Datenbankabstraktionsschichten stellen eine wichtige Abstraktionsebene zwischen den in einer Datenbank gespeicherten Daten und dem Code, der mit diesen Daten interagiert, dar. Indem sie die Details der zugrunde liegenden Datenbanktechnologie abstrahieren, ermöglichen sie Entwicklern eine einfachere, schnellere und kostengünstigere Entwicklung von Anwendungen, die mit Daten interagieren.
Eine Datenbankabstraktionsschicht (Database Abstraction Layer, DBAL) ist eine Softwarebibliothek, die eine Schnittstelle zwischen einer Datenbank und einer Anwendung bildet. Sie ermöglicht es der Anwendung, mit einer Datenbank zu interagieren, ohne die Details der zugrunde liegenden Technologie kennen zu müssen. Diese Abstraktionsschicht ermöglicht es Entwicklern, Code zu schreiben, der unabhängig von den in ihren Anwendungen verwendeten Datenbanken ist.
Die Verwendung einer Datenbankabstraktionsschicht hat mehrere Vorteile. Sie ermöglicht es den Entwicklern, Code zu schreiben, der unabhängig von der zugrunde liegenden Datenbanktechnologie ist, was es einfacher macht, bei Bedarf die Datenbank zu wechseln. Sie ermöglicht es Entwicklern auch, weniger Code zu schreiben, da ein Großteil der datenbankspezifischen Logik abstrahiert werden kann. Schließlich können Entwickler auf diese Weise bestehende Anwendungen problemlos in mehrere Datenbanken integrieren.
Datenbankabstraktionsschichten bieten einen abstrakten Satz von Methoden für die Interaktion mit einer Datenbank. Diese Methoden ermöglichen es Entwicklern, Abfragen an die Datenbank zu senden, Ergebnisse abzurufen und andere Operationen auszuführen, ohne dass sie wissen müssen, wie die zugrunde liegende Datenbank funktioniert. Diese Abstraktion erleichtert den Entwicklern den Wechsel der Datenbank, da sie nur den Code ändern müssen, der mit der Datenbank interagiert, nicht aber den Code, der die Daten verwendet.
Zu den beliebtesten Datenbankabstraktionsschichten gehören die Java Database Connectivity (JDBC) API, das Object-Relational Mapping (ORM) Framework und die PHP Data Objects (PDO) API. Jede dieser Bibliotheken bietet eine Schnittstelle zwischen einer Datenbank und einer Anwendung und erleichtert Entwicklern die Interaktion mit Datenbanken.
Obwohl die Verwendung einer Datenbankabstraktionsschicht viele Vorteile bieten kann, hat sie auch einige Nachteile. Es kann schwierig sein, Code zu debuggen, der mit einer Datenbankabstraktionsschicht geschrieben wurde, da der Code von der zugrunde liegenden Datenbank abstrahiert wird. Außerdem sind bestimmte datenbankspezifische Funktionen bei Verwendung einer Abstraktionsschicht möglicherweise nicht verfügbar.
Obwohl Datenbankabstraktionsschichten eine beliebte Methode zur Interaktion mit Datenbanken sind, gibt es auch einige Alternativen. Entwickler können Code schreiben, der direkt mit einer Datenbank interagiert, obwohl dies mehr Code erfordert und von der Datenbanktechnologie abhängig ist. Außerdem können Entwickler ein objektrelationales Mapping (ORM) Framework verwenden, das eine objektorientierte Schnittstelle zu Datenbanken bietet.
Datenbankabstraktionsschichten sind ein wichtiges Werkzeug für Entwickler, da sie es ihnen ermöglichen, schnell und einfach Anwendungen zu erstellen, die mit Daten interagieren. Indem sie die Details der zugrunde liegenden Datenbanktechnologie abstrahieren, ermöglichen sie es Entwicklern, Code zu schreiben, der unabhängig von der in ihren Anwendungen verwendeten Datenbank ist. Obwohl Datenbankabstraktionsschichten ihre Tücken haben, sind sie ein mächtiges Werkzeug für Entwickler.
Die vier Abstraktionsschichten sind:
1. die physische Schicht: Diese Schicht befasst sich mit den physischen Aspekten der Datenbank, wie der Hardware, dem Betriebssystem und der Dateistruktur der Datenbank.
2. Die logische Schicht: Diese Schicht befasst sich mit den logischen Aspekten der Datenbank, wie dem Datenmodell, der Datensemantik und der Datenbearbeitungssprache.
3. die Anwendungsschicht: Diese Schicht befasst sich mit den anwendungsspezifischen Aspekten der Datenbank, wie z. B. der Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) und der Benutzerschnittstelle.
4. die Sicherheitsschicht: Diese Schicht befasst sich mit den Sicherheitsaspekten der Datenbank, wie z. B. Authentifizierung, Autorisierung und Auditing.
Es gibt drei Arten der Datenabstraktion: die physische, die logische und die Ansichtsabstraktion.
Die physische Datenabstraktion befasst sich mit den physischen Aspekten der Daten, z. B. dem Speicherort der Daten, dem Format der Daten und der Speicherung der Daten. Die logische Datenabstraktion befasst sich mit den logischen Aspekten von Daten, wie der Struktur von Daten und den Beziehungen zwischen Daten. Die Abstraktion von Anzeigedaten befasst sich mit der Art und Weise, wie die Daten den Benutzern präsentiert werden, z. B. über eine grafische Benutzeroberfläche.
Eine Datenbankschicht wird oft auch als Datenzugriffsschicht bezeichnet. Diese Schicht ist für die Bereitstellung einer konsistenten Schnittstelle zu dem zugrunde liegenden Datenspeicher verantwortlich. Bei dem Datenspeicher kann es sich um eine relationale Datenbank, eine flache Datei oder eine beliebige andere Art von Datenspeicher handeln. Die Datenzugriffsschicht ist für die Übersetzung des nativen Formats des Datenspeichers in ein Format verantwortlich, das von der Anwendung genutzt werden kann.
Eine API ist eine Abstraktionsschicht, die es zwei Softwarekomponenten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren, ohne sich um die zugrunde liegenden Implementierungsdetails kümmern zu müssen.
In der Datenbankverwaltung gibt es zwei Arten der Abstraktion: logische Abstraktion und physische Abstraktion. Die logische Abstraktion konzentriert sich auf die Struktur der Daten, während sich die physische Abstraktion auf die tatsächliche physische Implementierung der Datenbank konzentriert.