Stickel Datenbankdesign

Stickel Datenbankdesign

Praxis der Wirtschaftsinformatik Herausgeber Prof. Dr. Karl-Heinz-Rau und Prof. Dr. Eberhard Stickel, Berufsakademie Stuttgart Bisher erschienene Bücher Eberhard Stickel DATENBANKDESIGN Methoden und Übungen 1991, X, 148 Seiten ISBN 3-409-13937-0 Karl-Heinz Rau/Eberhard Stickel SOFTWARE ENGINEERING Erfahrungsberichte aus Dienstleistungsunternehmen, Handel und Industrie 1991, VIII, 174 Seiten ISBN 3-409-13368-2 Karl-Heinz Rau INTEGRIERTE BÜROKOMMUNIKATION Organisation und Technik 1991, XVI, 267 Seiten ISBN 3-409-19162-3

Eberhard Stickel Datenbankdesign Methoden und Übungen GABLER

Der Autor, Professor Dr. Eberhard Stickel, leitet den Fachbereich Wirtschaftsinfonnatik III der Berufsakademie Stuttgart. Er lehrt außerdem als Privatdozent Angewandte Mathematik an der Universität Ulm. Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Stickel, Eberhard: Datenbankdesign : Methoden und Übungen I Eberhard Stickel. - 1. Aufl., durchges. Nachdr. - Wiesbaden: Gabler, 1992 (Praxis der Wirtschaftsinformatik ; Bd. I) ISBN 978-3-409-13937-3 ISBN 978-3-322-90918-3 (ebook) DOI 10.1007/978-3-322-90918-3 NE:GT 1. Auflage 1991 Durchgesehener Nachdruck 1992 Der Gabler Verlag ist ein Unternehmen der Verlagsgruppe Bertelsmann International. BetriebswirtschafilicherVeriag Dr. Th. Gabler, Wiesbaden 1991 Softcover reprint ofthe hardcover 1st edition 1991 Lektorat: Ute Arentzen Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Höchste inhaltliche und technische Qualität unserer Produkte ist unser Ziel. Bei der Produktion und Verbreitung unserer Bücher wollen wir die Umwelt schonen: Dieses Buch ist auf säurefreiem und chlorarm gebleichtem Papier gedruckt. Die Einschweißfolie besteht aus Polyäthylen und damit aus organischen Grundstoffen, die weder bei der Herstellung noch bei der Verbrennung Schadstoffe freisetzen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. ISBN 978-3-409-13937-3

Vorwort Datenbanken sind von einem wichtigen Forschungsgegenstand der Informatik zu bedeutenden Hilfsmitteln für die betriebliche Praxis geworden. Der Produktionsfaktor Information hat herausragende Bedeutung für die Wettbewerbskraft von Unternehmen erlangt, was dazu führt, daß Anforderungen an Informationssysteme ständig steigen. So kommt dem Design von Datenbanken eine wichtige Funktion zu. Damit Informationen effektiv eingesetzt werden können, bedarf es methodischer Vorgehensweisen zur Abbildung von Informationsstrukturen in Datenbanken. Wichtigstes Designziel ist die korrekte und konsistente Abbildung der zu modellierenden Realität. Das vorliegende Buch entstand aus Vorlesungen, die ich an der Berufsakademie Stuttgart für das dritte und vierte Semester Wirtschaftsinformatik in den letzten Jahren gehalten habe. Es wendet sich an Studenten der Berufsakademien, der Fachhochschulen und der Universitäten, aber auch an den Praktiker, der eine grundlegende Einführung in diese Thematik sucht. Der Leser sollte mit den Grundproblemen und Fragestellungen der Informatik beziehungsweise Wirtschaftsinformatik vertraut sein. Ferner sollte er über Grundkenntnisse der Mengenlehre verfügen. Im Rahmen des Buches wurde auf übertriebenen Formalismus zugunsten der Lesbarkeit verzichtet. Gerade im Bereich der Normalisierung von Relationen ist jedoch eine formal saubere Darstellung von großer Wichtigkeit. Ich danke meinen Kollegen der Fachrichtung Wirtschaftsinformatik an der Berufsakademie Stuttgart für viele Anregungen und Gespräche. Insbesondere sei in diesem Zusammenhang mein Kollege Prof. Faust erwähnt, der zahlreiche Hinweise zum Themenkomplex "Hierarchische Datenbanksysteme" gab. Meiner Frau sei für die Korrektur des Manuskriptes und eine Vielzahl von Verbesserungsvorschlägen gedankt. Es liegt in der Natur eines Lehrbuches, daß es einiges gibt, was man besser beziehungsweise verständlicher darstellen könnte. Für Verbesserungsvorschläge und Korrekturen bin ich jederzeit dankbar. Eberhard Stickel

Inhalt 1. Einrührende Bemerkungen... 1 2. Überblick über den Designprozeß... 3 2.1 Problematik der herkömmlichen Dateiverarbeitung... 3 2.2 Stufen des Design-Prozesses... 6 2.3 Ein Fallbeispiel... 8 2.4 Das Unternehmensdatenmodell... 10 2.5 Übungsaufgaben... 13 3. Datenbankmodelle... 15 3.1 Klassifikation und Produkte... 15 3.2 Das hierarchische Datenbankmodell... 16 3.3 Das Netzwerk-Datenbankmodell... 27 3.4 Das Relationale Datenbankmodell... 35 3.5 Übungsaufgaben... 39 4. Relationenkalkül und Normalisierung... 40 4.1 Die Regeln von Codd für relationale Systeme... 40 4.2 Das Relationenkalkül... 41 4.3 Normalisierung... 44 4.3.1 Funktionale Abhängigkeit und erste Normalform... 44 4.3.2 Die zweite Normalform... 49 4.3.3 Die dritte Normalform... 53 vii

4.3.4 Eine allgemeinere Definition der Normalformen... 56 4.3.5 Die Boyce-Codd-Normalform... 59 4.3.6 Multifunktionale Abhängigkeiten... 61 43.7 Die vierte Normalform... 64 4.3.8 Die fünfte Normalform... 65 4.4 Weitere Bemerkungen zur Normalisierung... 69 4.5 Übungsaufgaben... 71 5. Das Entity-Relationship-Modell... 74 5.1 Definitionen... 74 5.2 Entity-Relationship-Diagramme... 83 5.3 Integritätsbedingungen... 85 5.4 Beziehungen vom Grade drei und höher... 87 5.5 Umsetzung des ER-Entwurfs in ein Datenbankmodell... 89 5.5.1 Die Umsetzung in das hierarchische Datenbankmodell... 89 5.5.2 Die Umsetzung in das Netzwerk-Modell... 91 5.5.3 Die Übertragung in das relationale Modell... 94 5.6 Übungsaufgaben... 97 6. Erweiterungen des Entity-Relationship-Modells... 99 6.1 Modellierung von Beziehungen zwischen Beziehungen... 99 6.2 Ein erweitertes Entity-Relationship-Modell... 104 6.2.1 Teilklassenbildung, Spezialisierung und Generalisierung... 104 6.2.2 Kategorisierung... 112 6.23 Umsetzung in das relationale Modell... 114 6.3 Übungsaufgaben... 117 viii

7. Das Data-Dictionary... 119 7.1 Definition und Grundlagen von Data-Dictionaries... 119 7.2 Aktive und passive Data-Dictionaries... 122 7.3 Übungsaufgaben... 124 8. Weitere Datenbankmodelle und Entwurfstechniken im Überblick... 125 8.1 NF2-Datenbanken... 126 8.2 Objektorientierte Datenbanksysteme... 129 8.2.1 Grundlegendes über objektorientierte Systeme... 129 8.2.2 Datenbanksysteme... 131 8.3 Funktionale Datenbanksysteme... 133 8.4 Weitere Entwurfstechniken... 136 8.5 Verteilte Datenbanksysteme... 138 9. Literaturverzeichnis... 143 Stichwortverzeichnis... 145 ix