speichern, sondern sie auch ordentlich sortieren, sie schützen und bei Bedarf auch schnell wiederfinden. Anders als einfache Textdateien bieten sie viele Vorteile, die dafür sorgen, dass Daten sicher und effizient verwaltet werden.
1. Schneller Zugriff auf Daten
Stell dir vor, du suchst in einem dicken Buch nach einem bestimmten Wort. Wenn du Seite für Seite durchblättern musst, dauert das ewig. Eine Datenbank hingegen funktioniert wie ein digitales Inhaltsverzeichnis, das genau weiß, wo alles steht. Dank unterschiedlicher Suchalgorithmen findest du selbst in riesigen Datenmengen blitzschnell, was du suchst. Ob die beliebtesten Bücher einer bestimmten Kategorie oder die Kontaktdaten von einer Kundin in einem Online-Shop – eine Datenbank ist optimiert, solche Informationen in Sekundenbruchteilen bereitzustellen.
2. Mehrere Nutzer:innen können gleichzeitig auf die Daten zugreifen
Ein weiterer wichtiger Vorteil von Datenbanken ist, dass mehrere Personen gleichzeitig mit den gespeicherten Daten arbeiten können. Nehmen wir an, du und deine Freundin spielen beide Schach auf demselben Online-Portal. Während du deinen Spielstand abspeicherst, möchte deine Freundin gerade ihr Spiel fortsetzen. Wenn beide Aktionen gleichzeitig mit Hilfe einer Textdatei ausgeführt würden, käme es schnell zu einem Durcheinander. Eine Datenbank kann jedoch solche gleichzeitigen Zugriffe sauber koordinieren, sodass genau die gewünschte Aktion, ohne dass Daten verloren gehen oder durcheinandergeraten, ausgeführt werden kann. Hierzu werden durch sogenannte Locking-Mechanismen die Schreib- und Leserechte auf die Datenbank verwaltet und somit wird sichergestellt, dass die Anfragen in einer geregelten Reihenfolge und ohne Konflikte bearbeitet werden.
3. Datensicherheit und Schutz vor unbefugtem Zugriff
Die Sicherheit deiner Daten ist ebenfalls ein entscheidender Punkt. Denk an die Textdatei auf deinem Computer: Wenn jemand Zugriff auf deinen Rechner hat, könnte diese Person die Datei einfach öffnen und alles lesen oder sogar verändern. Datenbanken bieten hingegen viele eingebaute Sicherheitsfunktionen. So werden sensible Informationen, wie Passwörter oder private Nachrichten, zentral verschlüsselt und gespeichert. Einzelne Programme brauchen diese Funktionalitäten entsprechend nicht bereitzustellen. Zudem gibt es in einer Datenbank die Möglichkeit, genau zu steuern, wer welche Daten sehen und bearbeiten darf.
4. Datenintegrität und Verlässlichkeit
Ein weiteres Problem bei der Speicherung in einfachen Textdateien ist die Gefahr von Datenverlust oder fehlerhaften Daten. Wenn die Datei beschädigt wird, könnten wichtige Informationen verloren gehen. Datenbanken hingegen nutzen spezielle Mechanismen, um sicherzustellen, dass Daten korrekt und vollständig gespeichert werden. Auch wenn es zu einem Systemfehler kommt, können Datenbanken in der Regel die zuletzt gespeicherten Daten wiederherstellen und so dafür sorgen, dass nichts verloren geht. Das nennt man „Transaktionssicherheit“. Stell dir das wie einen „Rückgängig-Button“ vor, der es dir erlaubt, auch nach einem Fehler oder einer Unterbrechung wieder zum letzten sicheren Stand zurückzukehren. In den meisten Datenbanken geschieht dies durch ein Log, welches über einen bestimmten Zeitraum die Aktionen einer Datenbank in einer vereinfachten Form festhält. Bei einem Crash kann das Programm die Log-Datei durchlaufen und die Schlüsselaktionen wiederausführen, um so den aktuellen Stand wiederherzustellen.
Zusammengefasst: Warum Datenbanken so nützlich sind
Datenbanken bieten also eine Menge Vorteile gegenüber einfachen Textdateien. Sie ermöglichen einen schnellen und sicheren Zugriff auf Daten, auch wenn viele Nutzer:innen gleichzeitig darauf zugreifen wollen. Dank ihrer Sicherheitsmechanismen schützen sie sensible Informationen vor unbefugtem Zugriff und garantieren, dass deine Daten auch bei Fehlern oder Ausfällen erhalten bleiben. All diese Eigenschaften machen Datenbanken zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Welt der IT – egal ob du ein Spiel speicherst, ein Online-Shop große Mengen an Kundendaten verwaltet oder ein soziales Netzwerk Millionen von Nachrichten sicher speichern muss.
Nächste Woche gibt es den zweiten Teil rund um die weiterführende Konzepte in der Welt der Datenbanken. Lies in der Zwischenzeit unseren Artikel zu Data Science und folge uns auf Instagram, um kein Update mehr zu verpassen.