Aufbau und Architektur eines DBMS

Ein DBMS ist keine monolithische Software, sondern besteht aus mehreren zusammenarbeitenden Komponenten. Das Verständnis dieser Architektur ist grundlegend für die professionelle Arbeit mit Datenbanken.

Die Drei-Schichten-Architektur (ANSI/SPARC-Modell)

Das weitverbreitete ANSI/SPARC-Modell beschreibt drei logische Ebenen, die voneinander unabhängig sind:

• Externe Schicht (View-Ebene): Diese Ebene definiert, wie verschiedene Nutzergruppen die Daten sehen. Ein Buchhalter sieht andere Daten als ein Lagerist — obwohl beide auf dieselbe physische Datenbank zugreifen.
• Konzeptuelle Schicht (logische Ebene): Hier wird die gesamte Datenbankstruktur aus fachlicher Sicht beschrieben — welche Tabellen es gibt, welche Beziehungen zwischen ihnen bestehen und welche Regeln gelten.
• Interne Schicht (physische Ebene): Diese Ebene beschreibt, wie die Daten tatsächlich auf dem Speichermedium abgelegt sind — Dateistrukturen, Indizes, Speicherblöcke.

Der entscheidende Vorteil dieser Trennung: Änderungen auf einer Ebene erfordern keine Anpassungen auf den anderen Ebenen. Das nennt man Datenunabhängigkeit.

Zentrale Komponenten eines DBMS

• Query Processor: Nimmt SQL-Anfragen entgegen, analysiert und optimiert sie und leitet sie an die Speicher-Engine weiter.
• Storage Engine: Verwaltet die physische Speicherung und den Abruf von Daten.
• Transaktionsmanager: Stellt sicher, dass mehrere gleichzeitige Zugriffe korrekt und konsistent ablaufen (ACID-Eigenschaften, siehe Abschnitt 1.4).
• Zugriffskontrolle: Regelt, welcher Nutzer welche Operationen auf welchen Daten ausführen darf.
• Katalog (Data Dictionary): Speichert Metadaten — also Informationen über die Struktur der Datenbank selbst (Tabellennamen, Spaltentypen, Constraints usw.).