Übungen Teil 2: Normalisierung und ER-Modell. Dozent: Stefan Maihack Dipl. Ing. (FH)

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1 Übungen Teil 2: Normalisierung und ER-Modell Dozent: Stefan Maihack Dipl. Ing. (FH)

2 Es soll anhand einer Reisekostentabelle gezeigt werden, wie zuerst eine Normalisierung bis zur 3. Normalform durchgeführt wird und danach das ER-Modell davon gebildet wird. Ausgangstabelle: Fettgedruckte Attribute sind Primärschlüssel Tabelle: Reisekosten Rechnungsnummer Datum Name Vorname Straße PLZ Ort Kostenart Anzahl Einzelvergütung

3 0NF 0NF: Die Datenelemente der realen Welt werden als Tabelle aufgelistet und berechnete Datenfelder möglichst entfernt. Die Reisekostentabelle ist in der Nullten Normalform.

4 1NF Definition 1NF: Eine Relation ist in der Ersten Normalform, wenn jeder Attributwert atomar ist. Erklärung: Ein Attributwert ist atomar, wenn er nicht aus mehreren Werten zusammengesetzt ist. So wäre z.b. der Attributwert (Klaus Müller, Elsenheimerstraße München) nicht atomar, da er eine vollständige Adresse enthält, die in mehrere Attribute aufgeteilt werden kann. Abhilfe: Attribute mit Nicht-atomaren-Attributwerten werden in mehrere Attribute aufgeteilt. Eine Wiederholungsgruppe wird aus der Tabelle entfernt und in eine eigene Tabelle untergebracht. Die Beispieltabelle Reisekostenabrechnung enthält keine Nicht-atomaren-Attributwerte, sie ist also bereits in der 1. NF.

5 2NF Definition 2. NF: Eine Relation ist in der 2.NF, wenn sie in der ersten NF ist und jedes Nicht-Schlüsselattribut von jedem Schlüsselkandidaten vollständig funktional abhängig ist. Erklärung: Ein Attribut Y ist von einem Attribut X funktional abhängig, wenn es zu jedem X genau ein Y gibt. Vollständig funktional abhängig bedeutet, dass das Nicht-Schlüsselattribut nicht nur von einem Teil der Attribute eines zusammengesetzten Schlüsselkandidaten funktional abhängig ist, sondern von allen Teilen. Beispiel: In der Reisekostentabelle sind die Attribute Datum, Name, Vorname, Straße, PLZ und Ort nur funktional abhängig vom Attribut Rechnungsnummer und völlig unabhängig vom Attribut Kostenart. Das Attribut Einzelvergütung ist dagegen nur funktional abhängig von der Kostenart und hat nichts mit der Rechnungsnummer zu tun. Lediglich das Attribut Anzahl ist vom zusammengesetzten Primärschlüssel voll funktional abhängig.

6 2NF Abhilfe: Datenfelder, die von einem Schlüsselkandidaten (hier nur Primärschlüssel) nicht vollständig funktional abhängig sind, werden in weiteren Tabellen untergebracht. Der Teil des Schlüsselkandidaten, von dem ein ausgelagertes Datenfeld funktional abhängig ist, wird Primärschlüssel der neuen Tabelle. Als Ergebnis erhält man die folgenden Tabellen: Tabelle: Reise Rechnungsnummer Datum Name Vorname Straße PLZ Ort Tabelle: Positionen Rechnungsnummer Kostenart Anzahl Tabelle: Kostenarten Kostenart Einzelvergütung In welchen Tabellen wären die Attribute Summe und Gesamtvergütung zu führen?

7 2NF Das berechnete Attribut Summe wäre hier in der Tabelle Reise zu führen. Das berechnete Attribut Gesamtvergütung kann nicht in Positionen geführt werden, da es nur von der Anzahl und der Kostenart funktional abhängig ist, aber nicht von der Rechnungsnummer. Das Attribut Gesamtvergütung könnte dann in einer weiteren Tabelle Vergütung mit den Attributen Kostenart, Anzahl und Gesamtvergütung ( Kostenart und Anzahl wären zusammmengesetzter Primärschlüssel) untergebracht werden. Die berechneten Datenfelder verbleiben, falls sie mitgeführt werden, auch bei den folgenden Normalisierungen in den genannten Tabellen.

8 3NF Definition 3.NF: Eine Relation ist in der 3. NF, wenn sie in der 2. NF ist und jedes Nicht-Schlüssel-Attribut von keinem Schlüsselkandidaten transitiv abhängig ist. Erklärung: Transitive Abhängigkeit: Seien X, Y und Z Attribute. Ist Y von X funktional abhängig und Z von Y, so ist Z von X funktional abhängig. Diese Abhängigkeit ist transitiv. Beispiel: In der Tabelle Reise sind die Attribute Vorname, Straße und PLZ abhängig vom Attribut Name, nicht vom Primärschlüssel. Außerdem ist Ort abhängig von PLZ (X=Rechnungsnummer, Y=PLZ, Z=Ort; zu jeder rechnungsnummer gehört eine PLZ und zu jeder PLZ ein Ort, also zu jeder Rechnungsnummer ein Ort).

9 3NF Abhilfe: Die transitiv abhängigen Datenfelder werden in weitere Tabellen ausgelagert, da sie nicht direkt vom Schlüsselkandidaten anhängen, sondern nur indirekt. Da ein Name nicht eindeutig ist, wird jedem Angestellten eine Personalnummer zugeordnet. Diese ist Primärschlüssel der neuen Tabelle Personal. Alternativ könnte ein zusammengesetzter Primärschlüssel aus Name, Vorname und Geburtsdatum benutzt werden (dieser sollte hinreichend eindeutig sein): Tabelle: Reise Rechnungsnummer Datum Personalnummer Tabelle: Personal Personalnummer Name Vorname Straße PLZ Tabelle: PLZ PLZ Ort

10 ER-Modell Aufgabe Erstellen sie das ER-Modell zu den normalisierten Tabellen, inklusive Kardinalitäten. Beachten Sie folgendes: Bei der Festlegung der Beziehungen kommt es auf die Reihenfolge der Tabellen an: Die Tabelle PLZ steht in einer 1:n Beziehung zur Tabelle Personal, die Tabelle Personal dagegen in einer n:1 Beziehung (und nicht 1:n) zur Tabelle PLZ. Eine Relationale Datenbank speichert nicht nur die Daten der Tabellen sondern auch die Beziehungen zwischen den Tabellen. Jede Rechnungsnummer der Tabelle Reise kann in ein oder mehrere Zeilen der Tabelle Positionen auftauchen. Z.B. wenn bei einer Rechnungsnummer mehrere Kostenarten zu berücksichtigen sind. 1 : N Beziehung. Zwischen den Tabellen Kostenarten und Positionen besteht ebenfalls eine 1:N Beziehung, da jede in Kostenarten aufgeführte Kostenart mehrfach in der Tabelle Positionen erscheinen kann. (nämlich bei verschiedenen Rechnungsnummern). Zwischen den Tabellen Reise und Kostenarten besteht gar keine Beziehung, da sie kein gemeinsames Attribut aufweisen.

11 ER-Modell Aufgabe ReNr Kostenart datum ReNr Anzahl Persnr Reise (1,1) (1,1) (1,N) (1,N) Reise_hat_Position Positionen (1,1) Personal_ist_gereist Reise_hat_PLZ Postion_hat_Kostenart Straße (1,N) Personal (1,N) PLZ PLZ Kostenart (1,N) Kostenarten PLZ Persnr Name Vorname Ort Einzelvergütung