Informationstechnik für die 'Fachlichkeit' (1)

Daten- und Informationsmodelle

24. Juni 2013 | Von | Kategorie: AKTUELLES

„Informationsmodell“ – was für ein harmloses Wort! Dabei ist das Informationsmodell der entscheidende Faktor für die Qualität eines polizeilichen Informationssystems. Und wesentlich für seine Fähigkeit zum Informationsaustausch mit anderen polizeilichen Informationssystemen. Für Sie – als Mitentscheider aus der polizeilichen Fachlichkeit – lohnt es sich daher, sich mit dem „Informationsmodell“ etwas näher vertraut zu machen.

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Datenbanksystem? Informationsmodell? Datenmodell? – auch Experten wissen häufig nicht genau, was eigentlich was ist. So kommt es dann zu Veröffentlichungen, wie dieser Antwort [1] auf eine Anfrage eines CDU-Abgeordneten in der Hamburgischen Bürgerschaft:

NNN „ist ein hochflexibles Datenbanksystem. Diese Flexibilität ermöglicht eine Anpassung an unterschiedliche Datenmodelle wie zum Beispiel ein Informationsmodell Polizei (IMP), welches derzeit als einheitliches Datenmodell zwischen den Ländern und dem Bund abgestimmt wird.“

Ja, was denn nun? fragt sich der irritierte Leser: Ist „Informationsmodell“ und „Datenmodell“ denn ein- und dasselbe?! Die eindeutige Antwort lautet: Nein! Richtig ist vielmehr, dass im Inneren jedes Informationssystems eine Datenbank steckt. Und dass für jede Datenbank sowohl ein Informationsmodell notwendig ist, als auch ein Datenmodell. Das Datenbank(verwaltungs)system dagegen ist eine Art „Betriebssystem“ für die Datenbank, das der Entwickler allenfalls nutzen kann. Doch was ist jetzt was?!

Die Begriffsverwirrung geht zurück auf Fachbegriffe aus Amerika, woher die heute verwendete Datenbanktechnik stammt. Ursprünglich amerikanische Fachbegriffe wurden eingedeutscht und werden heute zunehmend unfachmännisch bzw. unzulässig verkürzt benutzt. Schauen wir’s uns im Einzelnen an:

Die Entwicklung einer Datenbank wird im Amerikanischen als ‚Modelling‘, also ‚Modellierung‘ bezeichnet, das Ergebnis dieses Prozesses als das ‚data(base) model‘, also das ‚Daten(bank)modell‘. Aus dem früher verwendeten ‚data base ….‘ bzw. ‚Datenbank…‘ ist inzwischen nur der Bestandteil ‚data‘ / ‚Daten…‘ übriggeblieben. Man spricht heute also eher von ‚data()model‘ bzw. ‚Daten()modell‘.

Es gibt jedoch nicht ein und nur ein Datenmodell für eine Datenbank, sondern eigentlich mehrere Datenmodelle pro Datenbank. Und das kam so: Das amerikanische Standardisierungsinstitut ANSI hat sich schon in den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts mit der Frage der effektiven Datenbankentwicklung beschäftigt. Dabei herausgekommen ist die Empfehlung, dass Datenbanken in einem mehrstufigen Entwicklungsprozess entwickelt werden sollten. Und am Ende jedes Teil-Entwicklungsschrittes stand ein „Datenmodell“ mit einer ganz bestimmten Bezeichnung. Uns interessiert im Folgenden

  • das „externe Datenmodell“ = Informationsmodell und
  • das physische Datenmodell.

Aufgabe für die Fachlichkeit:
Das „externe Datenmodell“ oder „Informationsmodell“

Am Anfang der Entwicklung ist die Fachlichkeit gefragt, also die späteren Anwender: Sie sollen definieren, welche Informationen in der neuen Datenbank gespeichert werden sollen bzw. welche Fragen die neue Datenbank beantworten soll. Nehmen wir eine Autovermietung als Beispiel: Eine Datenbank für eine Autovermietung muss in der Lage sein, Informationen über Fahrzeuge, Standorte, Verleih-Transaktionen, Fahrer und Mieter des Fahrzeugs, sowie Rechnungsempfänger zu speichern.

Man nennt solche Elemente „Informationsobjekte“, weil ein Objekt, z.B. über ein Fahrzeug, in der Datenbank die relevanten Informationen über ein konkretes Fahrzeug in der Wirklichkeit enthält. Das Informationsobjekt ist das Abbild eines bestimmten Objekts in der Datenbank. Dass man Informationsobjekte zu „Gattungen“ zusammenfasst, sie werden als „Objekttypen“ bezeichnet, hat den Zweck, gleichartige Objekte zu gruppieren, um sie miteinander vergleichbar zu machen.

Für jeden Objekttyp wird auch noch festgelegt, welche Einzelinformationen, sie werden Merkmale genannt, benötigt werden, um ein Objekt des jeweiligen Typs näher zu identifizieren oder zu beschreiben. Dafür werden Merkmals-„Gattungen“ gebildet, das sind z.B. für Fahrzeuge Kennzeichen, Zulassungsdatum, der Fahrzeugtyp, das Modell und der Hersteller oder für Personen Familienname und Vorname, Geburtsdatum und Geburtsort.

Das Ergebnis dieses Entwicklungsschrittes wird als ‚external data(base)model / ‚externes Datenmodell‘ bezeichnet. Dieser fachlich korrekte Begriff wurde im Deutschen allerdings zunehmend verdrängt vom Begriff ‚Informationsmodell‘. Wie man als Experte aus der „Fachlichkeit“ zur Entwicklung eines Informationsmodells beitragen kann, erfahren Sie im nächsten Teil dieser Serie.

Aufgabe für die Techniker:
Das „physische Datenmodell“

In den Empfehlungen des amerikanischen Standardisierungsinstituts ANSI ist ein weiterer Entwicklungsschritt für eine Datenbank beschrieben: Sein Ergebnis wird als das ‚physical data model‘ bezeichnet, im Deutschen wurde daraus das ‚physische Datenmodell‘. Es beschreibt, welche Speicherstrukturen auf der Datenbank eingerichtet werden müssen, um die Informationen zu speichern, die zuvor im externen Datenmodell = Informationsmodell definiert worden waren.

Was hat das verwendete Datenbanksystem mit dem physischen Datenmodell zu tun?!

Sehr häufig wird als Datenbanksystem ein so genanntes relationales Datenbanksystem (engl: relational database management system = RDBMS) eingesetzt. Man kann die innere Struktur einer relationalen Datenbank vergleichen mit einem Lagerhaus, in dem viele Hochregale stehen. Das Informationsmodell bestimmt, welche Güter, d.h. Informationsobjekte, in diesem Lagerhaus gespeichert werden dürfen. Das physische Daten(bank)modell legt fest, wie die einzelnen „Regale“ = Speicher strukturiert sein müssen, damit die „Güter“, also Informationsobjekte (z.B. Personen, Fahrzeuge, Adressen usw.) im jeweiligen Regal gespeichert werden können. Vereinfacht gesagt, muss es für jedes einzelne Merkmal ein „Fach“ im zugehörigen Regal geben.

Außerdem regelt das physische Datenmodell, wie Objekte eines bestimmten Typs mit anderen Objekten in Beziehung stehen. In der Datenbank der Autovermietung möchte man zu jedem Mieter auch die Adresse speichern; in einem polizeilichen Informationssystem braucht man zu einer Straftat auch den einen oder die mehreren Geschädigten, usw. Solche Zusammenhänge zwischen Informationsobjekten werden als ‚Beziehungen‘ bezeichnet. ‚Relationale Datenbanksysteme‘, also „beziehungs-orientierte“ haben daher ihren Namen.

Eine relationale Datenbank ist aufgebaut aus Tabellen. Jede Tabelle besteht aus beliebig vielen Zeilen, von denen jede Zeile die Einzelinformationen über ein ganz bestimmtes Informationsobjekt enthält. Vertikal ist jede Tabelle in Spalten unterteilt. Die Zellen in einer bestimmten Spalte nehmen Merkmale einer ganz bestimmten Bedeutung auf: So stehen z.B. in einer Tabelle für Personen in der Spalte „Familienname“ eben die Familiennamen der dort gespeicherten Personen-Informationsobjekte und in der Spalte „Vorname“ der jeweilige Vorname dieser Personen usw.

Wie man ein physisches Datenmodell entwickelt, wollen wir gar nicht weiter vertiefen: Dass und warum es dafür einen sehr flexiblen Ansatz gibt, das so genannten „generische Datenmodell“, welches patentiert und in Polygon verwendet ist, darauf kommen wir in einem späteren Artikel dieser Serie zurück.

Nachdem Sie nun wissen, dass Informationsmodell und Datenmodell nicht ein- und dasselbe sind, ist es nun leicht, die eingangs erwähnte Stellungnahme der Experten aus Hamburg so zu formulieren, wie es sachlich und fachlich richtig ist:

NNN „ist ein hochflexibles Informationssystem, das das relationale Datenbanksystem Oracle nutzt. Es verwendet ein (immer gleiches) physisches Datenmodell (, das vielfach auch als „generisches Datenmodell“ bezeichnet wird). Sein Informationsmodell kann angepasst werden, so z.B. auf das Informationsmodell Polizei (IMP), welches derzeit als einheitliches Informationsmodell zwischen den Ländern und dem Bund abgestimmt wird. NNN wird bei Nutzung dieses angepassten Informationsmodells in die Lage versetzt, Informationen mit anderen (polizeilichen) Informationssystemen auszutauschen, die das gleiche Informationsmodell verwenden.“

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Dieser Beitrag ist Teil der Serie ‚Informationstechnik für die ‚Fachlichkeit‘ …

Eine Liste sämtlicher Beiträge dieser Serie finden Sie hier.

Quellen zu diesem Beitrag

[1]     Kriminalität und der Einsatz moderner Fahndungs-
methoden, Schriftliche Kleine Anfrage des Abgeordneten
Kai Voet van Vormizeele (CDU) vom 14.10.11 und
Antwort des Senats vom 21.10.2011, Drucksache
Nr. 20/1841 über
http://www.buergerschaft-hh.de/parldok/

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