SQL. Grundlagen und Datenbankdesign. Elmar Fuchs. 2. Ausgabe, April 2012 SQL

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1 SQL Elmar Fuchs 2. Ausgabe, April 202 Grudlage ud Datebakdesig SQL

2 3 SQL - Grudlage ud Datebakdesig 3 Der Datebaketwurf I diesem Kapitel erfahre Sie wie sich der Datebak-Lebeszyklus vollzieht welche Etwurfsphase es für Datebake gibt wie Datebake mithilfe des Etity-Relatioship-Modells modelliert werde Voraussetzuge Grudverstädis vo Datebake 3. Eiführug zum Datebaketwurf Wird bei der Kozeptio vo Awedugsprogramme festgestellt, dass für die Verwaltug der Date eie Datebak beötigt wird, begit dere Plaugsprozess, der sogeate Datebaketwurf. Dabei hadelt es sich um eie Prozess, bei dem geau festgestellt wird, welche Date vo der Awedug beötigt werde ud ob adere Aweduge ebefalls mit diese ud evetuell adere Date aus dem Bereich arbeite solle. Dabei werde folgede Aspekte betrachtet: Welche logische Struktur soll die Datebak habe, d. h., welche Sichte werde auf die Datebak beötigt ud wie köe diese i eiem gemeisame Schema zusammegefasst werde? Wie soll die physische Struktur der Datebak aussehe, d. h., i welcher Form werde die Date gespeichert ud wie soll darauf zugegriffe werde? Welche zusätzliche Bediguge müsse eigehalte werde, d. h., gibt es voseite der Aweduge Bediguge, Eischräkuge usw.? Der Etwurf erfolgt ach dem 3-Ebee-Modell. Das heißt, es müsse die Schemata für die extere, die kozeptioelle ud die itere Ebee aufgestellt werde. Für de Etwurfsprozess komme spezielle Techike zum Eisatz. Die grafische Darstellug der aufgestellte Modelle erfolgt mit dem Etity-Relatioship-Modell, das sich für de Datebaketwurf durchgesetzt hat. 3.2 Der Datebak-Lebeszyklus Bei der Etwicklug ud dem Eisatz vo Software werde die verschiedee Phase wie z. B. Aalyse, Plaug, Etwicklug, Teste ud Awedug vo Software uterschiede ud uter dem Begriff des Software-Lebeszyklus zusammegefasst. Diese Eiteilug i Etwicklugsphase ka ebefalls auf dem Gebiet der Datebake agewedet werde. Die Aalyse der Aforderuge grezt die Ihalte der eue Datebak ei ud diet der Festlegug der Beutzergruppe ud Aweduge. Dabei werde die Dateobjekte, dere Eigeschafte ud Beziehuge sowie mögliche Vorgäge (Aktualisieruge, Abfrage) ud Radbediguge ermittelt. Das Resultat der Aforderugsaalyse ist die Aforderugsspezifikatio. Der kozeptioelle Etwurf umfasst die Modellierug der Sichte ud die Itegratio der Sichte i ei Gesamtschema. Dafür werde meist Etity-Relatioship-Diagramme erstellt. Auf diesem Gebiet werde aber auch UML-Diagramme eigesetzt (UML - Uified Modelig Laguage). 24 HERDT-Verlag

3 Der Datebaketwurf 3 Diese grafische Darstelluge werde i der Phase des logische Etwurfs i das Datemodell des Ziel-DBS (z. B. i das relatioale Datemodell) trasformiert ud die gesamte Datebak wird so aufbereitet, dass eie effektive Speicherug möglich ist (das Datebakschema wird ormalisiert). Bei verteilte Datebake ist ei Etwurf für die Verteilug der Datebake im Netz erforderlich. Nu ka die Datebak mithilfe der Sprachmittel des DBMS erstellt ud die beötigte Afrage köe formuliert werde, was als physischer Etwurf bzw. Implemetierug bezeichet wird. Für relatioale DBS geschieht dies i der Abfragesprache SQL. Im Falle eier Überahme vo Date aus alte Datebake oder vo Dateiihalte erfolgt a dieser Stelle eie Kovertierug dieser Date i das eue Format. Die Datebak ud die erstellte Abfrage werde u getestet ud die Ergebisse werde auf ihre Gültigkeit bezüglich der Aforderuge geprüft (validiert). So wird die Sicherug der Datebak-Qualität gewährleistet. I der Phase der Awedug muss die Datebak städig gewartet werde. Im Laufe dieser Zeit köe sich Äderuge des Datebakschemas ergebe. I diesem Fall ist eie Reorgaisatio der Datebak otwedig. Aforderugsaalyse Kozeptioeller Etwurf Logischer Etwurf Etwurf der Verteilug im Netz Physischer Etwurf/Implemetierug Test ud Validatio Awedug ud Wartug Der Datebak-Lebeszyklus 3.3 Datebake etwerfe Der Etwurf der Datebak hat eie große Ateil a der Qualität der Datebak. Der kozeptioelle Etwurf ist mit besoderer Sorgfalt zu erstelle. Dari werde die Sichte defiiert ud im kozeptioelle Schema zusammegeführt. Bei der Modellierug des Ausschitts aus der reale Welt (des kozeptioelle Schemas) ist besoders auf Vollstädigkeit ud Korrektheit, Miimalität ud Modifizierbarkeit zu achte. Die Etwurfsphase Der Etwurf der Datebak begit bei der Aalyse der Aforderuge ud ist mit dem physische Etwurf der Datebak abgeschlosse, wie es i der Abbildug des Datebak-Lebeszyklus dargestellt ist. Aforderugsaalyse Kozeptioeller Etwurf Logischer Etwurf I der Aforderugsaalyse werde die Aforderuge aller Beutzer a die eue Datebak zusammegetrage. Diese Aforderuge werde meist ach bestimmte Kriterie klassifiziert, z. B. ach Abteiluge bzw. Beutzergruppe. Wichtig ist, dass festgelegt wird, welche Date gespeichert werde solle (was zu speicher ist) ud wie die Date zu bearbeite sid. Am Ede dieser Phase liege die Sichte ud das kozeptioelle Gesamtschema (meist als Etity-Relatioship-Diagramm) vor. Beim Etwurf köe Sie verschiedee Vorgehesweise verwede. Etweder Sie etwerfe zuerst die Sichte ud füge diese da zu eiem kozeptioelle Schema zusamme (Top-dow-Methode - Methode der schrittweise Verfeierug) oder umgekehrt (Bottom-up-Methode - Methode der schrittweise Verallgemeierug). I de Ergebisdiagramme ist geau defiiert, welche Date(-objekte) mit welche Eigeschafte i der Datebak abgebildet werde solle, welche Beziehuge zwische de Date(-objekte) bestehe, ob es Abhägigkeite oder/ ud Itegritätsbediguge gibt usw. Bevor der logische Etwurf erstellt werde ka, muss festgelegt werde, für welches DBS die Datebak aufgebaut werde soll. Nu erfolgt die Umsetzug des kozeptioelle Schemas i das Datemodell des Datebaksystems. Dafür stehe meist etsprechede Trasformatiosregel zur Verfügug. Aschließed wird das Datebakschema ormalisiert, wodurch z. B. Redudaze beseitigt werde. HERDT-Verlag 25

4 3 SQL - Grudlage ud Datebakdesig Verfeierug des logische Etwurfs Physischer Etwurf/ Implemetierug Nu ka der logische Etwurf z. B. i Hiblick auf häufige bzw. bevorzugte Abfrage, die i de Aforderuge formuliert wurde, optimiert werde. Dabei werde Erweiteruge ud gegebeefalls Äderuge am relatioale Schema durchgeführt (z. B. durch das Eifüge vo Idizes). I der letzte Etwurfsphase erfolgt die Defiitio des itere Schemas. Es werde geeigete Speicherstrukture ud Zugriffsmechaisme darauf festgelegt. Ei wichtiger Aspekt ist auch das Laufzeitverhalte des DBS, welches durch eie effiziete Zugriff auf die relevate Date verbessert werde ka. I der Datedefiitiossprache (DDL) des DBS werde u das itere, das kozeptioelle ud das extere Schema implemetiert. Bei relatioale Datebaksysteme werde auch die Relatioe ud Views (Sichte) defiiert. Die Festlegug der Zugriffsrechte erfolgt ebefalls i dieser Phase. Aforderugsaalyse Aforderuge kozeptioeller Etwurf Festlege des DBS kozeptioelles Schema logischer Etwurf logisches Schema Verfeierug des Etwurfs Dokumetatio verfeiertes logisches Schema physischer Etwurf/Implemetierug physisches Schema Datebak-Etwurfsphase (Wasserfallmodell) Abstraktioskozepte Bei der Erstellug eies Datemodells werde die Objekte ud dere Eigeschafte utersucht. Es werde zuerst alle Date (Objekte) gesammelt. I eiem Prozess der Abstraktio werde da gleichartige Mege vo Objekte zusammegefasst ud auf relevate Eigeschafte utersucht. I der Iformatik existiere bestimmte Kozepte, ach dee dieser Abstraktiosprozess erfolgt. I de folgede Defiitioe werde die Begriffe Objekt ud Klasse verwedet. Mit eier Klasse ist eie Mege gleichartiger Objekte gemeit. Ei Objekt ist ei bestimmtes Elemet der Klasse. Beispielsweise werde i der Klasse Autos alle i Deutschlad zugelassee Autos zusammegefasst. Ei gaz spezielles Auto, z. B. Ihr Auto, ist ei Objekt der Klasse Autos. Klassifikatio Gleichartige Dige (Objekte) mit gemeisame Eigeschafte werde zu Klasse zusammegefasst. Aggregatio Eie eue Klasse wird aus adere, bereits existierede Klasse zusammegesetzt bzw. besteht zum Teil aus Objekte aderer Klasse. Geeralisierug (Verallgemeierug) Zwische bestimmte Klasse wird eie Teilmegebeziehug hergestellt. Dabei stellt eie Klasse eie Verallgemeierug der adere Klasse dar. Zum Beispiel ist die Klasse Tier eie Verallgemeierug der Klasse Vögel, Reptilie ud Säugetiere. Die Eigeschafte der verallgemeierte Klasse werde de Klasse vererbt, die Teilmege dieser Klasse sid. Assoziatio Objekte bzw. Klasse köe miteiader i Beziehug gesetzt (assoziiert) werde. Diese Beziehug ka zwische zwei oder mehr Objekte aufgebaut werde. Idetifikatio Eigeschaftswerte bzw. Kombiatioe vo Eigeschaftswerte der Objekte werde als Schlüssel defiiert ud diee der eideutige Idetifizierug des Objekts. Über diese Schlüssel werde die Objekte assoziiert. 26 HERDT-Verlag

5 Der Datebaketwurf Das Etity-Relatioship-Modell Das Etity-Relatioship-Modell (kurz: ER-Modell oder ERM) ist das bekateste ud meistverwedete grafische Hilfsmittel für de Datebaketwurf, wird aber auch i adere Bereiche der Iformatik eigesetzt, i dee Ausschitte der reale Welt modelliert werde. Es ist uabhägig vo eiem bestimmte Datemodell ud uterliegt icht de Eischräkuge der Datemodelle, die sich durch dere Implemetierug ergebe. Das ER-Modell ermöglicht es, die kozeptioelle Etwürfe eier Datebak auf leicht verstädliche Art grafisch darzustelle ud die Abstraktioskozepte azuwede. Die zwei Grudbausteie des ER- Modells sid die Etities (Etitäte) ud die Relatioships (Beziehuge). Etities ud Relatioships habe Attribute. Es köe beliebig viele Objekte eier Etitätsmege ud eier Beziehugsmege existiere. Elemete ud grafische Darstellug des ER-Modells Etität (Etity), Etitätsmege (Etity-Set), Etity-Typ Als Etität (Etity) werde uterscheidbare (idetifizierbare) Dige aus der reale Welt bezeichet. Dies köe Persoe, Gegestäde, Firme oder Ähliches sei. Etitäte uterscheide sich voeiader durch ihre jeweilige Eigeschafte bzw. Eigeschaftswerte. Eie Etität wird syoym als Objekt bezeichet. Eie Etitätsmege (Etity-Set) ist eie Sammlug vo gleichartige Etitäte, d. h. vo Etitäte mit gleiche Eigeschafte, aber uterschiedliche Eigeschaftswerte, zu eiem bestimmte Zeitpukt. Etitäte eier Etitätsmege gehöre zu eiem bestimmte Etity-Typ. Etitätsmege sid zeitlich veräderlich. Etitäte: Etitätsmege: Etity-Type: ABTEILUNG Abteilug Forschug Mitarbeiter Schmidt Projekt 009 Alle Abteiluge Alle Mitarbeiter Alle Projekte MITARBEITER PROJEKTE Etität, Etitätsmege ud Etity-Typ Der Etity-Typ kategorisiert gleichartige Etitäte. Zu eiem Etity-Typ gehöre Etitäte, die sich durch die gleiche Eigeschafte (Attribute) beschreibe lasse. Für eie Etität e des Etity-Typs E wird die Schreibweise e E aus der Megelehre verwedet. Bei der Modellierug werde icht eizele Etitäte betrachtet, soder der Etity-Typ. Die ebestehede Abbildug zeigt die grafische Darstellug vo Etity-Type i Form vo Rechtecke. Attribute (Eigeschafte), Domäe Attribute bzw. Eigeschafte charakterisiere eie Etität, eie Etity-Typ, eie Beziehug bzw. eie Beziehugstyp. Die Attribute besitze eie ud eie Wert (Value). Eie Domäe beschreibt de zulässige Wertebereich eier Eigeschaft. Das köe fest vorgegebee Werte sei (z. B. Jauar, Februar...), Bereiche (z. B. vo 0 bis 999, vo A bis G) oder Megeagabe bzw. Datetypagabe (z. B. atürliche Zahl, reelle Zahl, Datum). I der grafische Darstellug werde die Eigeschafte als Ellipse oder Kreise dargestellt. Diese sid über ugerichtete Kate mit dem Etity-Typ verbude. Eigeschafte: Abteilug Abteilugsummer Projektummer Projektame Projektbegi Domäe: Abteilug: Eikauf, Verkauf, Persoal Abteilugsummer Projektummer Projektame {A-Z -9} Projektbegi tt.mm.jjjj PROJEKT Projektummer Projektame Projektbegi Attribute ud Domäe HERDT-Verlag 27

6 3 SQL - Grudlage ud Datebakdesig Schreibweise Der Etity-Typ Projekte ka i Megeschreibweise dargestellt werde: Projekte = {Projektame, Projektummer, Projektbegi} Die Etität ist ei Projekt ud besitzt die Attribute e Projektame = Gehaltsrechug, Projektummer = 02 ud Projektbegi = I der Megeschreibweise lässt sich das wie folgt darstelle: = {Gehaltsrechug, 02, } e Bei de Attribute wird zwische beschreibede Attribute (de awedugsspezifische Eigeschafte) ud idetifizierede Attribute (de Schlüssel zur eideutige Idetifikatio eier Etität i der Etitätsmege) uterschiede. I eiige Datebaksysteme wird der Begriff Domäe auch für eie Gruppe vo Datesätze i eier Tabelle oder Abfrage verwedet, z. B. i Microsoft Access. Schlüssel ud Primärschlüssel Ei Schlüssel setzt sich aus eiem oder mehrere Attribute zusamme. Schlüssel sollte so kurz wie möglich (Miimalitätsaforderug), aber so lage wie ötig sei. Das ist wichtig, da sie beim spätere Eisatz der Datebak für die Suche i der Datebak eigesetzt werde ud so jedes zusätzliche Attribut im Schlüssel eie Zeitverlust ud mehr Speicherbedarf für de Idex bedeutet. Ist uter de vorhadee Attribute ud Attributkombiatioe keie, die als Schlüssel eigesetzt werde ka, wird ei küstliches Attribut (z. B. ei Zählfeld) hizugefügt. Dieses bekommt für jede Etität eie adere Wert ud wird als Schlüssel eigesetzt. Der Primärschlüssel ermöglicht die eideutige Idetifizierug eier Etität eier Etitätsmege dadurch, dass sei Wert i eier Etitätsmege ur ei eiziges Mal vorkommt. Ei Etity-Typ ka mehrere Schlüssel besitze, die für bestimmte Abfrage oder Sortieruge beötigt werde, aber ur eie Primärschlüssel. I der grafische Darstellug werde Primärschlüssel durch uterstrichee Attribute dargestellt. Etity-Typ PROJEKT besitzt de Primärschlüssel Projektummer. PROJEKT Projektummer Projektame Projektbegi Etity-Typ PERSON besitzt eie Primärschlüssel, der sich aus de Attribute ud Passummer zusammesetzt. Passummer PLZ Wohort Der Primärschlüssel PERSON Strasse 28 HERDT-Verlag

7 Der Datebaketwurf 3 Beziehug (Relatioship), Beziehugsmege ud -typ, Kardialität (Komplexität) Durch Beziehuge werde die Wechselwirkuge oder Abhägigkeite vo Etitäte ausgedrückt. Beziehuge köe Eigeschafte besitze. Eie Beziehugsmege (Assoziatio) ist eie Sammlug vo Beziehuge gleicher Art zur Verküpfug vo Etitätsmege (Tabelle). Ei Beziehugstyp ist, aalog zum Etity-Typ, die Abstraktio gleichartiger Beziehuge. Ei Beziehugstyp wird grafisch durch eie Raute dargestellt, die durch zwei Kate mit de Etity-Type verbude ist, die assoziiert werde solle. I der Raute ka der des Beziehugstyps stehe. Beziehuge köe durch Attribute beschriebe werde, beispielsweise i welcher Tätigkeit ei Mitarbeiter a eiem Projekt mitarbeitet ud zu wie viel Prozet. I der Regel stehe zwei Etity-Type i Beziehug, was durch das Tupel B(E, E2) ausgedrückt wird. Es köe aber auch mehrere Etity-Type assoziiert werde. I dem Tupel B(E, E2,... Ek) werde alle a der Beziehug beteiligte Etity-Type agegebe. Die Azahl der a eier Beziehug beteiligte Etities wird als Grad der Beziehug bezeichet. Wird beispielsweise ei Produkt aus mehrere Bauteile verschiedeer Lieferate zusammegesetzt, hat das Tupel die Form B(PRODUKT, BAU- TEIL, LIEFERANT). Der Grad der Beziehug ist da 3 (terär). Beziehug Mitarbeiter Schmidt arbeitet a Projekt 009. Beziehugstyp ohe ud mit Attribut Mitarbeiter arbeitet a Projekt. MITARBEITER arbeitet a PROJEKTE Mitarbeiter arbeitet a Projekt i der Tätigkeit als... ud zu... Prozet. MITARBEITER Tätigkeit arbeitet a Prozet PROJEKTE Produkt setzt sich zusamme aus Bauteile, die geliefert werde vo Lieferat. PRODUKT LIEFERANT Beziehug ud Beziehugstyp BAUTEIL Folgede Beziehugsgrade sid möglich: Biär, we geau zwei Etities miteiader verbude sid Terär, we geau drei Etities miteiader verbude sid -är, we mehrere, d. h. geau Etities miteiader verbude sid Rekursiv uär, we ei Etity mit sich selbst i Beziehug steht Über die Kardialität wird festgelegt, wie viele Etitäte eier Etitätsmege mit Etitäte eier adere Etitätsmege i Beziehug stehe köe, z. B. wie viele Mitarbeiter a eiem Projekt mitarbeite. I der Regel erfolgt die Kezeichug vo Kardialitäte durch folgede Agabe: Kardialitäte: Abteilug besteht aus Mitarbeiter. Mitarbeiter arbeite a m Projekte. - geau eie Zuordug, m - eie oder mehrere Zuorduge I erweiterter Form sid auch die folgede Agabe zulässig: ABTEILUNG MITARBEITER besteht aus arbeitet a m MITARBEITER PROJEKTE c - keie oder eie Zuordug c - keie oder mehrere Zuorduge Darstellug vo Beziehuge Daraus ergebe sich folgede Möglichkeite für die Darstellug der Beziehuge (ohe Erweiterug): : - eis-zu-eis-beziehug Jede Etität eier Etitätsmege ist geau eier Etität eier adere Etitätsmege zugeordet. : - eis-zu--beziehug Jede Etität eier Etitätsmege ist eier oder mehrere Etitäte eier adere Etitätsmege zugeordet. : m - -zu-m-beziehug Eie oder mehrere Etitäte eier Etitätsmege köe eier oder mehrere Etitäte eier adere Etitätsmege zugeordet werde. HERDT-Verlag 29

8 3 SQL - Grudlage ud Datebakdesig Für die Kardialität ka auch eie Zahl festgelegt werde, z. B. 2, we immer geau 2 Etitäte eier Etitätsmege i Beziehug stehe. Besteht die Möglichkeit, dass es für eiige Etitäte keie Zuordug i Beziehuge gibt, ka de Agabe, oder m eie 0 hizugefügt werde. Zum Beispiel bedeutet 0,, dass 0,, 2... Etitäte ifrage komme. Rekursive Beziehuge etstehe, we ei Etity-Typ eie Assoziatio auf sich selbst besitzt (rekursiv uäre Beziehug). Beispielsweise ka eie rekursive Beziehug zwische Bauteile bestehe, die wiederum aus adere Bauteile zusammegesetzt werde, oder zwische Persoe, die mit eier adere Perso verheiratet sid. rekursive Beziehuge Bauteil besteht aus Bauteile. Perso ist verheiratet mit Perso. BAUTEIL besteht aus PERSON ist verheiratet mit Das Kozept der Aggregatio wird durch eie Part-of- Beziehug (Ist-Teil-vo-Beziehug) ausgedrückt (-äre Beziehug). Beispielweise besteht ei Computer aus eiem oder mehrere Prozessore, Laufwerke, eiem Gehäuse usw. Darstellug rekursiver Beziehuge COMPUTER part-of part-of... part-of PROZESSOR LAUFWERK GEHÄUSE Darstellug eier Part-of-Beziehug Is-a-Beziehuge drücke eie Geeralisierug (Verallgemeierug) oder Spezialisierug aus, d. h., sie stelle eie Teilmegebeziehug dar. Beispielsweise köe die Etity- Type PKW, MOTORRAD ud LKW i eiem Etity-Typ FAHR- ZEUG zusammegefasst (geeralisiert) werde. Adererseits sid PKW, MOTORRAD ud LKW Spezialisieruge des Etity- Typs FAHRZEUG. I der Megeschreibweise wird das wie folgt ausgedrückt: PKW FAHRZEUG is-a LKW disjukt, partiell MOTORRAD PKW FAHRZEUG MOTORRAD FAHRZEUG LKW FAHRZEUG Eie Is-a-Beziehug ka folgede Eigeschafte besitze: BAUM is-a disjukt, total Sie ist etweder disjukt oder icht disjukt. LAUBBAUM NADELBAUM Disjukt Nicht disjukt Alle Teilmege sid echte Teilmege, kei Elemet der eie Teilmege kommt i eier adere Teilmege vor. Die Teilmege köe gemeisame Elemete ethalte. VOGEL is-a icht disjukt, partiell Sie ist etweder total oder partiell. Total Es gibt keie weitere Teilmege zu dieser Spezialisierug. ZUGVOGEL SINGVOGEL Darstellug vo Is-a-Beziehuge Partiell Es gibt weitere Teilmege, die aber icht aufgeführt sid. Das Etity-Relatioship-Modell ach Che wurde, um eie umfagreiche sematische Datemodellierug durchführe zu köe, um die Geeralisierug/Spezialisierug ud Aggregatio erweitert. 30 HERDT-Verlag

9 Der Datebaketwurf 3 Überblick über die grafische Kostrukte des ER-Modells Etity-Typ (Klassifizierug) Schwacher Etity-Typ (durch eigee Attribute icht eideutig idetifizierbar - immer über Relatioship a weitere Etity-Typ gebude) Attribut (Eigeschaft) Primärschlüssel (Idetifikatio) Beziehug (Relatio, Relatioship, Assoziatio) m Part-of-Beziehug (Ist-Teil-vo-Beziehug, Aggregatio) part-of m Is-a-Beziehug (Ist-ei-Beziehug, Spezialisierug oder Geeralisierug, Teilmegebeziehug) is-a Datebaketwurf mit dem ER-Modell Ist die Aforderugsaalyse abgeschlosse, köe Sie das kozeptioelle Schema der Datebak mit dem ER-Modell etwerfe. Dabei ka ach der Top-dow- oder ach der Bottom-up-Methode vorgegage werde. Bei der Top-dow-Methode wird das grob etworfee Modell schrittweise verfeiert. Diese Verfeierug wird auf die Etitäte, die Attribute ud Beziehuge agewedet. Dabei werde beispielsweise Etity-Type ud Beziehugstype zerlegt bzw. zusammegefügt, Spezialisieruge bzw. Geeralisieruge ud Aggregatioe aufgebaut ud Attribute sowie Schlüssel festgelegt. Die folgede Beispiele zeige die Verwedug des ER-Modells im Datebaketwurf. Beispiel: Kude- ud Projektverwaltug I eiem Uterehme (z. B. eier Softwarefirma) sid Sachbearbeiter ud Mitarbeiter agestellt. Die Sachbearbeiter betreue die Kude ud ehme dere Aufträge etgege. Der jeweilige Auftrag wird als Projekt bearbeitet ud vo eier Abteilug betreut. A dem Projekt arbeite mehrere Mitarbeiter. Zur Verwaltug aller Iformatioe ud Ereigisse soll eie Datebak erstellt werde. I der folgede Abbildug sid alle Elemete der Datebak ud dere Beziehuge utereiader zusammegestellt. HERDT-Verlag 3

10 3 SQL - Grudlage ud Datebakdesig GebDat PLZ Wohort Strasse Gehalt PersoalNr ANGESTELLTER Beruf IS-A KuNr PLZ Wohort Strasse AuftragsNr AuftrDat Beschreib FertigDat betreut KUNDE erteilt 0, AUFTRAG Positio SACHBEARBEITER arbeitet i AbtNr Abt Positio ABTEILUNG arbeitet i bearbeitet als MITARBEITER betreut 0, arbeitet a m PROJEKT EdDatum als prozateil ProjNr BegDatum Alle Iformatioe zu de Agestellte sid i dem Etity-Typ ANGESTELLTER abgelegt. Da der ud das Geburtsdatum eie Agestellte icht eideutig idetifiziere köe, wird als Primärschlüssel ei küstliches Attribut PersoalNr eigeführt, das eie schellere Suche ermöglicht. - Der Etity-Typ ANGESTELLTER lässt sich i zwei Teilmege uterteile, die MITARBEITER ud die SACHBEARBEITER. Diese Spezialisierug wird über eie Is-a-Beziehug ausgedrückt. Die MITARBEITER ud die SACHBEARBEITER sid jeweils eier Abteilug zugeordet. Der Etity-Typ ABTEILUNG wird durch das Attribut AbtNr (Abteilugsummer) idetifiziert., Die Assoziatio zwische de Etity-Type MITARBEITER bzw. ANGESTELLTER ud dem Etity-Typ ABTEILUNG ka durch eie :-Beziehug dargestellt werde. I eier Abteilug köe Agestellte arbeite. Die Beziehug besitzt das Attribut Positio, welches die Stellug des Agestellte i der Abteilug ausdrückt. Alle Kude der Firma werde i dem Etity-Typ KUNDE zusammegefasst. Jeder Kude hat eie Kudeummer (KuNr), die ih idetifiziert. Vo eiem Sachbearbeiter werde mehrere Kude betreut, was durch die :-Beziehug zum Ausdruck kommt., Vo eiem Kude ka kei, ei Auftrag oder köe mehrere Aufträge erteilt werde, was durch die Agabe 0, ausgesagt wird. Der Etity-Typ AUFTRAG wird durch die Auftragsummer (AuftragsNr) idetifiziert. Das Auftragsdatum, eie Beschreibug des Auftrags ud das Fertigstellugsdatum (Auslieferugsdatum) werde dari gespeichert., Der Auftrag wird i der Firma als Projekt bearbeitet. Die :-Beziehug drückt aus, dass es zu jedem Auftrag geau ei Projekt gibt. Der Etity-Typ PROJEKT ethält de eigee ud das Afagsud das Eddatum der Bearbeitug. Sie wird durch die Projektummer (ProjNr) idetifiziert. A eiem Projekt arbeitet midestes ei Mitarbeiter. Die Beziehug wird durch das Attribut als ud das Attribut prozateil äher beschriebe. Das Attribut als gibt die Fuktio a, die der Mitarbeiter i diesem Projekt überimmt (z. B. Leiter, Etwickler...). Das Attribut prozateil legt de prozetuale Ateil a der Arbeitszeit des Mitarbeiters fest, de er i ei Projekt ivestiert, da ei Mitarbeiter a mehrere Projekte beteiligt sei ka. Eie Abteilug hat die Veratwortug für das Projekt, was durch die Beziehug betreut ausgedrückt wird. Nicht jede Abteilug betreut ei Projekt, wie z. B. die Abteilug Kudebetreuug, was die Agabe 0, erklärt. Dabei köe aber Mitarbeiter aus verschiedee Abteiluge a eiem Projekt arbeite. 32 HERDT-Verlag

11 Der Datebaketwurf 3 Textbeschreibug eies Datemodells Um eie kompakte Beschreibug Ihrer Etity-Type, Attribute ud Schlüsselfelder zu erhalte, köe Sie die folgede textuelle Form verwede. Zu Begi stehe der des Etity-Typs ud i Klammer die Attribute, wobei der oder die Primärschlüssel uterstriche sid. Etity-Type ANGESTELLTER(PersoalNr,, GebDat, PLZ, Wohort, Strasse, Gehalt, Beruf) MITARBEITER(PersoalNr,, GebDat, PLZ, Wohort, Strasse, Gehalt, Beruf)* SACHBEARBEITER(PersoalNr,, GebDat, PLZ, Wohort, Strasse, Gehalt, Beruf)* ABTEILUNG (AbtNr, Abt) KUNDE(KuNr,, PLZ, Wohort, Strasse) AUFTRAG(AuftragsNr, AuftrDat, Beschreib, FertigDat) PROJEKT (ProjNr,, BegDatum, EdDatum) *Die Attribute erbe diese Etity-Type vo dem Etity-Typ ANGESTELLTER. Beziehugstype is-a(angestellter, MITARBEITER, SACHBEARBEITER) arbeitet_i(abteilung, SACHBEARBEITER, Positio) arbeitet_i(abteilung, MITARBEITER, Positio) betreut(sachbearbeiter, KUNDE) erteilt(kunde, AUFTRAG) bearbeitet_als(auftrag, PROJEKT) arbeitet_a(mitarbeiter, PROJEKT, als, prozateil) betreut(abteilung, PROJEKT) Vorgehesweise Im Folgede werde zwei Möglichkeite vorgestellt, wie dieses Modell schrittweise aufgebaut werde ka.. Möglichkeit Es werde die Etity-Type SACHBEARBEITER ud MITARBEITER beschriebe. Da beide Etity-Type die gleiche Attribute besitze, ka eie Geeralisierug durchgeführt werde. Der Etity-Typ ANGESTELLTER wird gebildet. Alle Agestellte sid i Abteiluge aufgeteilt. So wird der Etity-Typ ABTEILUNG gebildet ud die Beziehug zu de Agestellte hergestellt. Die Beziehug ka etweder zu de Agestellte oder zu de Mitarbeiter ud Sachbearbeiter aufgebaut werde. Die Etity-Type für Kude ud Auftrag werde gebildet ud die Beziehug wird zwische ihe hergestellt. Da ur Sachbearbeiter Kude betreue, wird zwische diese beide Etity-Type eie Beziehug hergestellt. Die Auftragsbearbeitug erfolgt über ei Projekt. Der Etity-Typ PROJEKT wird erstellt. Vom Projekt aus gibt es eie Beziehug zum Auftrag, da es zu jedem Auftrag ei Projekt gibt. Eie weitere Beziehug besteht zur Abteilug, da eie Abteilug die Veratwortug für ei Projekt hat. Eie Abteilug ka 0 bis Projekte betreue. Auch zu de Mitarbeiter gibt es eie Beziehug, da ei oder mehrere Mitarbeiter, auch aus verschiedee Abteiluge, a eiem Projekt mitarbeite. Ei Mitarbeiter ka a mehrere Projekte mitarbeite. HERDT-Verlag 33

12 3 SQL - Grudlage ud Datebakdesig 2. Möglichkeit Für alle Agestellte wird ei Etity-Typ erstellt. Alle Agestellte sid i Abteiluge aufgeteilt. So wird der Etity-Typ ABTEILUNG gebildet ud die Beziehug zu de Agestellte hergestellt. Die Etity-Type für Kude ud Auftrag werde gebildet ud die Beziehug zwische ihe wird hergestellt. Die Kude werde ur vo eiem Teil der Agestellte, de Sachbearbeiter, betreut. Die adere Mitarbeiter führe die Projektarbeit durch. Es wird eie Spezialisierug durchgeführt. Die Beziehug zwische Sachbearbeiter ud Kude wird hergestellt. Der Etity-Typ PROJEKT wird wie i der erste Möglichkeit erstellt ud assoziiert. Beispiel: Forschugsgruppe I eier Forschugsgruppe arbeite Mitarbeiter a verschiedee Forschugsobjekte. Sie führe Versuchsreihe durch ud protokolliere die Messwerte. Für die Versuche werde verschiedee Geräte ud Chemikalie beötigt. Dieser Ausschitt aus der Welt eies Forschugslabors wird im folgede ER-Modell dargestellt. Nummer FORSCHUNGSGRUPPE GebDat Adresse besteht aus betreut Formel Gefahrekl Lagermege GeräteNr Beschreib AzVerfügb Positio Nummer CHEMIKALIE GERAET Mege MITARBEITER Mege verbraucht beötigt führt durch m m m m als arbeitet a VERSUCH wird protokolliert MESSWERTE m FORSCHUNGSPROJEKT erfordert Nummer Zeit Beschreib Zeit Wert VersuchsNr Nummer Sposor Begi Ede Der Etity-Typ FORSCHUNGSGRUPPE besitzt ur die Attribute Nummer ud. Die Mitarbeiter sid i dem gleichamige Etity-Typ zusammegefasst. Das Attribut Nummer idetifiziert eie Etität. Die agegebee Attribute köe gegebeefalls och erweitert werde. Zu eier Forschugsgruppe gehöre mehrere Mitarbeiter, aber ei Mitarbeiter ka auch i mehrere Forschergruppe arbeite, was durch die :m-beziehug verdeutlicht wird. Vo eier Forschugsgruppe werde verschiedee Forschugsprojekte betreut (:-Beziehug betreut). Ei Forschugsprojekt wird durch seie Nummer idetifiziert. Es besitzt eie ud Attribute für de Begi ud das Ede der Forschugsarbeite (Begi ud Ede). A eiem Projekt köe mehrere Mitarbeiter arbeite, wobei ei Mitarbeiter a mehrere Projekte arbeite ka (:m-beziehug arbeitet_a). Die Mitarbeiter führe im Rahme der Projektarbeit Versuche durch. A eiem Versuch köe mehrere Mitarbeiter arbeite ud es köe durch Mitarbeiter mehrere Versuche durchgeführt werde (:m-beziehug führt_durch). Für ei Forschugsprojekt werde meist viele Versuche beötigt (:- Beziehug erfordert). Der Etity-Typ VERSUCH wird durch eie Nummer idetifiziert. Die Beschreibug (Beschreib) des Versuchs ud der Zeitpukt (Zeit) sid ebefalls Attribute. 34 HERDT-Verlag

13 Der Datebaketwurf 3 Für eie Versuch werde Chemikalie i eier bestimmte Mege beötigt ud Chemikalie köe i mehrere Versuche eigesetzt werde. Die :m-beziehug verbraucht besitzt aus diesem Grud das Attribut Mege. Der Etity-Typ CHEMIKALIE wird durch ihre Formel (Formel) idetifiziert. Weitere Attribute sid der, die Gefahreklasse (Gefahrekl) ud die verfügbare Lagermege. Weiterhi wird für de Versuch eie Versuchsaordug aus verschiedee Geräte beötigt ud die Geräte köe wiederum i mehrere Versuche eigesetzt werde. I der :m-beziehug beötigt ka die Mege der beötigte Geräte agegebe werde. Im Etity-Typ GERAET besitzt ei Gerät eie GeräteNr, die es idetifiziert. Jedes Gerät besitzt eie ud eie Beschreibug. Auch die Azahl der verfügbare Geräte (AzVerfügb) ka agegebe werde. Die Versuchsergebisse werde i dem Etity-Typ MESSWERTE gespeichert. Für jede Messug werde die Zeit ud der Wert otiert sowie die Nummer des Versuchs (VersuchsNr). Dieser Etity-Typ besitzt keie Primärschlüssel. Alle Etitäte mit der gleiche Versuchsummer gehöre zu eiem Versuch. Sie müsse icht eizel idetifiziert werde. Ei solcher Etity-Typ wird auch als schwacher Etity-Typ bezeichet. Textbeschreibug eies Datemodells Etity-Type FORSCHUNGSGRUPPE(Nummer, ) MITARBEITER(Nummer,, GebDat, Positio, Adresse) FORSCHUNGSPROJEKT(Nummer,, Begi, Ede, Sposor) VERSUCH(Nummer, Zeit, Beschreib) CHEMIKALIE(Formel,, Gefahrekl, Lagermege) GERAET(GeräteNr,, Beschreib, AzVerfügb) MESSWERTE (Zeit, Wert, VersuchsNr) Beziehugstype besteht_aus(forschungsgruppe, MITARBEITER) betreut(forschungsgruppe, FORSCHUNGSPROJEKT) arbeitet_a(mitarbeiter, FORSCHUNGSPROJEKT) führt_durch(mitarbeiter, VERSUCH) erfordert(forschungsprojekt, VERSUCH) verbraucht(versuch, CHEMIKALIE, Mege) beötigt(versuch, GERAET, Mege) wird_protokolliert(versuch, MESSWERTE) HERDT-Verlag 35

14 3 SQL - Grudlage ud Datebakdesig 3.5 Übug Aufgabe zur Datebaktheorie Übugsdatei: -- Ergebisdateie: ER_Modell_Baufirma.pdf, ER_Modell_Lehrer.pdf Was verstehe Sie uter dem Datebak-Lebeszyklus? Welche Phase werde beim Etwurf vo Datebake durchlaufe? Wozu diet das Etity-Relatioship-Modell? Welche Abstraktioskozepte werde beim Datebaketwurf agewedet? Durch welche Elemete des ER-Modells werde diese Abstraktioskozepte realisiert? Erstelle Sie ei ER-Modell für de folgede Sachverhalt: Eie Baufirma möchte eie Datebakawedug eisetze, um die Kudeaufträge ud vorhadee Ressource (Lager, Fahrzeuge, Fahrer) besser plae zu köe. I der Firma sid Büroagestellte, Fahrer, Arbeiter ud Techiker agestellt. Die Büroagestellte betreue die Kude ud ehme die Aufträge der Kude etgege. Die Arbeiter ud Fahrer führe die Aufträge aus. Der Fahrer beutzt dazu eie Lieferwage oder eie Lkw. Für eie Auftrag werde ei Fahrer ud ei oder mehrere Arbeiter beötigt. Für eiige Aufträge werde Materialie aus dem Lager beötigt. Der Techiker betreut de Fuhrpark, zu dem die Lieferwage ud Lkws gehöre. Versehe Sie die Etity-Type des ER-Modells mit Attribute, die Sie für otwedig halte, ud lege Sie auch Primärschlüssel fest. Beschrifte Sie die Beziehuge ud gebe Sie die Kardialitäte a. Die Plaug der Lehrverastaltuge für Lehrer, Klasse ud Räume soll i eiem ER-Modell dargestellt werde. Zu beachte ist dabei, dass icht jeder Uterricht i jedem beliebige Raum abgehalte werde ka (z. B. Computer-Uterricht ur i Räume, i dee sich Computer befide). Alle Agehörige der Bildugseirichtug ud die Zugehörigkeit zu de Abteiluge bzw. Klasse sid ebefalls i das Modell zu itegriere. Die Lehrer biete zu bestimmte Fächer Zusatzkurse a, die vo eier bestimmte Azahl a Schüler besucht werde köe. Nehme Sie auch diese Aspekt mit i das Modell auf. Gebe Sie die Textbeschreibug der Etity-Type zu Ihrem ER-Modell a. 36 HERDT-Verlag

15 Der Datebaketwurf 3 HERDT-Verlag 37