Computer arbeiten mit Daten. Um Daten verarbeiten zu können, müssen diese sicher gespeichert werden und bei Bedarf zur Verfügung stehen. Genau darum geht es in diesem Beitrag: Um das Speichern und Wiederfinden von Daten.

Im Rahmen einer Artikelserie beleuchtet "Der Allgemeinarzt" das Thema Praxis-EDV. Beginnend mit der Entwicklung von Praxissystemen, die in Ausgabe 17/2015 dargestellt wurde, werden Aspekte der Praxis-EDV wie Softwarearchitektur, Netzanbindung, Datensicherheit, mobile Anwendungen oder Systemumstellungen in verständlicher Weise beschrieben.

Letzte Woche rief mich mein Freund Andreas an, Hausarzt in eigener Praxis. "Ich hab da mal ein paar Fragen zur EDV", begann er. "Mein Softwarehaus sagt, ich brauche einen neuen Server. Aber was ist eigentlich ein virtueller Server, wozu brauche ich ein RAID und was genau ist eine VPN-Verbindung?"

Daten im RAID-System sicher speichern

"Oh, ein ernster Fall", meinte ich trocken. "Dann lass mich mal ganz von vorne anfangen. Ein Computer hat eine Reihe verschiedener Bereiche, die verschiedene Funktionen erfüllen. Er hat zum Beispiel einen Datenspeicher – das ist sein Langzeitgedächtnis. Er legt dort alle Daten wie Bilder, Textdokumente und Programme gut sortiert und geordnet ab. Der Datenspeicher verwendet dazu in der Regel Festplatten, das sind magnetische Speichermedien so ähnlich wie Musikkassetten und Tonbänder." "Erinnere mich nicht daran", meinte Andreas, "wie oft gab es Bandsalat, und nach dem fünften Überspielen war das Rauschen lauter als die Musik." "Ja, das magnetische Speicherverfahren ist fehleranfällig. Es gibt bei einer Festplatte zwar keinen Bandsalat mehr, aber es kann vorkommen, dass Teile der Festplatte nicht mehr richtig gelesen werden können. Deswegen verwendet man ein RAID-System – das ist die Abkürzung für ‚Redundant Array Of Independent Disks‘. Dabei werden Daten nicht nur einmal, sondern gleich mehrfach auf verschiedenen Festplatten gespeichert. Geht eine Stelle kaputt, kann man die Daten von den anderen noch lesen, und man kann eine defekte Platte einfach gegen eine neue austauschen. Die Zahl, die beim RAID angegeben wird, sagt aus, wie oft die Daten redundant gespeichert werden, bei RAID-Level 5 also fünffach." "O.k., das brauche ich auf jeden Fall", stellte Andreas fest.

Speicher und Betriebssystem – ohne funktioniert nichts

"Ein weiterer Bereich des Computers ist der Arbeitsspeicher, sein Kurzzeitgedächtnis, auch RAM genannt – Random-Access Memory." Im Arbeitsspeicher merkt sich der Computer beispielsweise seine Daten und seine Programme – das sind die Anweisungen, die ihm sagen, was er machen soll. Der Arbeitsspeicher verwendet keine Festplatten, sondern elektronische Bauteile, die Speicherchips. Sie arbeiten nämlich schneller als eine Festplatte, sind aber auch deutlich teurer." "Das weiß ich, denn davon brauche ich mindestens 4 GB", bemerkte mein Freund. "Gigabyte", erläuterte ich. "Ein Gigabyte entspricht ungefähr 500 000 vollgeschriebenen Papierseiten." "Ist das nicht ein bisschen viel?", wunderte sich Andreas. "Na ja", sagte ich, "das ist schon ordentlich. Aber im Arbeitsspeicher muss sich der Computer ja noch mehr merken, beispielsweise das Betriebssystem. Das sorgt erst mal dafür, dass der Computer seinen Speicher überhaupt verwalten kann, dass er angeschlossene Drucker erkennt und Programme ausführen kann. Die Betriebssysteme sind über die Jahre viel komplizierter geworden und brauchen immer mehr Speicher. Aber ohne Betriebssystem funktioniert bei einem Computer nun mal gar nix."

"So muss es sein", grummelte Andreas, "die Lizenzen sind ja unsäglich teuer. Gibt es da nicht auch dieses freie System?" "Wahrscheinlich hat man Dir ein spezielles Server-Betriebssystem angeboten. Das unterstützt beispielsweise den Zugriff durch viele Benutzer viel besser als ein Betriebssystem für einen einzelnen PC. Das Linux-Betriebssystem gibt es in der Tat teilweise kostenfrei. Aber ich sagte ja gerade, dass das Betriebssystem dafür sorgt, dass Programme ausgeführt werden können. Die Programme sind in der Regel für genau ein Betriebssystem geschrieben. Wahrscheinlich wird Deine Arztsoftware mit einem anderen Betriebssystem nicht funktionieren." "Ich hab‘s befürchtet", meinte Andreas resignierend.

Die Datenbank – speichern und wiederfinden

"Bestimmt hast Du schon oft den Begriff der Datenbank gehört. Die merkt sich der Computer auch in seinem Speicher. Deine Praxissoftware verwendet zum Beispiel eine." "Oh ja", meinte Andreas, und ich konnte an seiner Stimme seinen steigenden Blutdruck hören. "Das ist das Ding, das ständig Probleme macht und vor nicht allzu langer Zeit für viel Geld ausgetauscht wurde." "Ähm – ja", meinte ich. "In der Datenbank werden Deine Patientendaten sortiert und geordnet abgelegt, so dass Du sie schnell wiederfinden kannst. Das ermöglicht es Dir beispielsweise, einen Patienten über seinen Namen zu suchen oder alle Patienten zu finden, die in einem Zeitraum eine bestimmte Diagnose hatten." "Du meinst, ich komme nicht ohne aus", seufzte Andreas. "Korrekt", bestätigte ich, "Deine Software würde ohne Datenbank überhaupt gar nichts können. Deswegen kommt der inneren Struktur der Datenbank eine besondere Bedeutung zu – sie bestimmt beispielsweise, wie schnell man bestimmte Daten in der Datenbank finden kann. Macht man beim Design der Datenbank Fehler, gibt es laufende Änderungen an ihrer Struktur oder übersteigt ihr Inhalt eine bestimmte Größe, liefert sie Daten nur noch langsam oder gar nicht mehr." "Und dann wird das ganze System langsam", folgerte Andreas. "Richtig, dann kann man versuchen, das mit einem leistungsfähigeren Server zu kompensieren, aber das eigentliche Grundproblem bleibt", bestätigte ich. "Was genau ist den jetzt ein Server?", fragte Andreas. "Du hast eben schon was von vielen Benutzern gesagt."

Netzwerk – das Nervensystem

"Nun hast Du ja in Deiner Praxis nicht nur einen, sondern mehrere Rechner laufen. Die sind durch das Netzwerk miteinander verbunden und können so Daten austauschen", erklärte ich. "Du meinst die Netzwerkkabel und den Verteilerkasten im Schrank?", wollte Andreas wissen. "Genau die", bestätigte ich. "Wir haben ja eben darüber gesprochen, dass man auf einem Rechner eine Datenbank installieren kann, um beispielsweise darin Patientendaten zu speichern. Wenn Du jetzt aber mehrere Rechner hast, darf es trotzdem nur eine Datenbank geben, in der die Daten gespeichert werden." "Und wieso?", fragte Andreas. "Damit entsteht doch ein Engpass?" "Das stimmt", bestätigte ich, "aber stell Dir vor, Du änderst an einem Rechner den Namen eines Patienten. Woher erhalten die anderen Rechner diese Information? Es muss eine Stelle geben, die immer den aktuellen Stand der Daten hat. Der Rechner, auf dem diese zentrale Datenbank liegt, ist der Server, und der bedient die anderen Rechner, die sogenannten Clients, mit den Daten. Genauso funktionieren übrigens auch alle ‚Cloud-Systeme‘, nur dass dabei der Server nicht bei Dir, sondern in einem Rechenzentrum steht, unter der Aufsicht von professionellen Administratoren. Den Begriff der ‚Cloud‘, englisch für Wolke, verwendet man für die Systeme, bei denen man nicht genau weiß, wo sich der Server befindet – irgendwo in einer Wolke eben." "Bei so einem System bräuchte ich keinen eigenen Server?", wollte Andreas wissen. "Korrekt – aber darüber sprechen wir beim nächsten Mal", erwiderte ich.



Autor:

Alexander Wilms

Alexander Wilms betreut seit mehr als 15 Jahren die allgemeinärztliche Praxis seiner Frau in IT-Fragen und hat zusammen mit Jochen Brüggemann, einem Pionier der ersten Stunde, RED Medical, die erste webbasierte Arztsoftware, entwickelt. Diese Software nutzt die modernen Möglichkeiten des Internets und der heutigen mobilen Geräte. Sie hat alle maßgeblichen Zertifizierungen der KBV und das Datenschutzgütesiegel des Unabhängigen Landesdatenschutzzentrums (ULD) sowie des TÜV Saarland.