Inhaltsverzeichnis. 1. Fragestellung

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1 Inhaltsverzeichnis 1. Fragestellung Herleitung zum Thema Das Entity Relationship Modell (ERM) Praktisches Beispiel zum ERM Anhang...Fehler! Textmarke nicht definiert. 1. Fragestellung a. Beschreiben Sie, worum es sich bei einem ERM handelt. Wozu dient es? Welche Elemente besitzt ein ERM? Was versteht man unter Primär- und Fremdschlüsseln? b. Formulieren Sie das folgende kurze Beispiel als ERM: Ein Kunde wird durch eine Kundennummer, seinen Namen und seine Adresse näher beschrieben. Er kann einen oder mehrere Artikel bestellen. Ein Artikel wird charakterisiert durch eine Artikelnummer und einen Preis. Ein Artikel wird von genau einem Hersteller produziert. Ein Hersteller kann mehrere Artikel produzieren. Achten Sie auf die Kennzeichnung von Primärschlüsseln (mittels Unterstreichung) und den korrekten Gebrauch von Kardinalitäten! 2. Herleitung zum Thema Im Folgenden wird das Entity-Relationship-Modell (ERM) vorgestellt. Es ist ein Bestandteil Architektur Integrierter Informationssysteme (ARIS). Das ARIS Rahmenkonzept zielt auf eine ganzheitliche Beschreibung computergestützter Informationssysteme vom Fachkonzept bis zur Implementierung. Diese Architektur wird auch als House of ARIS bezeichnet. Das House of ARIS besteht dabei aus unterschiedlichen Bestandteilen, wie z.b. dem Organisationsteil oder dem Datenteil. Alle Bestandteile sind jeweils in drei weitere Teile, bestehend aus Fachkonzept, DV-Konzept und Implementierung, unterteilt. Eine Methode innerhalb des Fachkonzeptes für den Datenbereich des House of ARIS ist das Entity- Relationship-Modell. Diese Methode soll im Folgenden näher betrachtet werden. Als 1

2 Ergänzung zum dritten Abschnitt befindet sich eine Grafik im Anhang, in der die einzelnen Teile des ERM in grafisch verdeutlicht werden. 3. Das Entity Relationship Modell (ERM) Das ERM wurde 1976 von Peter Chen vorgestellt. Es war das erste Beschreibungsmittel zur Erstellung von konzeptionellen Schemata. In der Folgezeit wurde es von verschiedenen Personen und Institutionen weiterentwickelt. Die bekanntesten ER- Diagramme sind die Chen sowie die Martin Notation. Das ERM hat sich im Laufe der Zeit zu einem der wichtigsten Modellierungsinstrumente entwickelt. Der Hauptverwendungszweck ist dabei die Modellierung der Datensicht (im Fachkonzept). Das ERM ist unabhängig von einem Datenbankkonzept. Es dient allgemein der Datenmodellierung in der konzeptionellen Phase der Anwendungsentwicklung, sowie in der Phase des Datenbankentwurfs zur graphischen Beschreibung der Objekte eines Anwendungsbereichs. Durch das ERM wird ein fachlicher Ausschnitt aus der realen Welt (Unternehmens-, Geschäftsprozess) dargestellt. Hilfsmittel für diese Darstellung sind sog. Entities (Entitäten, Einheiten, Objekte), Relationen und Attribute. Relationen beschreiben logische Zusammenhänge zwischen Entitäten, Attribute beschreiben die Eigenschaften von Entitäten und Relationen. Die folgende Abbildung soll einen Überblick über die Bestandteile des ERM vermitteln. Diese werden im Anschluss an das Modell erläutert. 2

3 Das ERM basiert auf der Anschauung, dass Realität und Vorstellungswelt durch Objekte (Entitäten) und Relationen (Relastionsship) in Beziehung gesetzt werden. Die folgende Abbildung zeigt die Elemente des ERM. Ausgangspunkt des ERM ist der Begriff der Entität. Eine Entität ist ein individuelles und identifizierbares Exemplar von Dingen, Personen oder Begriffen der realen oder der Vorstellungswelt. Entitätstypen werden durch Rechtecke dargestellt. Die Entitäten müssen eindeutig identifiziert werden. Sie werden durch Attribute näher beschrieben. Attribute sind die verschiedenen Felder einer Entität bzw. später eines Datensatzes in Access. Bspw. kann der Entitätstyp Kunde durch die Attribute Kunden-Nr., Name, Vorname und Adresse charakterisiert werden. Eine Ausprägung eines Entitätstypen (Entität) entsteht, indem jedem Attribut des Entitätstypen ein Wert zugewiesen wird. Dabei muss jede Entität eindeutig durch die jeweilige Kombination seiner Attributwerte identifizierbar sein. Ein Entity-Set (zum Zeitpunkt t) ist die Menge von Entities e, die eine gegebene Entity - Deklaration E erfüllen. Die Entitätsmenge wird im ERM durch ein Rechteck dargestellt. In dem Rechteck steht der Name der Entität. Ein Beispiel für ein Entity-Set sind Alle Kunden und Alle Hersteller. Wechselwirkungen und Abhängigkeiten zwischen Entitäten werden durch Beziehungen Relationships dargestellt. Ein Relationship ist eine Beziehung zwischen konkreten Entities. Die Beziehung repräsentiert einen Satz von Verbindungen zwischen den Objekten, die durch Linien mit diesen Relationen verbunden sind. Dabei werden die Beziehungen zwischen Entities zu Beziehungstypen überführt. Dabei können mehrere Entities durch Beziehungstypen miteinander verbunden werden. Außerdem können sie auch eigene Attribute besitzen, wie z.b. ein Datum. Von praktischer Bedeutung sind Aussagen über die Ordnung der Beziehungstypen. Mehrere Beziehungen werden durch die Eigenschaften unterschieden. Ein Beispiel dafür ist: Student meldet sich für Klausur 4001 an. Graphisch werden Beziehungen durch Rauten dargestellt, die mit den zugehörigen Entitäten verbunden werden Ein Relationship-Set ist eine Menge von Beziehungen, die die Relationship- Deklaration R erfüllen. Ein Beispiel ist: Der Kunde Meier bestellt Ware X. Dabei stellt bestellt die 3

4 Beziehung zwischen den Entitäten Kunde und Ware dar. Der Beziehungstyp beschreibt numerische Zusammenhänge zwischen Entitäten und kann bspw. den Wert 0 für keine Zuordnung, den Wert 1 für genau eine Zuordnung oder n, m für unendlich viele Zuordnungen annehmen. Der Beziehungstyp wird neben den graphischen Linien an den Verbindungslinien der Beziehung notiert. Als weiteres Element gibt es noch Beziehungsmengen. Dies ist eine Sammlung von Beziehungen gleicher Art zur Verknüpfung von Entity- Sets. Die in der Abbildung dargestellte Situation bedeutet, dass ein Kunde bis zu n Waren bestellen kann. Die mögliche Anzahl der an einer Beziehung beteiligten Entitäten wird durch die Kardinalität angegeben. Man unterscheidet verschiedene Kardinalitäten einer Relation: 1:1-Relation Dies bedeutet, dass eine Entität des einen Entitätstyps mit höchstens einer Entität des anderen Entitätstyps in Beziehung steht, und umgekehrt. Bspw. bei KFZ- Kennzeichen: Ein zugelassenes Fahrzeug hat genau ein KFZ- Kennzeichen 1:N-Relation Eine Entität des einen Entitätstyps steht mit beliebig vielen (0; ) Entitäten des anderen Entitätstyps in Beziehung. In der Gegenrichtung steht eine Entität des einen Entitätstyps mit höchstens einer Entität des anderen Entitätstyps in Beziehung. Bspw. in einer Familie kann eine Mutter ein Kind aber auch fünf Kinder haben. 4

5 M:N-Relation Eine Entität des einen Entitätstyps steht mit beliebig vielen Entitäten des anderen Entitätstyps in Beziehung; gleiches gilt für die Gegenrichtung. Bspw. kann ein Student mehrere Professoren haben. Es ist jedoch gleichzeitig gegeben, dass ein Professor mehrere Studenten betreut. Durch den Einsatz von Schlüsseln kann bei einem relationalen Modell eine eindeutige Zuordnung, bzw. Identifikation festgehalten werden. Jedes Tupel muss eindeutig identifiziert werden können. Diese Identifikation erfolgt über so genannte Schlüssel. Ein Schlüssel ist eine Kombination von Attributen, welche jedes Tupel eindeutig identifizieren. Beispiele hierfür sind z.b. die Kunden-Nr., die Hersteller-Nr. oder auch die Artikel-Nr.. In Schlüsselfelder müssen immer Werte eingesetzt werden, Null ist nicht zulässig. Primärschlüssel sind dafür verantwortlich einen Datensatz in einer Tabelle eindeutig zu identifizieren. Es darf kein anderer Datensatz dieser Tabelle einen gleichwertigen Primärschlüssel besitzen. Jede Tabelle sollte einen solchen Primärschlüssel besitzen um schnell auf die Daten zugreifen zu können, da die DBMS einen Index für diese Schlüssel erstellen. Der Primärschlüssel wird durch Unterstreichung des Attributs gekennzeichnet. Neben den Primärschlüsseln gibt es auch noch Fremdschlüssel. Ein Fremdschlüssel ist ein Attribut oder eine Menge von Attributen, die in mehreren Tabellen vorkommen und in einer dieser Tabellen den Primärschlüssel bildet. Fremdschlüssel ermöglichen Beziehungen zwischen den Tabellen. Mit Fremdschlüsseln wird eine Verbindung zwischen Tabellen, bzw. Entitäten gewährleistet. Sie dürfen nicht Null sein und müssen eindeutig definiert sein. Fremdschlüssel ermöglichen referenzielle Integrität. 5

6 Folgendes Beispiel soll die Zusammenhänge zwischen Primär- und Sekundärschlüsseln darstellen. Die relationale Darstellung zeigt die Zusammenhänge der Entities. Kunde Kunden-Nr. (PK) Name Vorname PLZ Ort 001 Maier Kurt Berlin 002 Müller Walter Stuttgart 003 Weber Karl München 004 Lauer Helene Berlin Kauf Abrechnungs-Nr. (PK) Datum Kunden-Nr. (FK) Personal-Nr. (FK) Abrechnungs-Nr. ist der Primärschlüssel. Kunden-Nr. und Personal-Nr. sind Fremdschlüssel. Verkäufer Personal-Nr. (PK) Name Vorname 100 Becker Vera 200 Schmitt Karl 300 Schulz Horst 400 Müller Silke Personal-Nr. ist Primärschlüssel. 6

7 4. Praktisches Beispiel zum ERM Abschließend soll anhand des folgenden Beispiels das vorangehend erklärte praktisch umgesetzt werden. Ein Kunde wird durch eine Kundennummer, seinen Namen und seine Adresse näher beschrieben. Er kann einen oder mehrere Artikel bestellen. Ein Artikel wird charakterisiert durch eine Artikelnummer und einen Preis. Ein Artikel wird von genau einem Hersteller produziert. Ein Hersteller kann mehrere Artikel produzieren. Lösung: PLZ Kunden-Nr. Name Adresse Vorname Kunde Straße N Hersteller- Nr. Name bestellt M Hersteller 1 produziert N Artikel Artikel-Nr. Adresse Preis PLZ Straße 7