Um die Modellierung datenintensiver Workflows, die große relationale Datenmengen verarbeiten, zu vereinfachen, wurden Workflowbeschreibungssprachen, wie BPEL, von führenden Herstellern von Workflow- und Datenbankmanagementsystemen um SQL-Funktionalität erweitert. Dadurch müssen Datenverarbeitungsoperationen, wie SQL-Anweisungen oder Aufrufe benutzerdefinierter Prozeduren, nicht mehr in Web-Services gekapselt werden, sondern können direkt auf der Workflowebene definiert werden. Daraus resultiert eine neue Möglichkeit der Anfrageoptimierung, die existierende Optimierungsansätze in Datenbanksystemen ergänzt: Suboptimal modellierte Datenverarbeitungsoperationen lassen sich in einer Workflowbeschreibung unter Verwendung von Restrukturierungsregeln derart transformieren, dass sie von einem Workflow- bzw. Datenbankmanagementsystem wesentlich effizienter ausgeführt werden können. In dieser Doktorarbeit werden Konzepte zur Realisierung eines heuristischen, regelbasierten Optimierers für datenintensive Workflows vorgestellt. Der Optimierer wendet eine Regelbasis gemäß einer wohldefinierten Kontrollstrategie auf eine interne Repräsentation für datenintensive Workflows, dem sogenannten Prozessgraphenmodell (PGM), an, um die Datenverarbeitung eines datenintensiven Workflows zu optimieren. PGM erlaubt eine effiziente und sprachunabhängige Definition und Anwendung der Restrukturierungsregeln und unterstützt somit eine Optimierung von Datenverarbeitungsoperationen, die in unterschiedlichen Beschreibungssprachen definiert sein können. Die Regelbasis enthält Restrukturierungsregeln, die auf existierenden und neuen Optimierungsstrategien beruhen. Insbesondere nutzen die Restrukturierungsregeln das Wissen über Abhängigkeiten in einer Workflowbeschreibung aus, um die darin eingebetteten Datenverarbeitungsoperationen unter Beibehaltung der ursprünglichen Ausführungssemantik eines datenintensiven Workflows zu optimieren. Die Kontrollstrategie bestimmt, welche Restrukturierungsregeln in welcher Reihenfolge auf welche Teile einer Workflowbeschreibung angewendet werden, um zum einen das Optimierungspotential eines datenintensiven Workflows umfassend zu nutzen und zum anderen die Korrektheit der Regelanwendungen sicherzustellen. Die ausführliche Beschreibung des Prozessgraphenmodells, der Regelbasis und der Kontrollstrategie stehen im Mittelpunkt dieser wissenschaftlichen Abhandlung. Des Weiteren wird eine prototypische Implementierung des Optimierungsansatzes vorgestellt, welche dessen praktische Einsatzfähigkeit unterstreicht. Schließlich wird die Effektivität der einzelnen Restrukturierungsregeln mithilfe verschiedener Messszenarien untersucht. Dabei wird gezeigt, dass durch Anwendung der Restrukturierungsregeln Leistungssteigerungen in mehreren Größenordnungen erreicht werden können.