imported>Saehrimnir: /* Schematische Heterogenität */ BKL Fix

2025-07-29T07:32:48Z

Schematische Heterogenität: BKL Fix

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Ein '''Schema''', '''Datenschema''' oder '''Relationsschema''' ([[Plural]] ''Schemata'' oder ''Schemas'', auch ''Schemen''<ref>[https://www.duden.de/rechtschreibung/Schema Duden]</ref>) ist in der [[Informatik]] eine formale Beschreibung der Struktur von [[Daten]]. Besondere Bedeutungen haben Schemata im Zusammenhang mit [[Datenbank]]en. Ein Datenbankschema umfasst alle Objekte, die ein privilegierter Datenbanknutzer (Schema-Eigentümer) kreiert hat. Zu diesen Objekten zählen Tabellen, Ansichten (Views), Synonyme, Sequenzen usw. und können von anderen Datenbanknutzern verwendet werden, sofern der Schema-Eigentümer die Privilegien entsprechend vergeben hat.

Üblicherweise ist das Schema selbst in einer [[Formale Sprache|formalen Sprache]] definiert, so dass sich Daten automatisch darauf überprüfen lassen, ob sie dem Schema entsprechen. Ein bekanntes Beispiel für eine solche Beschreibungssprache ist [[XML-Schema]] für [[Extensible Markup Language|XML]].

== Aspekte ==
Schemata können hinsichtlich ihrer Komplexität von einfachen Attributlisten bis zu komplexen [[Ontologie (Informatik)|Ontologien]] reichen. Grundsätzlich enthalten Schemata Definitionen von [[Relation (Datenbank)|Relationen]] als [[Tupel (Informatik)|Tupel]] von Attributen, denen in vielen Fällen [[Datentyp]]en zugewiesen sein können. Je nach Art des Schemas sind zusätzlich Beziehungen und Bedingungen zwischen verschiedenen Relationen und zusätzliche Regeln möglich. Datentypen (beispielsweise Zahlen, Zeichenketten, Datumsformate …) sind als Bestandteil eines Schemas selbst durch Regeln beschrieben, die jedoch meist als gegeben vorausgesetzt werden. Im Rahmen der [[Objektorientierte Modellierung|Objektorientierten Modellierung]] werden komplexe Datentypen aus einfachen Datentypen zusammengesetzt, wobei man statt von Datentypen auch von [[Objekt (Programmierung)|Objekten]] spricht.

== Schemata in Datenbanken ==
Eine wichtige Rolle spielen Schemata im Zusammenhang mit Datenbanken. Hier spricht man oft auch vom ''Datenbankschema''. Das Schema legt dabei fest, welche Daten in einer Datenbank in welcher Form gespeichert werden können und welche Beziehungen zwischen den Daten bestehen. Speziell bei [[Relationale Datenbank|Relationalen Datenbanken]] ist Schema ein [[SQL]]-Objekt, in dem die Tabellen und deren Attribute sowie zur Sicherstellung der [[Konsistenz (Datenspeicherung)#Konsistenz in klassischen relationalen Datenbanken|Konsistenz]] die [[Integritätsbedingung]]en festgelegt werden. Hierzu gehören insbesondere die Festlegung von Wertebereichen einzelner Attribute und von [[Referentielle Integrität|Fremdschlüsselbeziehungen]] sowie Existenz- und Eindeutigkeitsbedingungen. Datenbanksysteme speichern die Schemata der verwaltenden Datenbanken in einem besonderen Bereich, dem [[Data-Dictionary]], ab.

Die [[ANSI-SPARC-Architektur]], auch Drei-Ebenen-Architektur genannt, beschreibt den grundlegenden Aufbau eines [[Relationale Datenbank|relationalen]] [[Datenbanksystem]]s, wobei drei Schemata verwendet werden:

# Die ''externen Schemata'', die formal beschreiben, wie sich die Datenbank den Benutzer(gruppe)n und Anwendungen darstellt (individuelle anwendungsorientierte Sicht).
# Das ''konzeptionelle oder konzeptuelle Schema'', in dem auf Basis des [[Semantisches Datenmodell|semantischen Datenmodells]] die Sachlogik formal beschrieben wird (fachliche Sicht).
# Das ''interne Schema'', das formal darstellt, wie und wo die Daten in der Datenbank gespeichert werden (technische Sicht).

== Beispiele ==
=== Schema einer CSV-Datei ===
{{Hauptartikel|CSV-Datei}}
<pre>VORNAME; NACHNAME; STRASSE; ORT</pre>

=== Schema für XML-Daten in Form einer Dokumenttypdefinition (DTD) ===
<pre><!ELEMENT PERSON (VORNAME, NACHNAME, ADRESSE+)>
<!ELEMENT VORNAME (#PCDATA)>
<!ELEMENT NACHNAME (#PCDATA)>
<!ELEMENT ADRESSE (STRASSE, ORT)>
<!ELEMENT STRASSE (#PCDATA)>
<!ELEMENT ORT (#PCDATA)></pre>

Diese [[Dokumenttypdefinition]] (nicht zu verwechseln mit [[XML Schema]]) beschreibt, dass PERSON-Elemente aus genau einem Vornamen, genau einem Nachnamen und mindestens einer Adresse bestehen. Adresse besteht aus Straße und Ort; Vorname, Nachname, Straße und Ort bestehen aus [[PCDATA|#PCDATA]], d. h. parsed character data, also einfachem Text, der nicht weiter gegliedert ist.

=== Schemata für Daten im Semantischen Web ===
{{Hauptartikel|Semantisches Web}}
Ein Beispiel für eine [[Ontologie (Informatik)|Ontologie]] findet sich unter [[Web Ontology Language]].

== Entwurf ==
Der Entwurf von Schemata ([[Datenmodellierung]]) hängt stark von der Herangehensweise ab. Grundsätzlich lassen sich unter anderem das [[Entity-Relationship-Modell]] und die [[Objektorientierte Modellierung]] unterscheiden.

== Schematische Heterogenität ==
Um Daten, denen unterschiedliche Schemata zugrunde liegen, zu [[Konvertierung (Informatik)|konvertieren]] oder zusammenzuführen, ist auch eine [[Schematransformation und -integration|Transformation und Integration]] ihrer Schemata notwendig. Dies ist in der Praxis vor allem bei der [[Datenmigration]] und [[Informationsintegration]] notwendig.

Die [[Heterogenität (Informatik)|Heterogenität]] kann sowohl die Struktur als auch die Semantik betreffen, wobei sich strukturelle Unterschiede wesentlich leichter überbrücken lassen. Der Übergang von strukturellen zu semantischen Unterschieden ist jedoch nicht immer eindeutig.

Typische strukturelle Unterschiede betreffen die Reihenfolge von Attributen, Namenskonflikte, das sind unterschiedliche Namen für gleiche Attribute ([[Synonymie|Synonym]]e) oder gleiche Namen für unterschiedliche Attribute ([[Homonym]]e), flache Strukturen (SQL) im Gegensatz zu hierarchischen Strukturen (XML), der Grad der Normalisierung und unterschiedliche Datenformate mit gleicher Ausdruckskraft.

Semantische Heterogenität besteht, wenn die einzelnen Konzepte der unterschiedlichen Schemata nicht übereinstimmen. Stattdessen liegt eine Inklusion oder Überlappung vor, die bis zu einem gewissen Grad hingenommen werden muss.

Eine zwischen struktureller und schematischer anzusiedelnde Heterogenität sind im Detail voneinander abweichende Datentypen ([[Maßeinheit]]en, Genauigkeiten etc.).

== Siehe auch ==
* [[Relationenschema]]
* [[Object-relational impedance mismatch]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4290412-2}}

[[Kategorie:Datenbankmodellierung]]

Schema (Informatik) - Versionsgeschichte

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