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26.05.1989 - 

NF2-Datenmodell ermöglicht flexiblere Datenstrukturierung:

Mehr Power für relationale Systeme

Eine Erweiterung zum relationalen Modell stellt die NF2-Relation dar. Datenbanken, die auf diesem Konzept basieren, lassen auch nicht normalisierte Relationen zu. Den Pluspunkt eines solchen DB-Ansatzes sieht Benno Schneiders* vor allem darin, daß sich die Vorteile hierarchischer und vernetzter Datenbanken mit denen des relationalen DB-Designs verbinden lassen.

Ein Datenbanksystem in einer technischen Umgebung muß über den Aufgabenbereich eines normalen Informationssystems hinaus einen besonders schnellen Zugriff auf Datenbestände erlauben. Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Strukturierungsmöglichkeiten der Daten in diesen Anwendungen sehr hoch.

Die Forderungen nach vertretbarem Speicherbedarf, kurzen Antwortzeiten und Ausfallsicherheit übersteigen in Anwendungsbereichen wie CIM, Logistik und Prozeßsteuerung meist die Möglichkeiten der im kommerziellen Umfeld eingesetzten relationalen Datenbanksysteme. Deshalb werden auch heute im technischen Umfeld noch häufig sehr teure Individuallösungen gewählt, da sich damit definierte Zugriffspfade und Zugriffszeiten garantieren lassen.

Sowohl hierarchische als auch relationale Datenbank

Einen Ausweg bieten moderne NF2-Datenbanken (NF2 = non first normal form), die im Gegensatz zur rein relationalen Datenbank auch nicht normalisierte Relationen zulassen und dadurch die Vorteile hierarchischer und vernetzter Datenbanken (eindeutig definierte Zugriffspfade) mit denen des relationalen Datenbank-Designs (flexible Auskunftsfähigkeit und einfache Änderungsmöglichkeiten der Datenstrukturen) verbinden. Hieraus resultiert eine wesentlich bessere Speicherung und Verarbeitung von Daten als bei rein relationalen Systemen.

Da bei großen Datenmengen der erforderliche Speicherbedarf und das Antwortzeitverhalten überproportional steigen, kommt es für den Einsatz im technischen Bereich wesentlich auf die Bereitstellung spezieller Datenstrukturen zur Unterstützung der Anwendung an.

Relationale Datenbanksysteme legen ihre Informationen in Tabellen beziehungsweise Relationen ab. Die einfachen Datenstrukturen sowie die mächtigen relationalen Operatoren ermöglichen die Flexibilität bei der Datenauswertung. Einfache Probleme tauchen in dem Moment auf, wenn die zu beschreibenden Datenobjekte und deren Beziehungen untereinander komplex werden. Insbesondere die Beziehungen sind häufig nur durch zusätzliche Relationen abzubilden. Dadurch ist erheblich mehr Speicherbedarf erforderlich, und der Zugriff auf ein Datenobjekt macht etliche zusätzliche Plattenzugriffe nötig.

Probleme ergeben sich im wesentlichen aus folgendem Grund: Schon die erste Normalform des relationalen Datenmodells fordert, daß jeder Attributwert elementar ist. Im Gegensatz dazu ermöglicht das NF2-Datenmodell eine wesentlich flexiblere Strukturierung der Daten. Es erlaubt, daß die Attribute einer Relation auch aus mehrfach und zusammengesetzten Werten bestehen dürfen. Die Attribute können sogar selber wieder Relationen sein. Trotzdem stehen dem Nutzer die gleichen Operationen auf den Daten zur Verfügung, die er von den relationalen Systemen her kennt.

Durch diese Erweiterung läßt sich zum Beispiel auf einfache Art die Abhängigkeit zwischen Relationen darstellen. Ober Schlüsselbegriffe (Deskriptoren) kann direkt auf die Komponente der über- beziehungsweise untergeordneten Teile zugegriffen werden. Bei ausreichender Verfügbarkeit an Hauptspeicher werden die Schlüsselbegriffe hauptspeicherresident gehalten. Dadurch reduzieren sich die Plattenspeicherzugriffe auf das absolut notwendige Minimum.

Die Diskussionen über die Erweiterungen des relationalen Datenmodells sind schon recht lange im Gange. Angeregt wurden sie insbesondere durch die Einführung des Begriffs "komplexe Objekte" in technischen Applikationen. In diesen Bereichen haben die Konzepte in den letzten Jahren auch eine wesentliche Bedeutung erhalten. So werden die modernen NF2-Datenbanksysteme heute in der Lagerhaltung, bei der Leittechnik, bei der Produktionssteuerung. und in der Warenwirtschaft eingesetzt.

Aber auch bei den konventionellen Datenbankanwendungen kann man häufig beobachten, daß bei der Abbildung der realen Welt in Datenstrukturen häufig Wiederholungsgruppen oder ähnliches vorkommen. Diese werden dann künstlich in unterschiedliche Relationen separiert. Auch in diesen Anwendungen können die NF2-Datenbanksysteme erhebliche Unterstützung leisten.