GBIS-Rahme: Eiordug 2 Iformatiosmodelle wedug Vorgehesweise bei DB-Etwurf ud -Modellierug Ziel: Modellierug eier Miiwelt (Etwurf vo Datebakschemata) Date Steuerug Fuktioe modellhafte bbildug eies awedugsorietierte usschitts der reale Welt (Miiwelt) SW-rchitektur Vorgehesweise bei DB-Etwurf ud -Modellierug - Lebeszyklus - Iformatioserhebug Etity-Relatioship-Modell (ERM) - Defiitioe, Kozepte - Beziehugstype - Diagrammdarstellug - Beispiele Erweiteruge des ERM - Kardialitätsrestriktioe - bstraktioskozepte bstraktioskozepte - Klassifikatio/Istatiierug - Geeralisierug/Spezialisierug ( Vererbug) - Elemet-/Mege-ssoziatio - Elemet-/Kompoete-ggregatio hag - vergleich vo ERM- ud UML-Kozepte 2 - Nachbildug vo Vorgäge durch Trasaktioe Nebebediguge - geaue bbildug - hoher Grad a ktualität - Verstädlichkeit, Natürlichkeit, Eifachheit, Zwischeziel - Erhebug der Iformatio i der Systemaalyse (Iformatiosbedarf!) - Iformatiosmodell (allgemeies Systemmodell) Bestadteile - Objekte: Etities - Beziehuge: Relatioships Schrittweise bleitug: (Verschiedee Sichte) Iformatio i userer Vorstellug 2 Iformatiosstruktur: Orgaisatiosform der Iformatio 3 Logische Datestruktur (zugriffspfaduabhägig, Was-spekt) 4 Physische Datestruktur (zugriffspfadabhägig, Was- ud Wie-spekt) 2-2
Schritte auf dem Weg zu eiem Iformatiossystem Iformatiosmodelle Iformatiosstrukture Datestrukture Etwurf Implemetierug reales (Objekt-) System forderugsermittlug ud -aalyse Kozeptioeller Etwurf (Iformatiosmodellierug) Logischer Etwurf (DB-Schema, ext Sichte) Physischer Etwurf (iteres Schema) Systemkostruktio, -itegratio ud -optimierug uswertug ud ikrem Modifikatioe Test, uswertug Wirklichkeitsausschitt ( Miiwelt ) Formalisierug, Diskretisierug ( Systemaalyse ) Iformatiosmodell Gegestäde Zusammehäge Beziehuge Iformatioe Tatsache Objekte Sachverhalte Eigeschafte Modellierugskozepte Objekte ttribute ei-/mehrwertig eifach/ zusammegesetzt Schlüssel Wertebereiche Nullwerte Vorgäge Veräderuge Beziehuge Typ, Grad optioal existezabhägig bstraktioskozepte Klassifikatio Geeralisierug ggregatio ssoziatio Rolle Methode (Verhalte) ttribute Iformatiossystem Iformatiosmodell (Darstellugselemete & Regel): eie rt formale Sprache, um Iformatioe zu beschreibe Eisatz des Systems Bemerkug: forderugsermittlug ud -aalyse sid kaum systematisiert; Methode: Befrage, Studiere, Mitmache 2-3 Iformatioe über Objekte ud Beziehuge ur, we: - uterscheidbar ud idetifizierbar - relevat - selektiv beschreibbar 2-4
Vo der Iformatioserhebug zum DB-Schema Etity-Relatioship-Modell (ERM) Überblick Prizipielle Vorgehesweise Modellierugskozepte Iformatioserhebug Sematische Datemodellierug Datebak- Istallatio Bedeutugsaalysmodellierug Grobdate- Feidatemodellierug Kozeptioelles Datemodell Logische Datemodellierug Zeit - Etity-Mege (Objektmege) - Wertebereiche, ttribute - Primärschlüssel (zetrales, wertbasiertes Kozept im ERM; fehlt i UML, da Objekte immer eie systemweit eideutige Objektidetifikator zugeordet bekomme) Iterview Substativaalyse Braistormig Dokumeteaalyse ERM NIM EXPRESS-G IDEFX UML uabhägig vo der eigesetzte Datebakverwaltugssoftware kozeptioeller DB-Schemaetwurf ERM (Etity Relatioship Model): geerell eisetzbares Modellierugswerkzeug, hauptsächlich für de relatioale DB-Etwurf geeiget (Vergleich mit UML siehe hag) UML (Uified Modelig Laguage): Notatio ud Sprache zur Uterstützug der objektorietierte Modellierug im Software Egieerig: Es gibt sehr viele Utermodelle für de Etwurf vo Softwaresysteme auf de verschiedeste bstraktiosebee STEP (STadard for the Exchage of Product Defiitio Data): Modellierug, Zugriff, ustausch vo produktdefiierede Date über de gesamte Produktlebeszyklus 2-5 hierarchisch etzwerkförmig relatioal objektorietiert objekt-relatioal logischer Schemaetwurf DB2 ORCLE MS SQL Server STEP MySQL physischer Schemaetwurf - Relatioship-Mege (Beziehugsmege) Klassifikatio der Beziehugstype - beutzerdefiierte Beziehuge - bbildugstyp : : : m - Ziel Festlegug vo sematische spekte explizite Defiitio vo strukturelle Itegritätsbediguge chtug Das ERM modelliert die Typ-, icht die Istazeebee; es macht also ussage über Etity- ud Relatioship-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 Che, P P-S: The Etity-Relatioship Model Toward a Uified view of Data, i: CM TODS :, March 976, pp 9-36 2-6
Kozepte des ERM Kozepte des ERM (2) 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-Typ Buch (i Diagrammdarstellug) IvNr Eutor Titel Verlag EJahr VPreis Buch 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, ttribut IvNr Eutor EJahr VPreis Wertebereich 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 Name der Etity-Mege sowie zugehörige ttribute sid zeitivariat Etity-Mege ud ihre Etities sid zeitveräderlich e = (47, Kemper, DBS, Oldebourg, ) e 2 = (085, Date, Itro to DBS, ddiso, ) e 3 = (234, Härder, DBS, Spriger, ) lle ttribute sid eiwertig! 2-7 2-8
Kozepte des ERM (3) Kozepte des ERM (4) Wie wird modelliert, we - ei Buch mehrere utore hat - die Verlagsiformatio zusammegesetzt ist (Name, Ort) - Eigeschafte hierarchisch gegliedert sid Erhöhug der Modellierugsgeauigkeit - bisher: eiwertige ttribute - mehrwertige ttribute (Doppelovale) - zusammegesetzte ttribute (hierarchisch ageordete Ovale) Verschachteluge sid möglich Wie wird ei Etity idetifiziert? - Etities müsse wohluterscheidbar sei - Iformatio über ei Etity ausschließlich durch (ttribut-) Werte Idetifikatio eies Etities durch ttribut (oder Kombiatio vo ttribute) - (:) - Beziehug - ggf küstlich erzwuge (lfd Nr) {, 2,, m } = sei Mege der (eiwertige) ttribute zur Etity-Mege E K heißt Schlüsselkadidat vo E K irreduzibel; e i, e j E; e i e j K(e i ) K(e j ) Mehrere Schlüsselkadidate (SK) möglich Name Ort Primärschlüssel auswähle IvNr utor Titel Verlag EJahr Primärschlüsselattribute werde im ER-Diagramm durch Uterstreiche gekezeichet Buch Beispiel: Etity-Mege Studet mit ttribute Matr, SVNr, Name, Gebdat, FbNr e 3 = 2-9 2-0
Kozepte des ERM (5) ERM Defiitioe 2 Etity-Deklaratio oder Etity-Typ legt die zeitivariate spekte vo Etities fest Etity-Diagramm Leser Def : 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: LNr Name dr L-utor ii) Mehrwertige ttribute: {} iii) Zusammegesetzte ttribute: (B,, B k ) PLZ Ort Straße Etity-Typ E = (X, K) 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(Straße) = char(5) Def 2: 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 W() falls eiwertig dom() := 2 W() oder P(W()) falls mehrwertig W(B ) x x W(B k ) falls aus eiwertige B,, B k zusammegesetzt dom(dr) = W(PLZ) x W(Ort) x W(Straße) = it(5) x char(20) x char(5) dom(l-utor)= 2 W(L-utor) = 2 char(30) Zusammesetzug (B (C, C 2 ), {D (E, E 2 )}) mit W(C ), W(C 2 ), W(E), W(E 2 ) dom(b) = W(C ) x W(C 2 ) W(E) x W(E2) dom(d) = 2 Besteht aus mehrwertige oder zusammegesetzte ttribute, wird die Defiitio rekursiv agewedet Bemerkug Das Format X eies Etity-Typs ka formal als Mege oder als Folge dargestellt werde Die Schreibweise als Folge ist eifacher; die Folge ka bei der Diagrammdarstellug überomme werde dom() = dom(b) x dom(d) 2 G Vosse: Datemodelle, Datebaksprache ud Datebakmaagemetsysteme, Oldebourg, 4 uflage, 2000 2-2 - 2
ERM Defiitioe (2) Def 3: Etity ud Etity-Mege Es sei E = (X, K) ei Etity-Typ mit X = (,, m ) i sei dom( i ) ( i m) zugeordet Kozepte des ERM (6) Relatioship-Mege Zusammefassug vo gleichartige Beziehuge (Relatioships) zwische Etities, die jeweils gleiche Etity-Mege agehöre z B hat ausgeliehe zwische Leser ud Buch i) Ei Etity e ist ei Elemet des Kartesische Produkts aller Domais, d h e dom( ) x x dom( m ) L B ii) Eie Etity-Mege E t (zum Zeitpukt t) ist eie Mege vo Etities, welche K erfüllt, d h E t dom( ) x x dom( m ) E t wird auch als der Ihalt bzw der aktuelle Wert (Istaz) des Typs E zur Zeit t bezeichet Def 4: Relatioships i) Ei Relatioship-Typ hat die Form R = (Et, Y) Dabei ist R der Name des Typs (auch Name der Beziehug ), 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 t ii) Sei Et = (E,, E k ), ud für beliebiges, aber festes t sei E i der Ihalt des Etity-Typs E i, i k Ferer sei Y = (B,, B ) Eie Relatioship r ist ei t Elemet des Kartesische Produktes aus alle E i ud de Domais der B j, d h t t r E x x E k x dom(b ) x x dom(b ) bzw r = (e,, e k, b,, b ) mit t e i E i für i k ud b j dom(b j ) für j iii) Eie Relatioship-Mege R t (zur Zeit t) ist eie Mege vo Relatioships, d h, R t t t E x x E k x dom(b ) x x dom(b ) 2-3 Eigeschafte - Grad der Beziehug (degree), gewöhlich =2 oder =3 - Beziehugstyp (Fuktioalität der Beziehug) - Existezabhägigkeit - Kardialität ER-Diagramm Eie Beziehug R ist vom Typ :, falls (i jedem R t ) ei Etity vom Typ E a 0 Istaze vo R teilimmt, d h, mit 0 Etities vom Typ E 2 i Beziehug steht, adererseits jedoch jedes Etity vom Typ E 2 höchstes a eier Istaz vo R teilimmt, also höchstes mit eiem Etity vom Typ E assoziert ist Bei vertauschte Rolle vo E ud E 2 spricht ma vo eier m:-beziehug chtug: Wir schreibe die Fuktioalität eier Beziehug a die Quellseite! Relatioship-Typ R = (Et, Y): usleihe = ((Leser, Buch), (RDatum)) Eigeschafte Leser Grad: Beziehugstyp: usleihe RDatum 2-4 Buch
Relatioship-Mege Relatioship-Mege (2) Motivatio für Rolleame Keie Disjuktheit der Etity-Mege gefordert, die a eier R i beteiligt sid v v 2 Direkter-Vorgesetzter = ((gest/gest, Chef/gest), ( )) Vorlesug Voraussetzug v 3 v 4 r a r2 v 5 v 6 gest R r3 a2 r4 a7 Defiitio: Voraussetzug = ((Vorlesug, Vorlesug), ( )) d h Voraussetzug t = { (v i, v j ) v i, v j Vorlesug } geauer: direkte Voraussetzug Eigeschafte Grad: Beziehugstyp: Existezabhägig: a4 a5 Eiführug vo Rolleame (r) möglich (Reihefolge!) auf Typebee: (r /E, r 2 /E) oder (Vorgäger/Vorlesug, Nachfolger/Vorlesug) R sei Direkter-Vorgesetzter Welche Beziehuge auf gestellter sid zulässig? auf Istazebee: (Vorgäger/v i, Nachfolger/v j ) Sprechweise: v j setzt v i voraus oder v i ist-voraussetzug-für v j Eigeschafte: Grad: Beziehugstyp: Existezabhägig: Relatioship-Mege Heirat = ((Ma/Perso, Frau/Perso), (HDatum)) Perso R HDatum Trasitivität gilt bei Selbstreferez i llg icht! Perso liebt Eigeschafte Grad: Beziehugstyp: Existezabhägig: 2-5 2-6
Relatioship-Mege (3) Relatioship-Mege (4) Ist passug der Etity-Defiitio a zu modellierede Relatioship-Typ sivoll? Mäliche Perso heiratet Weibliche Perso Was passiert bei der Modellierug der Historie? Neuer spekt: Gültigkeit eier Beziehug ist zeitabhägig! ist-verheiratet-mit 2000-2002 m 2006 - NOW f m m 2 m 3 f 2 f f 3 m 2 2004-2005 2006 - NOW f 2 Heiratsfähige mäliche Perso heiratet Heiratsfähige weibliche Perso Mäliche Perso Oder besser als Modellierug der historische Sicht ist-verheiratet- mit m Weibliche Perso m 2 m f f 4 m m 3 4 f 3 f 2 Perso m vo ist-verhei- ratet-mit bis Deshalb als Modellierug der aktuelle Sicht Wie erhält ma eie korrekte bbildug der Miiwelt? Perso heiratet HDatum 2-7 We icht aders vermerkt, modelliere wir immer die aktuelle Sicht! 2-8
Relatioship-Mege (5) Relatioship-Mege (6) Existezabhägige (schwache) Etity-Type - Existez der Etities ist abhägig vo übergeordete Etities (immer!) Notatio: doppelt umradete Etity/Relatioshiptype, doppelte Kate - Etities sid oft ur i Kombiatio mit dem Schlüssel des übergeordete Etitytyps eideutig idetifizierbar (optioal!) Notatio: lokaler Schlüsselateil ist gestrichelt uterstriche Beispiele Existezabhägigkeit ka awedugsabhägig sei Beispiele I eier Firma wird Iformatio über Kider zur Kidergeldberechug beötigt: gestellte Elter Kider vo GNr RNr 2 I eier wedug Betreuug vo (besoders schwer zu erziehede) Eizelkider müsse Iformatioe über die Elter ermittelt werde köe: Gebäude liegt_i Räume Eizelkider Kid Elter vo Existezabhägigkeit: Relatioship begrüdet Existez vo We das Haupt-Etity die Firma oder de Kidergarte verlässt, ist die Iformatio über das abhägige Etity für die wedug icht mehr vo Iteresse Sie ka also automatisch aus dem System etfert werde g r g 3 r 3 g r 2 2 Verfeierug Rechuge Rechugs- poste besitze Die Beutzug des Kozepts Existezabhägigkeit sollte eie bewusste Etscheidug des Modellierers sei, da er damit eie zusätzliche Itegritätsbedigug i das Modell aufimmt Oft gibt die Wahl/Zusammesetzug des Schlüssels eie Hiweis auf eie Existezabhägigkeit Beispielsweise ka sich der Schlüssel eies Raumes zusammesetze aus dem Gebäudeschlüssel (Schlüssel des übergeordete Etitytyps) ud eier lokal gültige Raumummer (lokaler Schlüsselateil, gestrichelt uterstriche im ER-Diagramm), z B 46, 25 We im Modell hauptsächlich Räume ud beispielsweise Vorlesuge dargestellt werde solle ud Gebäude ur eie weitere Eigeschaft vo Räume sid, köte ma auf die Spezifikatio vo Gebäude als Etities verzichte ud ihre Nummer als beschreibedes ttribut vo Räume aufehme 2-9 Bemerkug: I mache Modelle steht eie existezabhägige Etity-Mege rechts vo der selbstädige Etity-Mege ud der erzeugede Relatioship- Mege Bei Mehrfachrefereze ist eie erzeugede vo weitere referezierede Relatioship-Mege zu uterscheide 2-20 bezahle Kude
Dreistellige Relatioship-Mege L P Lieferat Lieferug m Projekt p T Teil chtug: Nicht gleichwertig mit drei zweistellige (biäre) Relatioship-Mege! Klassifikatio vo Dateabbilduge ZIEL: - Festlegug vo sematische spekte (hier: Beziehugstyp) - explizite Defiitio vo strukturelle Itegritätsbediguge Uterscheidug vo Beziehugstype - E i E j - E i E i Lieferat m beliefert Projekt L P Festlegug der bbildugstype - : eieideutige Fuktio (ijektive bbildug) m liefert bezieht m - : math Fuktio (fuktioale oder ivers fuktioale bbildug) - :m math Relatio (komplexe bbildug) Teil T Beispiele zu E i E j - : LEITET/WIRD_GELEITET: PROF RBGRUPPE ber: Mache Systeme erlaube ur die Modellierug biärer Relatioship-Mege! - : RBEITET_FÜR/MIT: MITRBEITER PROF - :m BESCHÄFTIGT/IST_HIWI: PROF STUDENT Lieferat Lieferug Projekt L P bbildugstype impliziere icht, dass für jedes e k E i auch tatsächlich ei e l E j existiert liefert beliefert bezieht LF Diagrammdarstellug: E R E 2 Teil T 2-2 2-22
Klassifikatio vo Dateabbilduge (2) ER-Schema Beispiel Beispiele zu E E (extere Klassifikatio) i j - :: LEITET/WIRD_GELEITET: PERS < > BT PERS - :/:: RBEITET_FÜR/HT_MITRBEITER: PERS > BT PERS - :m: RBEITET_FÜR/MITRBEIT: PERS PROJEKT PERS 2-23 PROJEKT BT BT DECLRE VLUE-SETS REPRESENTTION LLOWBLE-VLUES PERSONL-NR INTEGER(5) (,0000) VORNMEN CHRCTER(5) LL NCHNMEN CHRCTER(25) LL BERUFE CHRCTER(25) LL PROJEKT-NR INTEGER(3) (,5000) NZ-JHRE INTEGER(3) (0,00) ORTE CHRCTER(5) LL PROZENT FIXED(52) (0,0000) NZ-MONTE INTEGER(3) (0,00) 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 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-RELTIONPK/MX-NO-OF-ENTITIES MITRBEITER/PERSONLPK/ PROJEKT /PROJEKTPK/m TTRIBUTE/VLUE-SET: RBEITSZEITNTEIL/PROZENT DUER/NZ-MONTE DECLRE RELTIONSHIP RELTION PERS-NGEHÖRIGE ROLE/ENTITY-RELTIONPK/MX-NO-OF-ENTITIES UNTERHLTSPFLICHTIGER/PERSONLPK/ KIND/ KINDERPK/ EXISTENCE OF KIND DEPENDS ON EXISTENCE OF UNTERHLTSPFLICHTIGER DECLRE WEK ENTITY RELTION KINDER TTRIBUTE/VLUE-SET: NME/VORNMEN LTER/NZ-JHRE PRIMRY KEY: NME PERSONLPK THROUGH PERS-NGEHÖRIGE 2-24
Variate der Modellierug Professore halte Vorlesuge Variate der Modellierug Professore halte Vorlesuge (2) Eie Vorlesug wird immer vom selbe Professor gehalte; es iteressiert icht, wo ud wa sie stattfidet ER-Diagramm Vorlesug hält Darstellug der Beziehug auf Istazebee V Mehrere Professore/Dozete halte zusamme eie Vorlesug a) Ei Professor ud ei Dozet halte zusamme eie Vorlesug Vorlesug ER-Diagramm agebote i Darstellug der Beziehug auf Istazebee V VD P V-Durch- führug hält Prof m P D Eie Vorlesug ka wechselweise vo verschiedee Professore gehalte werde Dabei soll die Durchführug eier Vorlesug (wo, wa, vo wem gehalte) explizit modelliert werde Prof Dozet b) Ei Professor hält oder Professore (PG) halte gemeisam eie Vorlesug Vorlesug agebote i V-Durch- führug V VD Vorlesug agebote i V-Durch- führug V VD hält Prof P hält hält gemeisam P PG Prof bilde m PG 2-25 2-26
wedugsbeispiel: Vorlesugsbetrieb ER-Diagramm 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 llg die Ketis aderer Vorlesuge voraus voraussetze Vorgäger Nachfolger Vorlesuge SWS Titel lese Rag Raum PersNr Name wedugsbeispiel: Data Warehousig Modellierug des Kaufs vo Ware i Supermärkte - Zur Geschäftsaalyse möchte ma i eier Supermarktkette die wesetliche Iformatioe sammel, die de Kauf eies Produktes charakterisiere - Beteiligt sid die Etity-Type Verkäufer, Produkt, Lieferat, Markt ud Zeit - Es ist möglicherweise upraktisch, für jede Kauf (im Extremfall werde die Date dafür durch eie Scaer-Strich a der Kasse des Supermarktes erzeugt) eie separate eideutige Schlüssel zuzuorde Deshalb köe die Schlüssel der beteiligte Etities dazu beutzt werde VorlNr Titel prüfe SWS Note gehört-zu MatNr Name Sem Studete höre besuche halte arbeitefür ssistete PersNr Name Fachgebiet Professore Übuge VorlNr 2-27 2-28
Megabeispiel Data Warehousig Megabeispiel Data Warehousig (2) Kauf als Etity mit uabhägige Beziehuge ER-Diagramm Kauf als 5-stellige Beziehug ER-Diagramm Zeit m Lieferat Zeit m Lieferat Verkäufer l Kauf Verkäufer l Kauf Produkt k o Markt Produkt k o Markt Beziehuge auf Istazebee Z L Beziehuge auf Istazebee Z L K V V M M P P 2-29 2-30
Megabeispiel Data Warehousig (3) Megabeispiel Data Warehousig (4) Kauf als existezabhägiges Etity mit 5 begrüdede biäre Beziehuge ER-Diagramm Kauf als existezabhägiges Etity mit eier begrüdede 6-stellige Beziehug ER-Diagramm Verkäufer l Zeit m Kauf Lieferat Kauf hat Produkt k o Markt l Verkäufer k Produkt o Markt Lieferat Zeit m Beziehuge auf Istazebee Z Beziehuge auf Istazebee K V K L P M V P M L Z 2-3 2-32
Erweiteruge des ERM lles dreht sich um die geauere Modellierug vo Beziehuge Beispiel: Uagemessee Modellierug bei überlappede EM Verfeierug der Dateabbildug: Kardialitätsrestriktioe Bisher: grobe strukturelle Festlegug der Beziehuge z B: : bedeutet höchstes eis zu höchstes eis Verfeierug der Sematik eies Beziehugstyps durch Kardialitätsrestriktioe: UTO TXI UTO sei R E x E 2 x x E Kardialitätsrestriktio kard(r,e i ) = [mi, max] bedeutet, dass jedes Elemet aus E i i weigstes mi ud höchstes max io io istace-of is_a uspräguge vo R ethalte sei muss (mit 0 <= mi <= max, max >= ) Graphische Darstellug TXI UTO x io Kardialitätsrestriktioe: E [mi, max ] R [mi 2, max 2 ] E 2 UTO x e immt a [mi, max ] Beziehuge vo Typ R teil e 2 immt a [mi 2, max 2 ] Beziehuge vo Typ R teil Ziele - Verfeierug der bbilduge vo Beziehuge durch Kardialitätsrestriktioe - uspräguge (Objekte) eier EM solle im Modell explizit dargestellt werde - gleichartige Darstellug vo usprägug ud Typ (EM) - Eiführug vo systemkotrollierte Beziehuge (bstraktioskozepte) 2-33 Beispiele: R E E 2 kard(r, E ) kard(r, E 2 ) bt-leitug BT PERS Heirat FRU MNN Elter PRE KIND bt-gehörigk BT PERS VTeilahme VORL STUDENT Mitarbeit PERS PROJEKT 2-34
Verfeierug der Dateabbildug: Kardialitätsrestriktioe (2) Begrezugsflächedarstellug vo Körper Caveat - Viele utore (Kemper/Eickler, Elmasri/Navathe usw), aber auch die UML-Notatio, gebe die Fuktioalität bei biäre Beziehuge icht a der Quelle, soder am Ziel der Beziehug a - Bei -stellige Beziehuge fuktioiert diese Vorgehesweise icht mehr, außer bei uspezifische gabe wie etwa :m:k Deshalb werde diese Notatioe ikosistet: der biäre wird aders als der -stellige Fall behadelt - Bei der gabe vo spezifische Kardialitätsrestriktioe scheiter diese sätze gaz Rechtfertigug userer Notatio - Wir gebe die Fuktioalität immer a der Quelle eier Beziehug a Bei biäre Fuktioalitätsagabe uterscheidet sich user satz ur bei : (:) - Dadurch erreiche wir eie kosistete Darstellug für alle wedugsfälle: bei biäre ud -stellige Beziehuge sowie bei Kardialitätsrestriktioe - lso Vorsicht ud icht immer blid Gewohtes überehme! Modelliere hat Freiheitsgrade - Für eie Miiwelt, die für eie wedug zu modelliere ist, ka es viele verschiedee Lösuge gebe gute, bessere, aber auch schlechtere oder gar falsche - Deshalb sollte der Etwerfer eies ER-Modells alle Freiheitsgrade utze, um zur beste Lösug zu komme Wie wir gesehe habe, hägt die Qualität der Lösug (siehe Diskussio der Existezabhägigkeit) stark vo der wedug ab Vor- ud Nachteile eies ER-Modells werde oft erst bei der bbildug auf ei relatioales DB-Schema deutlich - Wir verfolge eiige Kosequeze vo ER-Etwurfsetscheiduge i Kapitel 4 ud 5 Beispiel-Körper: 3 4 2 ER-Diagramm: Polyeder Hülle Fläche Begrezug m Kate StartEde m Pukte PolyID FlächeID KateID X Y Z 2-35 2-36
bstraktioskozepte 3 Klassifikatio Ziel: - Erfassug vo och mehr Sematik aus der Miiwelt durch das ERM - Etwicklug vo (Beschreibugs-)Modelle zur adäquatere Wiedergabe der ausgewählte Miiwelt (Diskursbereich) - Defiitio vo systemkotrollierte Beziehuge ufgabe: - Idetifikatio vo wesetliche Kostrukte, die vom Mesche agewedet werde, we er seie Diskursbereich beschreibt Klassifikatio etspricht der Bildug vo Etity-Mege: Sie 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 Repräsetatio) Dadurch ur eimalige Defiitio vo - ttributame ud -type - Methode wedug vo bstraktio, um die Iformatio zu orgaisiere: abstractio permits someoe to suppress specific details of particular objects emphasizig those pertiet to the actual view - Itegritätsbediguge Es wird eie 'istace-of'-beziehug ( io ) als -Ebee-Beziehug zu de Objekte der Klasse aufgebaut Zwei Type vo bstraktioe - vo eifache zu zusammegesetzte Objekte (-Ebee-Beziehug) - vo zusammegesetzte zu (komplexer) zusammegesetzte Objekte (-Ebee-Beziehuge) bstraktioskozepte werde vor allem eigesetzt - zur Orgaisatio der Iformatio ud damit auch - zur Begrezug des Suchraumes beim Retrieval sowie - zu systemkotrollierte bleituge (Reasoig) Übersicht - Klassifikatio Istatiatio - Geeralisierug Spezialisierug - Elemet-/Megeassoziatio - Elemet-/Kompoeteaggregatio 3 Mattos, N: pproach to Kowledge Maagemet, LNI 53, Spriger, 99 2-37 2-38
Istatiatio Geeralisierug Istatiatio ist das iverse Kozept zur Klassifikatio Sie wird beutzt, um zu Istaze/Objekte zu gelage, die de Eigeschafte der Klasse uterliege - gleiche Struktur (ttribute) - gleiche Operatioe - gleiche Itegritätsbediguge Klassifikatio/Istatiatio sid die primäre Kozepte zur Objektbildug ud -strukturierug Graphische Darstellug ufgabe Geeralisierug ist ei ergäzedes Kozept zur Klassifikatio Durch sie wird eie allgemeiere Klasse defiiert, welche die Gemeisamkeite der zugrudeliegede Klasse aufimmt ud dere Uterschiede uterdrückt wedug - Sie baut die 'subclass-of'-beziehug auf ( sc - oder 'is-a'-beziehug) - Sie ist rekursiv awedbar (-Ebee-Beziehug) ud orgaisiert die Klasse i eier Geeralisierugshierarchie - Eie Superklasse ist eie Verallgemeierug/bstraktio der zugehörige Subklasse Sie etspricht eiem komplex zusammegesetzte Objekt, das gebildet wird als Kollektio vo komplex zusammegesetzte Objekte (Subklasse) Struktureigeschafte der Geeralisierug Klasse Klasse - lle Istaze eier Subklasse sid auch Istaze der Superklasse - Ei Objekt ka gleichzeitig Istaz verschiedeer Klasse sei sowie io Istaz io Istaz2 Istaz io io Istaz2 auch Subklasse mehrerer Superklasse ( Netzwerke, (:m)!) - Zugehörigkeit eies Objektes zu eier Klasse/Superklasse wird im wesetliche bestimmt durch Struktur (ttribute), Verhalte (Operatioe) ud Itegritätsbediguge der Klasse/Superklasse Geeralisierugshierarchie Klasse We icht explizit aders vermerkt, wird als Richtug i der graphische Darstellug vo obe ach ute ageomme (Klasse Istaz, Superklasse Subklasse) Die Darstelluge der adere bstraktioskozepte erfolge etspre- (Is-a-Hierarchie) Klasse sc ched Klasse io 2-39 Istaz Klassifikatio / Geeralisierug Istatiatio / Spezialisierug 2-40
Modellierugsbeispiel zur Geeralisierug Geeralisierug (2) Istazedarstellug Vögel Objekte köe gleichzeitig Istaze mehrerer Klasse sei: Klasse Klasse 2 Eule Wasservögel is-a Sigvögel Istaze ttribute Methode ttribute Methode is-a Schwäe Ete Dabei köe ttribute (ud Methode) mehrfach eigerichtet werde: Klasse utofahrer (Name, Geburtstag, Führerscheiklasse, ) Substitutability: Doald Vögel io Doald Klasse Studet (Name, Geburtstag, Matrikelr, ) Grud: utofahrer ud Studete sid beide Persoe, ud i dieser Rolle habe beide Name ud Geburtstag Typdarstellug Geeralisierugsschritt: Klasse Perso eirichte Geeralisierug Spezialisierug Eule Vögel is-a Wasservögel Schwäe Sigvögel is-a Ete io Klasse Super- Sub- Klasse Super- Sub- Klasse ber: Studete oder utofahrer, die keie Persoe sid, darf es icht gebe! (Es ka jedoch Persoe gebe, die weder Studete och utofahrer sid) Beziehug zwische de Klasse: Studet (utofahrer) ist Subklasse vo Perso Perso ist Superklasse vo Studet ud utofahrer - jede Istaz der Subklasse ist immer auch Istaz der Klasse, aber icht umgekehrt - jede Methode, die auf die Istaze eier Klasse awedbar ist, ist damit immer auch auf die Istaze sämtlicher Subklasse awedbar Doald Istaz Garatie vo bestimmte Itegritätsbediguge durch das System: jeder Studet ist auch Perso 2-4 2-42
Geeralisierug Beispiel Geeralisierug Beispiel (2) Klasse Überlappede Subklasse sätze: utofahrer Perso Studet Geeralisierug Mehrklassemitgliedschaft vo Istaze P S Wartug hat durch Programmierer zu erfolge Istaze Perso 2 Eiklassemitgliedschaft vo Istaze (Eifachvererbug) P P S S utofahrer Studet Mehrfache Defiitio vo ttribute, Itegritätsbediguge usw, Wartug erfolgt durch System S 3 Eiklassemitgliedschaft vo Istaze (Mehrfachvererbug) P Subklasse sid i llg icht disjukt! S S Eimalige Defiitio vo ttribute, Itegritätsbediguge usw, Wartug erfolgt durch System, aber: komplexere Schemastrukture, eigeschräkte Erweiterbarkeit 2-43 2-44
Geeralisierug (3) Spezialisierug historisches Vorbild: Carl vo Lié - biologische Systematik - Reich (zb Tierreich) Stamm (Chordatiere) Klasse (Säugetiere) Familie Gattug rt daher auch: rt-gattugs-beziehug Bei mache Systeme höchstes eie Superklasse pro Klasse (Klasse bilde Baum bzw Hierarchie) Bei adere beliebig viele ( Klasseverbad, gerichteter azyklischer Graph) Diese Restriktio bestimmt etscheided die Defiitio vo Klasse: Multimedia-ufahme Graphik Video Musik Sprache ufgabe Spezialisierug ist das iverse Kozept zur Geeralisierug Sie uterstützt die 'top-dow'-etwurfsmethode: - zuerst werde die allgemeiere Objekte beschriebe (Superklasse) - da die speziellere (Subklasse) Systemkotrollierte bleitug Dabei wird atürlich das Kozept der Vererbug ausgeutzt: - Superklasse-Eigeschafte werde 'vererbt' a alle Subklasse, da diese auch dort gültig sid - Vorteile: keie Wiederholug vo Beschreibugsiformatio abgekürzte Beschreibug Fehlervermeidug Folie Musikvideo Was ist zu tu, we ur Baumstrukture erlaubt sid? Evtl zusätzlich spezifiziere: - Subklasse müsse disjukt sei (keie Mehrklasse-Mitgliedschaft) - Subklasse müsse vollstädig (überdecked) sei: jede Istaz der Klasse stets auch i eier der Subklasse (abstrakte Superklasse: hat keie direkte Istaze) 2-45 2-46
Spezialisierug (2) Vererbug (Iheritace) Vererbug vo Subklasse erbt alle ttribute der Superklasse - Struktur: ttribute, Kostate ud Default-Werte - Itegritätsbediguge: Prädikate, Wertebereiche usw sowie - Verhalte: Operatioe (auch Methode geat) Uiversitätsagehöriger Name Geburtstag is-a is-a Es müsse alle Struktur-, Itegritäts- ud Verhaltesspezifikatioe vererbt werde Itegritätsbediguge köe eigeschräkt, Default-Werte köe überschriebe, Methode überlade werde Bediesteter Fachbereich Studet Matr Fachbereich rte der Vererbug is-a is-a io - Eifach-Vererbug (eideutig) - Mehrfach-Vererbug Beamter gestellter is-a Daisy Schlussweise für Vererbugsregel: io is-a Hasttribute (C, ) Isa (C, C2), Hasttribute (C2, ) HasValue (C,, V) Isa (C, C2), Garfield stud Hilfskraft Wochestude Kostestelle HasValue (C2,, V) P(, C, ) Isa (C, C2), io P (, C2, ) Erie Mehrfach-Vererbug (multiple iheritace) ka zu Koflikte führe 2-47 uflösug explizit durch de Beutzer, z B durch Umbeeug: Hiwi_im_Fachbereich Fachbereich of gestellter immatrikuliert_im_fachbereich Fachbereich of Studet 2-48
Vererbug (2) Vererbug (3) Subklasse ka de Wertebereich ererbter ttribute eischräke: Wei Spätlese Oechslegrad Herkuftslad Lage Jahrgag Rebsorte Subklasse ka ererbte Methode überschreibe 4 oder Defaultwerte bei ttribute ersetze: Vererbug vo Beziehuge: Vererbug der Beziehuge (Struktur) is-a Uiv-g Studet ssistet Professor Beispiel: Doktorprüfug Drei-Weg-Beziehug zwische Doktorad sowie zwei Professore als Erst- ud Zweitgutachter Doktorad Prüfug Professor Kider Projekt FB Treibstoff= Bezi Pkw Ermittle_Kfz_Steuer (Implemetierug ) Verfeierug vo Doktorprüfug: Erstgutachter muss Professor sei, Zweitgutachter ka Dozet sei Uiv-g Treibstoff= Diesel PkW_mit_ Ermittle_Kfz_Steuer PkW_mit_Kat Dieselmotor (Implemetierug 2) is-a Uiv-Lehrer Doktorad Methode mit gleichem Name ud uterschiedlicher Implemetierug (Overridig) Prüfug Professor Dozet 4 Der Begriff überschreibe (egl override, wörtlich außer Kraft setze, überwide) beschreibt eie Techik, die es eier Uterklasse erlaubt, eie eigee Implemetierug eier geerbte Methode zu defiiere Die überschreibede Methode ersetzt dabei die überschriebee Methode der Oberklasse 2-49 2-50
Vererbug (4) rte vo Spezialisieruge Mehrfach-Vererbug / mögliche Lösuge Verfeierug der is-a-beziehug ttribute: Vereiigug; bei Koflikt: Umbeeug 2 Wertebereiche (zulässige Werte): Vereiigug; bei Koflikt: Umbeeug 3 Defaultwerte: beutzerdefiiert (Ersetzug) disjukt Partielle, disjukte Spezialisierug überlapped (icht-disjukt) 4 Itegritätsbediguge (Prädikate): Ort Str beutzerkotrolliert (Spezialisierug 5 Operatioe (Methode): beutzerkotrolliert (Überschreibe) PNr Name gestellter dr usbildug Spezialisierug: Defiitioe Subklasse: Klasse S, dere Etities eie Teilmege eier Superklasse G sid: p S G d h, jedes Elemet (usprägug) vo S ist auch Elemet vo G Pilot Techiker Spezialisierug: Z = {S, S 2, S } Lizez FlugStd TeamNr Mege vo Subklasse S i mit derselbe Superklasse G Z heißt vollstädig (total), falls gilt Weitere Spezialisieruge G = S i (i = ) Perso Uiv-gehörige aderfalls partiell Z ist disjukt, falls t p S i S j = { } für i j aderfalls überlapped (icht-disjukt) Ma Frau Doktorad Studet 2-5 2-52
bstraktioskozept: Geeralisierug/Spezialisierug Elemet-ssoziatio ufgabe Name lter Perso p Die Elemet-ssoziatio 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, welche die Objektgruppe charakterisiere, hervorgehobe Geeralisierug Spezialisierug Hochschulagehöriger Eitrittsdatum Fachgeb Wiss usbildug t t Nichtwiss t wedug - Elemet-ssoziatio (auch Gruppierug, Partitioierug, Überdeckugs- ggregatio geat) baut zusammegesetzte (Mege-)Objekte basiered auf de eifache (Elemet-)Objekte auf - Sie verkörpert eie 'elemet-of'-beziehug ( eo ) als-ebee-beziehug Klassifikatio Istatiatio Prof Studet Doktorad gestellter rbeiter io io io io S S2 S3 - 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) Graphische Darstellug: Geeralisierugshierarchie als ER-Diagramm ssoziatioshierarchie Mege Nutzug beim objektorietierte DB-Etwurf Vererbug vo Typiformatioe Mege Mege ss - Strukturdefiitioe: ttribute, Defaultwerte, kostate Werte - Itegritätsbediguge: Prädikate, Wertebereiche, Zusicheruge - Verhalte: Operatioe (Methode) ud ggf Elemet Elemet-/Mege-ssoziatio eo - spektdefiitioe: Kommetare, Eiheite u a 2-53 2-54
Mege-ssoziatio ssoziatio Beispiel ufgabe Die Mege-ssoziatio ist ei ergäzedes Kozept zur Elemet-ssoziatio Geeralisierugshierarchie Sie drückt Beziehuge zwische zusammegesetzte Megeobjekte aus Sportler wedug - Sie baut eie 'subset-of'-beziehug ( ss ) auf Spieler Traier - Sie ist rekursiv awedbar ud orgaisiert die Megeobjekte i eier ssoziatios-hierarchie (-Ebee-Beziehug) T T2 V S S2 Tr Struktureigeschafte der ssoziatio - lle Elemete eies Megeobjekts sid auch Elemete der zugehörige ssoziatio Torleute Stürmer Supermege - Objekte köe gleichzeitig Elemete verschiedeer Megeobjekte sei sowie auch Teilmege vo mehrere Supermege ufgebot Netzwerke, (:m)! WM-Teilehmer Systemkotrollierte bleituge bei der ssoziatio - Sie uterstützt keie Vererbug, da die Megeeigeschafte keie Elemeteigeschafte sid - Durch Mitgliedschaftsimplikatio lasse sich Eigeschafte bestimme, die jedes gültige Elemet der Mege erfülle muss - Megeeigeschafte sid Eigeschafte der Mege, die über Elemeteigeschafte abgeleitet sid Operatioe - Erzeuge/Lösche Create Coect/Discoect (mauell oder automatisch über Megeprädikate) Delete - Suche - Schlussfolgeruge Mitgliedschaftsimplikatio Megeeigeschafte 2-55 2-56
bstraktioskozept: ssoziatio ggregatio Zusammefassug eier Mege vo Objekte potetiell verschiedee Typs zu eiem sematisch höhere Objekt Nebe der Elemet-ssoziatio ist Mege-ssoziatio möglich elemet-of -Beziehug ud subset-of -Beziehug Ui-Gremie Beziehug mit spezieller zusätzlicher Bedeutug: Das Objekt, auf das sie verweist, soll Bestadteil sei (Teil-Gaze-Beziehug), z B uto Motor Tisch Tischplatte Kate Edpukt Bild Farbtabelle subset-of subset-of Etweder exklusiv 5 : kei aderes Objekt darf deselbe Bestadteil habe Seat Versammlug oder gemeisam: derselbe Bestadteil wird i zwei oder mehr Objekte verwedet elemof elemof elemof elemof elemof Etweder abhägig: P P2 S N Bestadteil ka icht allei existiere; wird mit dem Objekt gelöscht zusätzliche Prädikate (z B GEWEHLT) zur automatische Bestimmug der kokrete Mege erforderlich bleitug vo Objekteigeschafte durch Mitgliedschaftsimplikatio (z B Seatsmitglied) bleitug vo Megeeigeschafte (z B zahl der Seatsmitglieder) Ziel: Zusammefassug vo Gruppe mit heterogee Objekte für eie bestimmte Kotext (Vergleiche Sichtkozept) 2-57 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 5 Die exklusive ggregatio wird i UML als Kompositio bezeichet, die gemeisame als ggregatio 2-58
Elemet-ggregatio Kompoete-ggregatio ufgabe Die Elemet-ggregatio gestattet die Zusammesetzug vo Objekte aus eifache Objekte Sie stellt die Teil-Gaze -Relatio für solche icht weiter zerlegbare Objekte her ufgabe Die Kompoete-ggregatio diet als ergäzedes Kozept zur Elemet-ggregatio Durch sie wird die Teil-Gaze-Relatio auf Kompoete agewedet wedug - Eie Kollektio vo eifache Objekte (Elemet-Objekt, Teil) wird als zusammegesetztes Objekt (Kompoeteobjekt/ggregatobjekt) behadelt - Sie baut eie 'part-of'-beziehug ( po ) auf (-Ebee-bstraktio) Typischerweise erzeugt der Beutzer ei ggregat aus Teile mit Hilfe vo Coect-weisuge; dabei müsse Struktureigeschafte beachtet werde (z B Maschaft besitzt Spieler) - Die Möglichkeit, heterogee Objekte zu aggregiere, erhöht die wedugsflexibilität wedug - Zwische de Kompoeteobjekte wird eie 'compoet-of'- Beziehug ( co ) hergestellt (z B durch Coect-weisug) - Sie ist rekursiv awedbar ud orgaisiert eie ggregatioshierarchie (-Ebee-Beziehug) Struktureigeschafte bei der ggregatio (ggregatio bedeutet auch 'besteht-aus'/'cosists-of') - beschreibt otwedige Eigeschafte, die ei Objekt habe muss, um kosistet zu sei Graphische Darstellug: Uterschied zu Klasse ud Megeobjekte, die ohe Istaze ggregatioshierarchie Kompoete existiere köe, bzw für die leere Mege erlaubt sid - Elemete eier Subkompoete sid gleichzeitig auch Elemete aller Superkompoete dieser Subkompoete Kompoete co - Objekte köe gleichzeitig Elemete verschiedeer Kompoete bzw auch Subkompoete vo mehrere Superkompoete sei Kompoete po Netzwerke, ((:m)!) Teil/Elemet Elemet-/Kompoete-ggregatio 2-59 2-60
ggregatio Beispiel ggregatio Beispiel (2) Geeralisierugshierarchie Sportler PC-System Preis Gewicht co co co Spieler Traier T T2 V S S2 Tr Peripherie Basis-PC Erweiteruge Torwart Verteidigug Mittelfeld Sturm po po ggregatio Maschaft M Maschaft M2 Drucker Festplatte Kapazität Preis Gewicht Liga-Spieltag Operatioe - Erzeuge/Lösche Create Coect/Discoect Delete - Itegritätsbediguge für ggregatstrukture - Suche (trasitive bleitug vo komplexe Objekte) - Schlussfolgeruge Systemkotrollierte bleituge: implizierte Prädikate - Prädikate, die über der ggregatioshierarchie spezifiziert sid ud gemeisame Eigeschafte vo Elemete/ggregate betreffe - upward implied predicate We P(x) wahr P (ggregatobjekte (x)) wahr - dowward implied predicate We P(x) wahr P (Kompoeteobjekte (x)) wahr im Beispiel: - upward implied predicate: Gewicht > x - dowward implied predicate: Preis < y implizierte Prädikate 2-6 2-62
bstraktioskozept: ggregatio (Kompoete-) Objekte lasse sich zu eiem eue Objekt zusammefasse Elemet- ud Kompoete-ggregatio möglich part-of -Beziehug ud compoet-of -Beziehug Budget Ui strukturelle ttribute Itegrierte Sichtweise Ei Beispielobjekt Feijoada istace-of: elemet-of: has-compoets: Hauptgerichte brasiliaische Spezialitäte schwarze Bohe, Fleisch, Gewürze Preis: 36 comp_ of Istitut comp_ of comp_ of Fachbereich comp_ of Service- Zetrum comp_ of Verwaltug comp_ of Persoal RHRK comp_ of zetrale Eirichtug comp_ of part_ of part_ of comp_ of HS-Sport deklarative ttribute possible-values: iteger > 0 cardiality: [,] uit: Euro Vorbereitugszeit: possible-values: iteger > 0 cardiality: [,] demo: Bereche-Vorbereitugszeit geeigete-geträke: trockeer Rotwei, Bier possible-values: istace-of Geträke cardiality rbeitsgruppe zahl bleitug vo Objekteigeschafte (implied predicates) - upward implied predicate (zahl > x) - dowward implied predicate (Budget < y) WissM Operator prozedurale ttribute Bestelle (zahl-vo-persoe) procedure BEGIN END 2-63 2-64
Objektorietierte Repräsetatio Modellihäretes Reasoig Itegratio der bstraktioskozepte: - ei Objekt ka mehrere Beziehugstype aufbaue - etspreched de verschiedee Rolle, die i de bstraktioe vorkomme - Objektsematik wird bestimmt durch die Kotexte/Rolle eies Objektes Spezialitäte des Restaurats ss sc Gerichte 3 bstraktioskozepte - ermögliche verschiedeartige Orgaisatiosforme der modellierte Objekte ud ihrer Beziehuge - köe für Schlussfolgeruge beutzt werde: um ussage über Objekte ud ihre Eigeschafte abzuleite als Zusatz bei Maipulatios- ud Retrievaloperatioe Vererbug Gerichte Preis io brasiliaische Spezialitäte Hauptgerichte Feijoada eo io Mitgliedschaftsimplikatioe brasiliaische Spezialitäte Herkuft: Brasilie po Feijoada po schwarze Bohe Fleisch Gewürze Megeeigeschafte eo Feijoada brasiliaische Spezialitäte eo Darstellugsprizip: Feijoada Kalorie = 020 Kcal Objekt implizierte Prädikate Feijoada po schwarze Bohe Kalorie = 700 Kcal 2-65 2-66
Zusammefassug Vergleich der Modellierug ERM ud UML DB-Etwurf umfasst - Iformatiosbedarfsaalyse - kozeptioelles DB-Schema (-> Iformatiosmodell) - logisches DB-Schema - physisches DB-Schema (icht diskutiert) Etity-Typ - gestellter mit Persoalummer, Nachame ud Vorame ERM UML UML-Stereotyp ERM-Charakteristika - Modellierug bezieht sich auf die Typebee - Relevate Zusammehäge der Miiwelt werde durch Etity- ud Relatioship-Mege modelliert Sie werde geauer durch ttribute, Wertebereiche, Primärschlüssel/Schlüsselkadidate beschriebe - Klassifikatio vo Beziehugstype diet der Spezifikatio vo strukturelle Itegritätsbediguge - schauliche Etwurfsdarstellug durch ER-Diagramme relativ karges Iformatiosmodell Eiführug weiterer Modellierugskozepte - Verfeierug vo Beziehuge durch Kardialitätsrestriktioe ud vor allem bstraktioskozepte - Das erweiterte ERM ist sehr mächtig ud umfasst viele bekate Modellierugskozepte (jedoch keie Rolle; sie lasse sich als Mehrklasse-Mitgliedschafte vo Istaze achbilde) - Itegritätsbediguge wurde hier icht behadelt (-> Relatioemodell) bstraktioskozepte ud dere Implikatioe PersoalNr Nachame gestellter Vorame Mehrwertige ttribute - uto mit Farbe() ud utoummer Farbe uto utonr <<etity>> gestellter <<key attribute>> +PersoalNr: Itege +Nachame: strig +Vorame: strig <<etity>> uto +Farbe: strig[*] <<key attribute>> +utonr:iteger - Geeralisierug ud Vererbug - ssoziatio mit Megeeigeschafte ud Mitgliedschaftsimplikatioe - ggregatio ud implizierte Prädikate - Itegratio der bstraktioskozepte mittels objektzetrierter Darstellug 2-67 2-68
Vergleich der Modellierug ERM ud UML (2) Vergleich der Modellierug ERM ud UML (3) Relatioship-Typ - uto gehört Perso -stelliger Relatioship-Typ - Professore prüfe Studete über Vorlesuge a Datum ERM UML ERM UML uto <<etity>> uto Doktorad Zweitgutachter <<etity>> Doktorad <<etity>> Zweitgutachter gehört Perso * gehört <<etity>> Perso prüft m Doktorvater * <<etity>> Doktorvater Relatioship-Typ mit ttribute - uto gehört Perso ab eiem Kaufdatum Relatioship-Typ auf eiem Etity-Typ - Stücklistebeziehug: Teile sid Teile vo Teile Kaufdatum uto gehört Perso <<relatioship>> gehört +Kaufdatum: date <<etity>> uto * <<etity>> Perso Kompoete ist-teilvo Teil m Bestadteil ist-teil-vo * * -Kompoete -Bestadteil <<etity>> Teil 2-69 2-70
Vergleich der Modellierug ERM ud UML (4) Notatioe Existezabhägigkeit - Ei Haus hat eie dresse ud eie Besitzer ud hat mehrere Zimmer ERM UML Viele Systeme erlaube als Kardialitätsrestriktioe ur 0, oder sowie ausschließlich biäre Beziehuge Jedes Elemet vo immt a geau eier Beziehug teil dresse Besitzer Haus <<etity>> Haus <<key attribute>> +dresse:strig +Besitzer: Strig MIN- MX SP- SERM [,] hat hat * Krähefuss ZimmerNr Zimmer <<weak etity>> Zimmer <<keyattribute>>+zimmernr:smallit, C, M Geeralisierug - gestellte sid Persoe Perso <<etity>> Perso Jedes Elemet vo immt a höchstes eier Beziehug teil MIN- MX SP- SERM [0,] p Krähefuss gestellter <<etity>> gestellter, C, M C 2-7 2-72
Notatioe (2) Notatioe Beispiel Jedes Elemet vo immt a midestes eier Beziehug teil : MIN- MX [,] MIN- MX bt arbeitet_für [, ] [, ] Pers SP- SERM SP- SERM bt Pers Krähefuss Krähefuss bt Pers, C, M M, C, M bt M Pers Jedes Elemet vo ka a beliebig viele Beziehuge teilehme :m MIN- MX [0,] MIN- MX Pers immt_teil [0, ] [, ] Proj SP- SERM SP- SERM Pers Proj Krähefuss Krähefuss Pers Proj, C, M MC, C, M Pers MC M Proj 2-73 2-74