Das konzeptionelle Datenmodell

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1 Das konzeptionelle Datenmodell Signifikanz der Datenmodellierung Anforderungsanalyse Effizienz der Anwendung. Redundanzfreiheit. Datenintegrität. Reibungsarme Umsetzung des Datenmodells in das physikalische Datenmodell. Möglichkeit der nachträglichen Anpassung der Datenbank an neue Gegebenheiten. Des Entity Relationship Datenmodell 1976 von Peter Pin Shan Chen veröffentlicht Modellierungshilfe für strukturierten Datenentwurf Einheitliche Sicht auf Daten Klar, übersichtlich und geringe Einarbeitszeit, daher Grundlage für den Dialog zwischen Kunde und Datenbankentwickler Entity Relationship Diagramme Das Entity Relationship Datenmodell nach Chen Entitäten In dem Datenmodell werden Beziehungen (Relation) zwischen Entitäten beschrieben. Eine Entität ist ein eindeutig identifizierbares Objekt des Datenmodells. Eine Entität wird durch Eigenschaften beschrieben. Es lässt sich durch die Eigenschaften von anderen Objekten unterscheiden. Beispiel für Entitäten: Physische Objekte Ideelle Objekte Kategorien von Objekten Personen Ereignisse Rollen Konzepte Organisationsstrukturen Abstrakte Größen Dokumente Entitäten werden durch Attribute beschrieben und können mit anderen Entitäten in Beziehung stehen. Der erste Schritt in der Datenmodellierung besteht darin, relevante Entitäten zu identifizieren.

2 Attribute Die Eigenschaften oder Beziehungen von Entitäten werden durch Attribute beschrieben. Attribute müssen den Anwendungsbereich wiedergeben. Bei der Datenmodellierung wird von unwesentlichen Eigenschaften abgesehen. Nur die wichtigen Eigenschaften werden als Attribute herangezogen. Attribute haben eine Identifizierende Aufgabe. Diejenigen Attribute, die eine Entität eindeutig identifizieren, heißen Schlüssel (s. u.). Attribute müssen atomar sein. D. h. sie sind kein Verbund von Attributen. (Beispiel: Zusammenfassung von Postleitzahl und Ort ist nicht atomar.) Sie dürfen also selbst wiederum keine Entitäten sein. Soll eine Entität durch andere Entitäten beschrieben werden, müssen Beziehungen benutzt werden (s. u.). Attribute müssen voneinander unabhängig sein. Kein Wert eines Attributes darf aus den anderen ermittelt oder berechnet werden können. (Beispiel: Besitzt eine Entität Ware die Attribute Nettopreis und Umsatzsteuer, dann darf sie kein Attribut Bruttopreis haben.) Ein Attribut hat einen Bezeichner und einen Wert. Die Werte stammen aus einem Wertebereich, der auch Domäne genannt wird. Tabelle 1 zeigt exemplarisch den Entitätstyp Kunde mit denkbaren Attributen und ihren Domänen. Bezeichner Kundennummer Nachname Vorname Straße Ort Domäne Natürliche Zahlen, eindeutiger Wert Text mit variabler Länge Text mit variabler Länge Text mit variabler Länge Natürliche Zahl mit 5 Ziffern Abbildung 1 Gr aphische Dar stellung von Attr ibuten im ERD

3 Entitätstypen und Entitätsmengen Entitätstyp ist eine abstrakte Zusammenfassung von Entitäten, die durch dieselben Attribute eindeutig beschrieben und unterschieden werden können. Der Entitätstyp ist eine Klasse von Entitäten und wird daher auch Entitätsklasse genannt. Etwas ungenau wird gelegentlich auch das Wort Entität für Entitätstyp verwendet. Entitäten eines Typs haben alle dieselben Attribute. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für den Entitätstyp. Die Typisierung von Entitäten und ihren Beziehungen untereinander ist ein Abstraktionsvorgang. Diese Abstraktion ist notwendig, um ein Datenmodell zu erstellen. Graphische Darstellung eines Entitätstyps durch ein Rechteck. Entitätsmenge ist eine konkrete Zusammenfassung von Entitäten desselben Entitätstyps. Datenbankabfragen liefern i. A. Entitätsmengen. Schlüssel Ein ausgezeichnetes Attribut oder eine ausgezeichnete Attributgruppe, die eine Entität eindeutig identifizieren, wird Primärschlüssel genannt. Bilden mehrere Attribute einen Primärschlüssel, so wird auch präziser von einem zusammengesetzten Primärschlüssel gesprochen. Ein Schlüsselkandidat ist ein Attribut oder eine Attributgruppe, deren Werte eindeutig sind. Hat ein Entitätstyp mehrere Schlüsselkandidaten, dann muss einer als Primärschlüssel ausgewählt werden. Häufig ist der mit den wenigsten Attributen am geeignetsten (Minimalitätsanforderung an den Schlüsselkandidaten). Sourrogatschlüssel Ein Sourrogatschlüssel ist ein künstlicher Primärschlüssel und wird in aller Regel als fortlaufende Nummer realisiert. Ein Sourrogatschlüssel hat folgende Eigenschaften: Eindeutig. Nicht veränderbar. Laufende und unmittelbare Vergabe. Ein Sourrogatschlüssel wird verwendet, wenn die anderen Attribute keinen Schlüsselkandidaten hergeben, oder wegen der Minimalitätsanforderung. Beziehungen zwischen Entitäten Entitäten können zueinander in Beziehung stehen. (Beispiel: Kurs und Kursteilnehmer) Es werden nur typische Beziehungen betrachtet, d. h Beziehungen, in denen alle Entitäten der beteiligten Entitätstypen stehen können. Die Beziehungen charakterisieren daher auch den Entitätstyp. Sie sind auch Beziehungen zwischen Entitätstypen und werden auf Typ Ebene modelliert.

4 Für Beziehungen zwischen zwei Entitätstypen sagt man auch Relationship oder Assoziation. Gelegentlich wird auch der Begriff Relation verwendet. Er ist aber missverständlich, da er im Relationenmodell eine andere Bedeutung hat. Abbildung 2: Eine Bezeichnung des Beziehungstyps kann in einer Raute untergebracht werden. Eine Beziehung kann selbst wiederum eine Entität sein und Attribute haben. Diese werden Link Attribute bezeichnet. Sie können an Beziehungstyp hinzugefügt. Beziehungen zwischen Entitätstypen können durch zwei Merkmale gekennzeichnet werden. Kardinalität. Optionalität. Beziehungstyp Terminologie Beidseitig optionale 1:1 Beziehung 1C:1C Einseitig optionale 1:N Beziehung 1:NC Beidseitig obligatorische 1:N Beziehung 1:N Beidseitig obligatorische N:M Beziehung N:M Einseitig optionale N:M Beziehung N:MC Beidseitig obligatorischen 1:1 Beziehung 1:1 Einseitig optionale 1:1 Beziehung 1:1C Abbildung 3: Häufige Kardinalitäten und Optionalitäten im Entity Relationship Modell Beidseitig optionale 1:1 Beziehung Abbildung 4: Beidseitige optionale 1:1 Beziehung Häufig wird ein Min Max Notation verwendet. Abbildung 5: Beidseitige optionale 1:1 Beziehung in Min Max Notation

5 Einseitig optionale 1:N Beziehung Abbildung 6: Darstellung einer 1:NC Beziehung Abbildung 7: Darstellung einer 1:NC Beziehung in Min Max Notation Eine Entität aus der Entitätsmenge Raum kann keine, eine oder mehrere Entitäten aus der Entitätsmenge Kurs zugeordnet werden. Hingegen muss ein Kurs immer in genau einem Raum stattfinden. Beidseitig obligatorische 1:N Beziehung Abbildung 8: Darstellung einer obligatorischen 1:N Beziehung. Abbildung 9: Darstellung einer obligatorischen 1:N Beziehung in Min Max Notation. Beidseitig obligatorische N:M Beziehung Abbildung 10: Darstellung einer obligatorischen N:N Beziehung. Abbildung 11: Dar stellung einer obligator ischen N:N Beziehung in Min Max Notation.

6 Einseitig optionale N:M Beziehung Abbildung 12: Darstellung einer einseitig optionalen N:M Beziehung. Abbildung 13: Darstellung einer einseitig optionalen N:M Beziehung in Min Max Notation. Während sich im Entity Relation Modell die obligatorischen N:M Beziehung und die optionale N:M Beziehung voneinander unterscheiden, ist dies im Relationenmodell nicht mehr möglich. Die Unterscheidung wird durch den Tabelleninhalt vorgenommen. Beidseitig obligatorischen 1:1 Beziehung Zwischen beiden Entitäten besteht eine obligatorische 1:1 Beziehung. Die eine Entität kann ohne ihr Gegenstück nicht existieren. Deswegen werden in dieser Situation die zwei Entitäten häufig zu einer zusammengefasst. Beidseitig obligatorischen 1:1 Beziehung