DB-Entwurf und Modellierung (1) DB-Entwurf und Modellierung (2) DB-Entwurf und Modellierung (3) DB-Entwurf und Modellierung (4)

Transkript

1 DB-Etwurf ud Modellierug (1) 3. Iformatsmodelle Ihalt DB-Etwurf ud Modellierug Etity-Relatship-Modell (ERM) Erweiteruge des ERM Kardialitätsrestrikte bstraktskozepte N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 1 Ziel: Modellierug eier Miiwelt (Etwurf vo DB-Schemata) modellhafte bbildug eies awedugsorietierte usschitts der reale Welt (Miiwelt) Nachbildug vo Vorgäge durch Trasakte Nebebediguge: geaue bbildug hoher Grad a ktualität Verstädlichkeit, Natürlichkeit, Eifachheit,... Zwischeziel: Erhebug der Iformat i der Systemaalyse (Iformatsbedarf!) Iformatsmodell (allgem. Systemmodell) Bestadteile: Objekte: Etities Beziehuge: Relatships N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 2 DB-Etwurf ud Modellierug (2) Schrittweise bleitug: (Verschiedee Sichte) Iformat i userer Vorstellug Iformatsstruktur: Orgaisatsform der Iformat Logische Datestruktur (zugriffspfaduabhägig, Was-spekt) Physische Datestruktur (zugriffspfadabhägig, Was- ud Wie-spekt) DB-Etwurf ud Modellierug (3) Iformatsstrukture Datestrukture Etwurf Implemetierug Reales (Objekt-)System forderugsermittlug ud -aalyse Kozepteller Etwurf (Iformatsmodellierug) Logischer Etwurf (DB-Schema, extere Sichte) Physischer Etwurf (Iteres Schema) Systemkostrukt, -itegrat ud -optimierug Iformatssystem uswertug ud ikremetelle Modifikat Test / uswertug N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 3 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 Eisatz des Systems 4 DB-Etwurf ud Modellierug (4) Iformatsmodell Gegestäde Tatsache Zusammehäge Miiwelt Eigeschafte Iformate Sachverhalte Formalisierug, Diskretisierug (Systemaalyse) Objekte ttribute ei-/mehrwertig eifach/ zusammegesetzt Schlüssel Wertebereiche Vorgäge Veräderuge Beziehuge Typ, Grad optal existezabhägig bstraktskozepte Klassifikat Geeralisierug ggregat ssoziat Rolle Nullwerte Methode (Verhalte) DB-Etwurf ud Modellierug (5) Iformatsmodell Darstellugselemete & Regel eie rt formale Sprache, um Iformate zu beschreibe Iformate über Objekte ud Beziehuge ur, we: uterscheidbar ud idetifizierbar relevat selektiv beschreibbar Iformatsmodell Objekte Beziehuge ttribute N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 5 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 6 1

2 DB-Etwurf ud Modellierug (6) DB-Etwurf ud Modellierug (7) Datebak- Istallat Iformatserhebumodellierug Sematische Date- Bedeutugsaalysmodellierug Grobdate- Feidatemodellierug. Iterview. Substativaalyse. Braistormig. Dokumeteaalyse..... ERM. NIM. EXPRESS-G. IDEF1X. STEP. UML.... Kozeptelles Datemodell. hierarchisch. etzwerkförmig. relatal. objektorietiert. objekt-relatal.... Logische Datemodellierug Zeit. DB2. INFORMIX. ORCLE. SYBSE.... ERM (Etity Relatship Model): geerell eisetzbares Modellierugswerkzeug STEP (STadard for the Exchage of Product Defiit Data): Modellierug, Zugriff, ustausch vo produktdefiierede Date über de gesamte Produktlebeszyklus UML (Uified Modelig Laguage): Notat ud Sprache zur Uterstützug objektorietierter Softwareetwicklug uabhägig vo der eigesetzte Datebakverwaltugssoftware kozepteller DB-Schemaetwurf logischer physischer Schemaetwurf Schemaetwurf N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 7 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 8 Etity-Relatship-Modell (ERM) (1) Modellierugskozepte Che, P. P.-S.: The Etity-Relatship Model Etity-Mege (Objektmege) Toward a Uified View of Data, i: CM TODS 1:1, March 1976, pp Wertebereiche, ttribute Primärschlüssel Relatship-Mege (Beziehugsmege) Klassifikat der Beziehugstype beutzerdefiierte Beziehuge bbildugstyp 1 : 1 : 1 : m Ziel: Festlegug vo sematische spekte explizite Defiit vo strukturelle Itegritätsbediguge N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 9 Etity-Relatship-Modell (2) Beachte: Das ERM modelliert die Typ-, icht die Istazeebee; es macht also ussage über Etity- ud Relatship-Mege, icht jedoch über eizele ihrer Elemete (uspräguge). Die Modellierugskozepte des ERM sid häufig zu ugeau oder uvollstädig. Sie müsse deshalb ergäzt werde durch Itegritätsbediguge oder Costraits. N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 10 Etity-Relatship-Modell (3) Etities wohluterscheidbare Dige der Miiwelt (Diskurswelt) thig that has real or idividual existece i reality or i mid (Webster) besitze Eigeschafte, dere kokrete uspräguge als Werte bezeichet werde Etity-Mege (Etity-Sets) Zusammefassug vo ähliche oder vergleichbare Etities habe gemeisame Eigeschafte Beispiele: bteiluge, gestellte, Projekte,... Bücher, utore, Leser,... Studete, Professore, Vorlesuge,... Kude, Vertreter, Wei, Behälter,... Etity-Relatship-Modell (4) Wertebereiche ud ttribute Die mögliche oder zulässige Werte für eie Eigeschaft ee wir Wertebereich (oder Domai) Die (bei alle Etities eier Etity-Mege auftretede) Eigeschafte werde als ttribute bezeichet Ei ttribut ordet jedem Etity eier Etity-Mege eie Wert aus eiem bestimmte Wertebereich (dem des ttributs) zu N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 11 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

3 Etity-Relatship-Modell (5) Beispiel: Etity-Typ Buch (i Diagrammdarstellug) IvNr Eutor Titel Verlag EJahr VPreis Buch Etity-Relatship-Modell (6) Erhöhug der Modellierugsgeauigkeit durch eiwertige ttribute mehrwertige ttribute (Doppelovale) zusammegesetzte ttribute (hierarchisch ageordete Ovale) Verschachteluge sid möglich jedem ttribut ist geeigeter Wertebereich zugeordet Name Ort Name der Etity-Mege sowie zugehörige ttribute sid zeitivariat Etity-Mege ud ihre Etities sid zeitveräderlich e1 = (4711, Kemper, DBS, Oldebourg,...) e2 = (0815, Date, Itrod. To DBS, ddiso,...)... e3 = (1234, Härder, DBS, Spriger,...) N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 13 Eutor IvNr Titel Verlag EJahr VPreis Buch N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 14 Etity-Relatship-Modell (7) Wie wird ei Etity idetifiziert? Etities müsse wohluterscheidbar sei Iformat über ei Etity ausschließlich durch (ttribut-) Werte Idetifikat eies Etities durch ttribut (oder Kombiat vo ttribute) (1:1) - Beziehug ggf. küstlich erzwuge (lfd. Nr.) { 1, 2,..., m } = sei Mege der (eiwertige) ttribute zur Etity-Mege E K heißt Schlüsselkadidat vo E K irreduzibel (miimal) ud e i, e j E: e i e j K(e i ) K(e j ) mehrere Schlüsselkadidate (SK) möglich Primärschlüssel auswähle Beispiel: Etity-Mege Studet mit ttribute Matr, SVNr, Name, Gebdat, FBNr N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 15 Etity-Relatship-Modell (8) Etity-Deklarat oder Etity-Typ legt zeitivariate spekte fest Etity-Typ E = (X, K) LNr Name Leser PLZ Ort Str L-utor Leser = ( {LNr, Name, dr (PLZ, Ort, Straße), {L-utor} }, {LNr}) Wertebereiche W (LNr) = it(8), W(Name) = W(L-utor) = char(30) W (PLZ) = it(5), W(Ort) = char(20), W(Str) = char(15) dom (LNr) = it(8) dom (dr) = W(PLZ) x W(Ort) x W(Str) = it(5) x char(20) x char(15) dom (L-utor) = 2 W(L-utor) = 2 char(30) N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 16 dr Etity-Relatship-Modell (9) Defiit Etity-Typ Ei Etity-Typ hat die Form E = (X, K) mit eiem Name E, eiem Format X ud eiem Primärschlüssel K, der aus (eiwertige) Elemete vo X besteht. Die Elemete eies Formats X werde dabei wie folgt beschriebe: i) Eiwertige ttribute : ii) Mehrwertige ttribute: {} iii) Zusammegesetzte ttribute: (B 1,..., B k ) Defiite aus: G. Vosse: Datemodelle, Datebaksprache ud Datebakmaagemetsysteme, Oldebourg, 4. uflage, Etity-Relatship-Modell (10) Defiit Wertebereich/Domai E = (X, K) sei ei Etity-Typ ud attr(e) die Mege aller i X vorkommede ttributame. Jedem attr(e), das icht eier Zusammesetzug vorasteht, sei ei Wertebereich W() zugeordet. Für jedes attr(e) sei dom ():= W(), falls eiwertig; dom() := 2 W(), falls mehrwertig; dom() := W(B 1 ) x... x W(B k ), falls aus eiwertige B 1,..., B k zusammegesetzt. Besteht aus mehrwertige oder zusammegesetzte ttribute, wird die Defiit rekursiv agewedet. N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 17 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

4 Etity-Relatship-Modell (11) Defiit Etity ud Etity-Mege Es sei E = (X, K) ei Etity-Typ mit X = ( 1,..., m ). i sei dom( i ) (1 i m) zugeordet. Ei Etity e ist ei Elemet des Kartesische Produkts aller Domais, d.h. e dom( 1 ) x... x dom ( m ) Eie Etity-Mege E t (zum Zeitpukt t) ist eie Mege vo Etities, welche K erfüllt, d.h. E t dom( 1 ) x... x dom( m ) E t wird auch als der Ihalt bzw. der aktuelle Wert (Istaz) des Typs E zur Zeit t bezeichet. Etity-Relatship-Modell (12) Defiit Relatship, Relatship-Typ ud Relatship-Mege Ei Relatship-Typ hat die Form R = (Et, Y). Dabei ist R der Name des Typs, Et bezeichet die Folge der Name der Etity-Type, zwische dee die Beziehug defiiert ist, ud Y ist eie (möglicherweise leere) Folge vo ttribute der Beziehug. Sei Et = (E 1,..., E k ), ud für beliebiges, aber festes t sei Ei t der Ihalt des Etity-Typs E i, 1 i k. Ferer sei Y = (B 1,..., B ). Eie Relatship r ist ei Elemet des Kartesische Produktes aus alle Ei t ud de Domais der B j, d.h. r Ei t x... x Ei t x dom(b 1 ) x... x dom(b ) bzw. r = (e 1,..., e k, b 1,..., b ) mit e i Ei t für 1 i k ud b j dom(b j ) für 1 j. Eie Relatship-Mege R t (zur Zeit t) ist eie Mege vo Relatships, d.h., R t Ei t x... x Ei t x dom(b 1 ) x... x dom(b ). N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 19 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 20 Etity-Relatship-Modell (13) Etity-Relatship-Modell (14) Eigeschafte vo Relatship-Mege Beispiele (Forts.) V1 V2 Grad der Beziehug (degree), gewöhlich =2 oder =3 Existezabhägigkeit Beziehugstyp (coectivity) Kardialität Vorlesug Voraussetzug V3 V4 Beispiele Leser usleihe usleihe = ((Leser, Buch), (RDatum)) Eigeschafte: Grad: 2 Existezabhägigkeit: Nei Beziehugstyp: :m RDatum Buch N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 21 Voraussetzug = ((Vorgäger/Vorlesug, Nachfolger/Vorlesug), ( )) geauer: direkte Vorausetzug Eigeschafte: Grad: 1 Existezabhägigkeit: Nei Rolleame Beziehugstyp: :m Trasitivität gilt im llg. bei Selbstreferez icht (Beispiel: liebt auf Perso ). Keie Disjuktheit der a eier Relatship-Mege beteiligte Etity-Mege gefordert. N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 22 V5 V6 Etity-Relatship-Modell (15) Beispiele (Forts.) 1 Etity-Relatship-Modell (16) Existezabhägigkeit vo Etity-Mege Existezabhägigkeit: Relatship begrüdet Existez vo Beispiele gestellter Direkter- Vorgesetzter 2 3 Bäcker backt Brötche 4 5 Mitarbeiter Elterteil Kid Direkter Vorgestzter = ((gestellter/gestellter, Chef/gestellter), ( )) Eigeschafte: Grad: 1 Existezabhägigkeit: Nei Beziehugstyp: 1: N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 23 Rechug Eigeschafte Grad: 2 Bem.: Bei Mehrfachrefereze ist eie erzeugede Existezabhägig: ja vo weitere referezierede Relatship-Mege zu uterscheide. Beziehugstyp: 1 : N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 24 hat RPoste 4

5 Etity-Relatship-Modell (17) 3-stellige Relatship-Mege m Lieferat Lieferug Projekt p CHTUNG: icht gleichwertig mit Teil m Lieferat Projekt Lieferug Lieferat Projekt m m Teil Etity-Relatship-Modell (18) Klassifikat vo Dateabbilduge ZIEL: Festlegug vo sematische spekte (hier: Beziehugstyp) explizite Defiit vo strukturelle Itegritätsbediguge Uterscheidug vo Beziehugstype E i - E j E i - E i Festlegug der bbildugstype 1:1... eieideutige Fukt (ijektive bbildug) :1... math. Fukt (fuktale oder ivers fuktale bbildug) :m... math. Relat (komplexe bbildug) bbildugstype impliziere icht, dass für jedes e k E i auch tatsächlich ei e l E j existiert N. Ritter, DIS, BER: SS 2005, i Kapitel mache 3 Systeme ur biäre RM Teil 25 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 26 Etity-Relatship-Modell (19) Etity-Relatship-Modell (20) Klassifikat vo Dateabbilduge (Forts.) Klassifikat vo Dateabbilduge (Forts.) Beispiele Beispiele (Forts.) PERS 1 rbeitet_i BT Leitet / Wird_geleitet_vo (1:1) rbeitet_fuer / Hat_Mitarbeiter (:1) PERS BT PERS BT N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 27 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 28 Etity-Relatship-Modell (21) Etity-Relatship-Modell (22) Klassifikat vo Dateabbilduge (Forts.) Beispiele (Forts.) rbeitet_fuer / Mitarbeit (:m) PERS PROJEKT Beispiel 1 DECLRE VLUE-SETS REPRESENTTION LLOWBLE-VLUES PERSONL-NR INTEGER(5) (1,10000) VORNMEN CHRCTER(15) LL NCHNMEN CHRCTER(25) LL BERUFE CHRCTER(25) LL PROJEKT-NR INTEGER(3) (1,5000) NZ.-JHRE INTEGER(3) (0,100) ORTE CHRCTER(15) LL PROZENT FIXED(5.2) (0,100.00) NZ.-MONTE INTEGER(3) (0,100) N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 29 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

6 Etity-Relatship-Modell (23) Beispiel 1 (Forts.) Etity-Relatship-Modell (24) Beispiel 1 (Forts.) DECLRE REGULR ENTITY RELTION PERSONL TTRIBUTE/VLUE-SET: PNR/PERSONL-NR NME/(VORNMEN,NCHNMEN) KÜNSTLER-NME/(VORNMEN, NCHNMEN) BERUF/BERUFE LTER/NZ.-JHRE PRIMRY KEY: PNR N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 31 DECLRE REGULR ENTITY RELTION PROJEKT TTRIBUTE/VLUE-SET: PRO-NR/PROJEKT-NR PRO-ORT/ORTE PRIMRY KEY: PRO-NR DECLRE RELTIONSHIP RELTION PROJEKT-MITRBEIT ROLE/ENTITY-RELTION.PK/MX-NO-OF-ENTITIES MITRBEITER/PERSONL.PK/ PROJEKT /PROJEKT.PK/m TTRIBUTE/VLUE-SET: RBEITSZEITNTEIL/PROZENT DUER/NZ.-MONTE N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 32 Etity-Relatship-Modell (25) Beispiel 1 (Forts.) DECLRE RELTIONSHIP RELTION PERS.-NGEHÖRIGE ROLE/ENTITY-RELTION.PK/MX-NO-OF-ENTITIES UNTERHLTSPFLICHTIGER/PERSONL.PK/1 KIND/ KINDER.PK/ EXISTENCE OF KIND DEPENDS ON EXISTENCE OF UNTERHLTSPFLICHTIGER DECLRE WEK ENTITY RELTION KINDER TTRIBUTE/VLUE-SET: NME/VORNMEN LTER/NZ.-JHRE PRIMRY KEY: NME PERSONL.PK THROUGH PERS-NGEHÖRIGE N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 33 Etity-Relatship-Modell (26) Beispiel 2: Vorlesugsbetrieb Stelle Sie ei ER-Diagramm für folgede Miiwelt auf: Jeder Professor hält mehrere seier Vorlesuge ud prüft Studete jeweils über eie dieser Vorlesuge. Mehrere ssistete arbeite jeweils für eie Professor ud halte Übuge, die zu de etsprechede Vorlesuge gehöre. Mehrere Studete höre jeweils eie Reihe vo Vorlesuge. Übuge ud Vorlesuge werde jeweils vo mehrere Studete besucht. Der Besuch vo Vorlesuge setzt i. allg. die Ketis aderer Vorlesuge voraus. N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 34 Etity-Relatship-Modell (27) Erweiteruge des ERM Beispiel 2 (Forts.) MatrNr Name Studete Semiar Note Fachgebiet ssistete 1 höre prüfe arbeite für m p m voraussetze Vorlesuge 1 lese Professore m VorlNr SWS Titel Rag Raum Ziel: Geauere Modellierug vo Beziehuge Verfeierug der bbilduge vo Beziehuge durch Kardialitätsrestrikte uspräguge (Objekte) eier EM solle im Modell explizit dargestellt werde; gleichartige Darstellug vo usprägug ud Typ (EM) Eiführug vo systemkotrollierte Beziehuge (bstraktskozepte) PersNr N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel Name3 gestellte 35 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

7 Kardialitätsrestrikte (1) Verfeierug der Dateabbildug Kardialitätsrestrikte (2) Verfeierug der Dateabbildug (Forts.) bisher: grobe strukturelle Festlegug der Beziehuge z. B.: 1:1 bedeutet höchstes eis zu höchstes eis Verallgemeierug: EM 2 EM 3 Verfeierug der Sematik eies Beziehugstyps durch Kardialitätsrestrikte: sei R E 1 x E 2 x... x E ; Kardialitätsrestrikt kard(r,e i ) = [mi,max] bedeutet, dass jedes Elemet aus E i i weigstes mi ud höchstes max uspräguge vo R ethalte sei muss (mit 0 mi max, max 1) Grafische Darstellug e1 immt a [mi 1,max 1 ] Beziehuge vom Typ R teil e2 immt a [mi 2,max 2 ] Beziehuge vom Typ R teil [mi 1, max 1 ] [mi 2, max 2 ] E 1 R E 2 EM 1 (mi 2, max 2 ) (mi 3, max 3 ) (mi 1, max 1 ) R (mi 4, max 4 ) EM 4 (mi, max ) EM Für jedes e i aus EM i gibt es (i R) midestes mi i Tupel der rt (..., e i,...) höchstes max i Tupel der rt (..., e i,...) N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 37 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 38 Kardialitätsrestrikte (3) Verfeierug der Dateabbildug (Forts.) Kardialitätsrestrikte (4) Verfeierug der Dateabbildug (Forts.) Beispiel: Polyeder PolyID Notate (beachte: viele Systeme erlaube ur 0, 1, ) Hülle (4, ) Jedes Elemet vo immt a geau eier Beziehug teil (1,1) Fläche (3, ) FlächeID Jede Fläche wird vo midestes 3 Kate begrezt MIN- MX [1,1] Begrezug (2,2) Kate (2,2) KateID Jede Kate begrezt geau 2 Fläche Krähefuß SP- SERM StartEde (3, ) Pukte X Y 1, C, M 1 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 Z 39 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 40 Kardialitätsrestrikte (5) Verfeierug der Dateabbildug (Forts.) Notate (Forts.)) Jedes Elemet vo immt a höchstes eier Beziehug teil Kardialitätsrestrikte (6) Verfeierug der Dateabbildug (Forts.) Notate (Forts.)) Jedes Elemet vo immt a midestes eier Beziehug teil MIN- MX [0,1] MIN- MX [1,] SP- SERM SP- SERM Krähefuß Krähefuß 1, C, M C 1, C, M M N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 41 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

8 Kardialitätsrestrikte (7) Verfeierug der Dateabbildug (Forts.) Notate (Forts.)) Jedes Elemet vo ka a beliebig viele Beziehuge teilehme MIN- MX [0,] bstraktskozepte (1) Ziel: Erfassug vo och mehr Sematik aus der Miiwelt durch das ERM Etwicklug vo (Beschreibugs-)Modelle zur adäquatere Wiedergabe der ausgewählte Miiwelt (Diskursbereich) Defiit vo systemkotrollierte Beziehuge ufgabe: SP- SERM Idetifikat vo wesetliche Kostrukte, die vom Mesche agewedet werde, we er seie Diskursbereich beschreibt. Krähefuß 1, C, M MC wedug vo bstrakt, um die Iformat zu orgaisiere: abstract permits someoe to suppress specific details of particular objects emphasizig those pertiet to the actual view N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 43 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 44 bstraktskozepte (2) Zwei Type vo bstrakte vo eifache zu zusammegesetzte Objekte (1-Ebee-Beziehug) vo zusammegesetzte zu (komplexer) zusammegesetzte Objekte (-Ebee-Beziehuge) bstraktskozepte werde vor allem eigesetzt zur Orgaisat der Iformat ud damit auch zur Begrezug des Suchraumes beim Retrieval sowie zu systemkotrollierte bleituge (Reasoig) Uterschiedliche Kozepte: Klassifikat/Geeralisierug ssoziat bstraktskozepte (3) Klassifikat etspricht der Bildug vo Etity-Mege fasst Objekte (Etities) mit gemeisame Eigeschafte zu eiem eue zusammegesetzte Objekt (Etity-Typ, Klasse, Klasseobjekt) zusamme eie Klasse ist defiiert als Zusammefassug vo Objekte gleiche Typs (ud gleicher Repräsetat) bzgl. ttributame ud -type Methode Itegritätsbediguge es wird eie 'istace-of'-beziehug ( ) als 1-Ebee-Beziehug zu de Objekte der Klasse aufgebaut ggregat Mattos, N.: pproach to Kowledge Maagemet, LNI 513, Spriger, 1991 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 45 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 46 bstraktskozepte (4) Istatiat iverses Kozept zur Klassifikat wird beutzt, um zu Istaze/Objekte zu gelage, die de Eigeschafte der Klasse uterliege gleiche Struktur (ttribute) gleiche Operate gleiche Itegritätsbediguge Klassifikat/Istatiat sid die primäre Kozepte zur Objektbildug ud strukturierug Grafische Darstellug (weitere Kozepte aalog) Klasse Klasse Istaz1 Istaz2 Istaz1 Istaz2 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 47 bstraktskozepte (5) Geeralisierug ergäzedes Kozept zur Klassifikat allgemeiere Klasse (Superklasse) ehme die Gemeisamkeite speziellerer Klasse (Subklasse) auf ud uterdrücke dere Uterschiede 'subclass-of'-beziehug ( sc - oder ''-Beziehug) rekursiv awedbar (-Ebee-Beziehug, Geeralisierugshierarchie) Struktureigeschafte alle Istaze eier Subklasse sid auch Istaze der Superklasse ei Objekt ka gleichzeitig Istaz verschiedeer Klasse sei sowie auch Subklasse mehrerer Superklasse ( Netzwerke, (:m)!) Zugehörigkeit eies Objektes zu eier Klasse/Superklasse wird im wesetliche bestimmt durch Struktur (ttribute), Verhalte (Operate) ud Itegritätsbediguge der Klasse/Superklasse Trasitivität N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

9 bstraktskozepte (6) bstraktskozepte (7) Klassifikat ud Geeralisierug Klassifikat ud Geeralisierug (Forts.) uterschiedlich i verschiedee Systeme Klasse Geeralisierugshierarchie (Is-a-Hierarchie) Klasse Ei-/Mehrklassemitgliedschaft vo Istaze Eifach/Mehrfachvererbug evtl. zusätzlich spezifizierbar... sc disjukte Subklasse (keie Mehrklassemitgliedschaft) Klasse Vollstädige Überdeckug der Subklasse (abstrakte Superklasse, keie direkte Istaze) Istaz Klassifikat / Geeralisierug Istatiat / Spezialisierug N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 49 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 50 bstraktskozepte (8) Klassifikat ud Geeralisierug (Forts.) überlappede Subklasse sätze Mehrklassemitgliedschaft Eiklassemitgliedschaft ud Eifachvererbug P P P: Perso S: Studet : utofahrer S bstraktskozepte (9) Spezialisierug iverses Kozept zur Geeralisierug Etlag vo Spezialisierugsbeziehuge Vererbug vo Struktur: ttribute, Kostate ud Default-Werte Itegritätsbediguge: Prädikate, Wertebereiche usw. Verhalte: Operate / Methode S S Itegritätsbediguge köe eigeschräkt, Default-Werte köe überschriebe, Methode überlade werde Eiklassemitgliedschaft ud Mehrfachvererbug P Vorteile der Vererbug keie Wiederholug vo Beschreibugsiformat S abgekürzte Beschreibug Fehlervermeidug N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 S 51 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 52 bstraktskozepte (10) bstraktskozepte (11) Spezialisierug (Forts.) Subklasse: Klasse S, dere Etities eie Teilmege eier Superklasse G sid: S G Mehrfach-Vererbug (multiple iheritace) ka zu Koflikte führe Uiversitätsagehöriger Name Geburtstag d. h., jedes Elemet (usprägug) vo S ist auch Elemet vo G. Spezialisierug: Z = {S 1, S 2,... S } Mege vo Subklasse S i mit derselbe Superklasse G Bediesteter Fachbereich Studet Matr Fachbereich Z heißt vollstädig (total), falls gilt G = S i, (i = 1..), aderfalls partiell. Beamter gestellter Daisy Z ist disjukt, falls S i S j = { }, für i j aderfalls überlapped (icht-disjukt). N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 53 uflösug explizit durch de Beutzer, z. B. durch Umbeeug: Hiwi_im_Fachbereich Garfield Fachbereich of gestellter, immatrikuliert_im_fachbereich Fachbereich of Studet stud. Wochestude Hilfskraft Kostestelle N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 Erie 54 9

10 bstraktskozepte (12) Vererbug (Forts.) Kider bstraktskozepte (13) Klassifikat ud Geeralisierug im ER-Diagramm vo Beziehuge Uiv.-g. Projekt FB PNr Name Ort dr Str usbildug... Studet ssistet Professor gestellter Uiv.-g. p Uiv.-Lehrer Zweitgutachter Doktorad Professor Dozet Prüfug N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 Erstgutachter 55 disjukt überlapped Pilot Techiker t p Lizez FlugStd TeamNr t: total p: partiell N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 56 bstraktskozepte (14) bstraktskozepte (15) Klassifikat ud Geeralisierug im ER-Diagramm (Forts.) Name lter Perso p Nutzug beim objektorietierte DB-Etwurf: Vererbug vo Typiformate Strukturdefiite: ttribute, Defaultwerte, kostate Werte Itegritätsbediguge: Prädikate, Wertebereiche, Zusicheruge Hochschulagehöriger t Eitrittsdatum Verhalte: Operate (Methode) ud ggf. spektdefiite: Kommetare, Eiheite u. a. Fachgeb. Wiss. usbildug Nichtwiss. disjukt überlapped t t t t: totall p p: partiell Prof Studet Doktorad gestellter rbeiter N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 S1 S2 S3 57 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 58 bstraktskozepte (16) Elemet-ssoziat fasst Objekte (Elemete) zusamme, um sie im Rahme eier Objektgruppe (Megeobjekt) als Gazes zu beschreibe dabei werde eierseits Details der eizele Elemete uterdrückt ud adererseits bestimmte Eigeschafte, die die Objektgruppe charakterisiere, hervorgehobe. auch Gruppierug, Partitierug, Überdeckugs-ggregat geat verkörpert eie 'elemet-of'-beziehug ( eo ) als 1-Ebee-Beziehug es köe auch heterogee Objekte zu eiem Megeobjekt zusammegefasst werde bei automatischer bleitug müsse die Objekte das Megeprädikat erfülle; bei mauellem ufbau wählt der Beutzer die Objekte aus ud verküpft sie mit dem Megeobjekt (Coect) bstraktskozepte (17) Mege-ssoziat ergäzedes Kozept zur Elemet-ssoziat drückt Beziehuge zwische zusammegesetzte Megeobjekte aus baut eie 'subset-of'-beziehug ( ss ) auf ist rekursiv awedbar ud orgaisiert die Megeobjekte i eier ssoziats-hierarchie (-Ebee-Beziehug) Ziel der ssoziat Zusammefassug vo Gruppe mit heterogee Objekte für eie bestimmte Kotext (Vergleiche Sichtkozept) N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 59 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

11 bstraktskozepte (18) ssoziat ssoziatshierarchie Mege Mege... ss Mege eo Elemet Elemet-/Mege-ssoziat N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 61 bstraktskozepte (19) Struktureigeschafte der ssoziat alle Elemete eies Megeobjekts sid auch Elemete der zugehörige Supermege Objekte köe gleichzeitig Elemete verschiedeer Megeobjekte sei sowie auch Teilmege vo mehrere Supermege Netzwerke, (:m)! Systemkotrollierte bleituge bei der ssoziat sie uterstützt keie Vererbug, da die Megeeigeschafte keie Elemeteigeschafte sid durch Mitgliedschaftsimplikat lasse sich Eigeschafte bestimme, die jedes gültige Elemet der Mege erfülle muss Megeeigeschafte sid Eigeschafte der Mege, die über Elemeteigeschafte abgeleitet sei köe N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 62 bstraktskozepte (20) ssoziat bstraktskozepte (21) ssoziat Operate Erzeuge/Lösche Beispiel Ui-Gremie Create Coect/Discoect (mauell oder automatisch über Megeprädikate) subset-of subset-of Delete Suche Seat Versammlug Schlussfolgeruge Mitgliedschaftsimplikat elemof elemof elemof elemof elemof Megeeigeschafte P1 P2 S1 N1 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 63 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 64 bstraktskozepte (22) ggregat Teil-Gaze-Beziehug etweder exklusiv (kei aderes Objekt darf deselbe Bestadteil habe) oder gemeisam (derselbe Bestadteil wird i zwei oder mehr Objekte verwedet) etweder abhägig (Bestadteil ka icht allei existiere ud wird mit dem Objekt gelöscht oder uabhägig (Bestadteil ka auch für sich als Objekt existiere) Objekte mit exklusive ud/oder abhägige Objekte heiße zusammegesetzte Objekte ( composite objects, komplexe Objekte ) oder ggregate N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 65 bstraktskozepte (23) Elemet-ggregat ufgabe Elemet-ggregat gestattet die Zusammesetzug vo Objekte aus eifache Objekte; sie stellt die Teil-Gaze -Relat für solche icht weiter zerlegbare Objekte her wedug Kollekt vo eifache Objekte (Elemet-Objekt, Teil) wird als zusammegesetztes Objekt (Kompoeteobjekt/ggregatobjekt) behadelt baut eie 'part-of'-beziehug ( po ) auf (1-Ebee-bstrakt); typischerweise erzeugt der Beutzer ei ggregat aus Teile mit Hilfe vo Coect-weisuge; dabei müsse Struktureigeschafte beachtet werde (z. B. Maschaft besitzt 11 Spieler) Die Möglichkeit, heterogee Objekte zu aggregiere, erhöht die wedugsflexibilität N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

12 bstraktskozepte (24) Kompoete-ggregat ufgabe Kompoete-ggregat diet als ergäzedes Kozept zur Elemet- ggregat; durch sie wird die Teil-Gaze-Relat auf Kompoete agewedet wedug zwische de Kompoeteobjekte wird eie 'compoet-of'- Beziehug ( co ) hergestellt (z. B. durch Coect-weisug) rekursiv awedbar ud orgaisiert eie ggregatshierarchie (-Ebee-Beziehug) bstraktskozepte (25) Kompoete-ggregat (Forts.) Struktureigeschafte bei der ggregat (ggregat bedeutet auch 'besteht-aus'/'cosists-of') beschreibt otwedige Eigeschafte, die ei Objekt habe muss, um kosistet zu sei Uterschied zu Klasse ud Megeobjekte, die ohe Istaze existiere köe, bzw. für die leere Mege erlaubt sid Elemete eier Subkompoete sid gleichzeitig auch Elemete aller Superkompoete dieser Subkompoete Objekte köe gleichzeitig Elemete verschiedeer Kompoete bzw. auch Subkompoete vo mehrere Superkompoete sei Netzwerke, ((:m)!) N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 67 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 68 bstraktskozepte (26) ggregat bstraktskozepte (27) ggregat (Forts.) ggregatshierarchie Operate Erzeuge/Lösche Kompoete Create Coect/Discoect Kompoete Kompoete Teil/Elemet... co po Delete Itegritätsbediguge für ggregatstrukture Suche (trasitive bleitug vo komplexe Objekte) Schlussfolgeruge implizierte Prädikate Elemet-/Kompoete-ggregat N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 69 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 70 bstraktskozepte (28) ggregat (Forts.) Systemkotrollierte bleituge: implizierte Prädikate bstraktskozepte (29) ggregat (Forts.) Beispiel Prädikate, die über der ggregatshierarchie spezifiziert sid ud gemeisame Eigeschafte vo Elemete/ggregate betreffe upward implied predicate We P(x) wahr P (ggregatobjekte (x)) wahr co PC-System co Preis Gewicht co dowwardimpliedpredicate We P(x) wahr P (Kompoeteobjekte (x)) wahr Peripherie Basis-PC Erweiteruge im Beispiel (ächste Folie): po po upward implied predicate : Gewicht > x dowward implied predicate : Preis < y Drucker Festplatte Kapazität Preis Gewicht N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 71 N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel

13 bstraktskozepte (30) Objektorietierte Repräsetat Itegrat der bstraktskozepte: ei Objekt ka mehrere Beziehuge verschiedeer Type aufbaue etspreched de verschiedee Rolle, die i de bstrakte vorkomme Objektsematik wird bestimmt durch die Kotexte/Rolle eies Objektes 3 bstraktskozepte ermögliche verschiedeartige Orgaisatsforme der modellierte Objekte ud ihrer Beziehuge köe für Schlussfolgeruge beutzt werde: um ussage über Objekte ud ihre Eigeschafte abzuleite als Zusatz bei Maipulats- ud Retrievaloperate bstraktskozepte (31) Objektorietierte Repräsetat (Forts.) - Beispiel Spezialitäte des Restaurats ss brasiliaische Spezialitäte eo po Feijoada po Gerichte sc Hauptgerichte N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 73 schwarze Bohe Fleisch Gewürze N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 74 bstraktskozepte (32) Objektorietierte Repräsetat (Forts.) Beispiel - Schlussfolgeruge schwarze Bohe Gerichte Feijoada Feijoada po Preis Vererbug implizierte Prädikate Kalorie = 700 Kcal brasiliaische Spezialitäte eo Feijoada brasiliaische Spezialitäte Feijoada Herkuft: Brasilie Mitgliedschaftsimplikate Megeeigeschafte Kalorie = 1020 Kcal N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 75 eo Zusammefassug (1) DB-Etwurf umfasst Iformatsbedarfsaalyse kozeptelles DB-Schema (-> Iformatsmodell) logisches DB-Schema physisches DB-Schema (icht diskutiert) ERM-Charakteristika Modellierug bezieht sich auf die Typebee Relevate Zusammehäge der Miiwelt werde durch Etity- ud Relatship-Mege modelliert; sie werde geauer durch ttribute, Wertebereiche, Primärschlüssel/Schlüsselkadidate beschriebe Klassifikat vo Beziehugstype diet der Spezifikat vo strukturelle Itegritätsbediguge schauliche Etwurfsdarstellug durch ER-Diagramme relativ karges Iformatsmodell N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel 3 76 Zusammefassug (2) Eiführug weiterer Modellierugskozepte Verfeierug vo Beziehuge durch Kardialitätsrestrikte ud vor allem bstraktskozepte Das erweiterte ERM ist sehr mächtig ud umfasst viele bekate Modellierugskozepte Itegritätsbediguge wurde hier icht behadelt (-> Relatemodell) bstraktskozepte ud dere Implikate Geeralisierug ud Vererbug ssoziat mit Megeeigeschafte ud Mitgliedschaftsimplikate ggregat ud implizierte Prädikate Itegrat der bstraktskozepte mittels objektzetrierter Darstellug N. Ritter, DIS, SS 2005, Kapitel