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Karczewski Datenbanken I 1
3. Relationales Modell
• entwickelt von Codd (1970)• beruht auf dem mathematischen Begriff der Relation, den man anschaulich mit dem der Begriff Tabelle vergleichen kann
• alle Informationen sind in Relationen abgelegt
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Karczewski Datenbanken I 2
Grundlagen
Seien W1, W2, ..., Wn die Wertebereiche von Attributen A1, A2, ... An.
• Das kartesische Produkt der Mengen W1, W2, ..., Wn ist die Menge aller n-Tupel (w1,w2,...,wn), wi є Wi und wird geschrieben als W1 X W2 X ... X Wn.
• Jede Untermenge des kartesischen Produkts W1 X W2 X ... X Wn ist eine (n-stellige) Relation. Der Grad der Relation ist n.
• Für jede Relation einer Relationalen Datenbank wird ein Relationenschema festgelegt, durch Angabe eines Namens der Relation und der dazugehörigen Attribute.
• Identifizierende Attributkombination einer Relation ist eine Menge von Attributen, durch die jedes Tupel der Relation identifiziert werden kann.
• Eine identifizierende Attributkombination K = (A1, A2, ..., Aj) heißt Schlüssel der Relation, wenn keine echte Untermenge von K identifizierende Attributkombination der Relation ist.
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Karczewski Datenbanken I 3
• Jede Relation besitzt mindestens einen Schlüssel.
• Falls eine Relation mehrere Schlüssel besitzt, wird ein Schlüssel als Primärschlüssel (primary key) ausgezeichnet.
• Der Wert des Primärschlüssels ist eindeutig, nicht änderbar und darf nicht leer sein.
• Der Primärschlüssel wird im Relationsschema unterstrichen (im Beispiel: Nummer)
• Aus der mathematischen Definition von Relation folgt, dass zwei Tupel der Relation paarweise verschieden (da Menge!) sind, d. h. sie unterscheiden sich mindestens in einem Attribut.
• Tupel sind nicht geordnet, d. h. die Reihenfolge ist bedeutungslos.
Grundlagen
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Karczewski Datenbanken I 4
Markt: Bezeichnung Standort Kategorie
Internationaler Töpfermarkt
Krefeld Töpfer-markt
Töpfermarkt Sommerhausen
Sommer-hausen
Töpfer-markt
Internationaler Töpfermarkt
Hanau Töpfer-markt
Beispielrelation
Name des Relationenschemas Attribut (Spalte)
Relationenschema
Tupel (Zeile)
Relation (Tabelleninhalt)
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Karczewski Datenbanken I 5
Kritik am relationalen Modell
Einfacher Aufbau des Modells wird kritisiert, da die komplexe Welt auf flache Relationen heruntergebrochen werden muss.
Zusammenhängende Inhalte müssen daher häufig auf mehrere Tabellen verteilt werden -> Performanzverlust
Entwicklung alternativer Ideen:
• Objektorientierte Datenbanksysteme (kommend von OO- Sprachen• Objektrelationale Datenbanksysteme (kommend von relationalen Datenbanksystemen)
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Karczewski Datenbanken I 6
Integrationsbedingungen sind Abhängigkeiten innerhalb einer Relation oder zwischen Relationen.
• Eine Abhängigkeit innerhalb einer Relation nennt man funktionale Abhängigkeit zwischen Attributen. Ein Spezialfall der funktionalen Abhängigkeit ist der Schlüssel.
• Abhängigkeiten zwischen Relationen: Ein Attribut einer Relation A, das in einer anderen Relation Primärschlüssel ist, wird in A Fremdschlüssel (foreign key) genannt, wenn dieses Attribut eine Beziehung zwischen den Relationen herstellt.
Integritätsbedingungen
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Karczewski Datenbanken I 7
Integritätsbedingungen
Beispiel:
Name des Veranstalters ist Primärschlüssel in Veranstalter und Fremdschlüssel in Markt.
Notation:Schlüssel: Unterstreichung der Bezeichnung des AttributsFremdschlüssel: Strich über Bezeichnung
Veranstalter Name Adresse Bezeichnung Typ
Markt: Bezeichnung Standort Name Kategorie
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Karczewski Datenbanken I 8
Transformation eERM -> Relationales Modell
eERM dient zur Modellierung der Realität aus Sicht der Anwendung
Relationales Modell dient als Grundlage für die Realisierung in relationalen Datenbanken
Transformation erfolgt durch eindeutige Regeln, mit deren Hilfe jedes eERM eindeutig in ein gleichbedeutendes Relationales Modell überführt werden kann.
Mit Hilfe von Case-Tools kann diese Transformation automatisiert werden.
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Karczewski Datenbanken I 9
Entity-Typen
• jeder Entity-Typ wird zu einem Relationenschema
• Attribute des Entity-Typs werden die Attribute des Relationenschemas
• falls Entities komplexe Attribute (z.B. record-, array-artig) aufweisen, müssen diese aufgelöst werden
• ein Schlüssel (falls noch nicht im eERM geschehen) ist als Primärschlüssel des Relationenschemas auszuzeichnen (Unterstreichung), alternativ ist ein zusätzliches Schlüsselattribut hinzuzufügen
• die Datentypen zu den Attributen müssen definiert werden (falls noch nicht im eERM geschehen)
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Karczewski Datenbanken I 10
Entity-Typen (Beispiel)
Markt
Bezeichnung Standort Kategorie
Bezeichnung Standort KategorieMarkt:
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Karczewski Datenbanken I 11
Strukturierte Attribute (Beispiel)
Kunde Nachname
Adresse
Strasse
Stadt
PLZ
Kd-Nummer
Vornamen
Kunde:
Adresse VornamenKd-Nummer Nachname Strasse PLZ Stadt Vorname_1 Vorname_2 . . . Vorname_n
Vornamen
Keine Lösung, da strukturierte Attribute in der Relation nicht erlaubt!
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Karczewski Datenbanken I 12
Kunde Nachname
Adresse
Strasse
Stadt
PLZ
Kd-Nummer
Vornamen
Kunde: Kd-Nummer Nachname Strasse PLZ Stadt
Vorname: Kd-Nummer Vorname
Vornamen
• Auflösen (“Flachdrücken“) des strukturierten Attributs Adresse
• Auslagern der beliebig vielen Vornamen in eine eigene Relation
Strukturierte Attribute (Beispiel)
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Karczewski Datenbanken I 13
m:n-Beziehung
• Jeder Relationship-Typ wird zu einem Relationenschema.
• Beteiligte Entity-Typen werden wie zuvor behandelt.
• Attribute des Relationship-Typs werden die Attribute des Relationenschemas.
• Zusätzlich werden die Primärschlüssel der beteiligten Entity-Typen als Attribute hinzugefügt• diese bilden zusammen den Primärschlüssel
• und sind jeweils Fremdschlüssel bezogen auf die beiden aus den Entities entstandenen Relationenschemata
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Karczewski Datenbanken I 14
m:n-Beziehung (Beispiel)
Produkt Markt6
Produkt (Nummer, Bezeichnung, Funktion)
Markt (Bezeichnung, Standort, Kategorie)
6: wird angeboten auf (Anzahl)
(0,*) (0,*)
eERM-Darstellung mit dem Power-Designer von Sybase:
<pi>
Konzeptioneller Datenentwurf
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Karczewski Datenbanken I 15
<pi>
steht für * ; steht für 0 ; <pi> heißt Primärschlüssel; I, A20 sind die Typangaben.
Alternativ-Darstellung (mit Attribut im Beziehungstyp):
steht für die Kardinalität (1,1)
Die Symbole am Kasten WirdAngebotenAuf bedeuten: (o,*), aus Beziehungstyp entstanden
m:n-Beziehung (Beispiel, Forts.)
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Karczewski Datenbanken I 16
• Einführung der Schlüssel und Fremdschlüssel
• 3 Relationen entstehen (2 aus den beteiligten Entity-Typen, 1 aus dem Relationship-Typ)
a) Design-Sicht des Power-Designer:
b) Tabellendarstellung:Produkt: Nummer Bezeichnung Funktion
WirdAngebotenAuf:
Nummer
Bezeichnung
Standort
Anzahl
Markt: Bezeichnung
Standort Kategorie
Logischer Datenentwurf
m:n-Beziehung (Beispiel, Forts.)
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Karczewski Datenbanken I 17
Setzen Sie das folgende ERM in Relationen um.
Wie sehen die Krähenfußdiagramme aus?
Wie sehen die Relationenschemata aus?
Produkt Kunde7(0,*) (0,*)
Produkt (Produktnummer, Bezeichnung, Preis)Kunde (Nummer, Name)7: erhält geliefert (Anzahl, Lieferdatum)
Aufgabe
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Karczewski Datenbanken I 18
m:1-Beziehung
• Es wird kein zusätzliches Relationenschema angelegt!!!!
• In das Relationenschema, dessen Tupel nur maximal ein Mal in der Beziehung erscheinen dürfen, wird der Primärschlüssel des anderen Relationenschemas als Fremdschlüssel hinzugefügt.
• Attribute der Beziehung werden ebenfalls in dem Relationenschema hinzugefügt, dessen Tupel nur ein Mal in der Beziehung erscheinen dürfen.
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Karczewski Datenbanken I 19
m:1-Beziehung (Beispiel)
Markt Veranstalter8(1,1) (0,*)
Markt (Bezeichnung, Standort, Kategorie)
Veranstalter (Name, Adresse, Bezeichnung, Typ)
8: Ansprechpartner
ERD-Darstellung mit Power-Designer:
<pi>
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Karczewski Datenbanken I 20
m:1-Beziehung (Beispiel)
• nur 2 Tabellen entstehen
• Hinzufügen des Fremdschlüssels (Veranstalter-)Name in Markt
a) Design-Sicht des Power-Designers:
b) Tabellendarstellung:
Veranstalter Name Adresse Bezeichnung Typ
Markt: Bezeichnung Standort Name Kategorie
<pk>
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Karczewski Datenbanken I 21
Setzen Sie das folgende ERM in Relationen um.
Produkt Dekor5(0,1) (0,*)
Produkt (Produktnummer, Bezeichnung, Größe, Preis)Dekor (Bezeichnung, Foto)5: ist versehen mit
Aufgabe
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Karczewski Datenbanken I 22
• Es können (theoretisch) alle Attribute in ein Relationenschema aufgenommen werden, d. h. aus 2 Entities wird ein Relationenschema.
• Es ist aber oft doch sinnvoll beide Entities als getrennte Relationen zu definieren. Dann ist in einem der Relationenschemas der Schlüssel des anderen als Fremdschlüssel aufzunehmen:• Sollten z.B. die beteiligten Entity-Typen jeweils unterschiedliche
Beziehungen zu anderen Entity-Typen haben, müssen zwei Relationenschemata definiert werden.
• Insbesondere bei (0,1):(1,1)- oder (0,1):(0,1)-Beziehungen ist es oft sinnvoll zwei Relationenschemas zu definieren, da sonst häufig nicht-gefüllte Tupel vorkommen.
1:1-Beziehung
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Karczewski Datenbanken I 23
Produkt
4
(0,*)(0,*) Produktgruppe
Teilprodukt
Rollen
4: besteht aus
Rekursive Beziehung (Beispiel)
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Karczewski Datenbanken I 24
Realisierung erfolgt analog zu einer zweistelligen Beziehung
Produkt: Nummer Bezeichnung Funktion
Besteht_aus: NummerO NummerU Anzahl
a. graphische Darstellung in Krähenfußdarstellung:
b. b. graphische Darstellung als Bachmanndiagramm:
c. c. Tabellendarstellung:
Rekursive Beziehung (Beispiel)
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Karczewski Datenbanken I 25
Fach
4
(0,*)(0,*)
4: ist vorausgesetzt
Aufgabe
Setzen Sie das folgende ERM in Relationen um.
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Karczewski Datenbanken I 26
• Es wird für den Beziehungstyp ein eigenes Relationenschema angelegt.
• Verbindung der Schemata mit Hilfe der Primärschlüssel der beteiligten Entities als Fremdschlüssel in dem aus dem Beziehungstyp entstandenen Relationsschema.
• Bei einfacher Kardinalität (0,1) bzw. (1,1) zu einen der beteiligten Entity-Typen können dessen Attribute in dieses Relationenschema mit aufgenommen werden.
• Attribute der Beziehung werden ebenfalls in dem Relationenschema hinzugefügt.
Rohstoff
1
(1,*) (1,*)
(1,*)
Händler SpediteurAufgabe: Setzen Sie das folgende ERM in Relationen um.
1: liefert (Bestelldatum, Menge)
Mehrstellige Beziehung
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Karczewski Datenbanken I 27
Händler Name Adresse Firmenbezeichnung
Rohstoff: Bezeichnung Art
Liefert: HName SName Bezeichnung Bestelldatum Menge
Spediteur Name Adresse Firmenbezeichnung
Mehrstellige Beziehung (Lösung)
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Karczewski Datenbanken I 28
Generalisierung/SpezialisierungEs gibt zwei Varianten der Realisierung:
1. Für jeden Spezialisten und für den Generalisten wird ein eigenes Relationsschema erstellt.
• Die Spezialisten erhalten zusätzlich den Primärschlüssel des Generalisten.
• Die Primärschlüssel der Spezialisten sind Fremdschlüssel zum Generalisten.
• Variante ist sinnvoll, • wenn der Generalist nicht unbedingt einem Spezialisten zugeordnet
ist (partielle Spezialisierung),• wenn die Spezialisten überlappen.
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Karczewski Datenbanken I 29
2. Nur die Subtypes haben ein Relationenschema.
• Zusätzlich zu den Spezialisten-Attributen werden in allen Spezialisten alle Generalisten-Attribute aufgenommen.
• Nur möglich, wenn jede Instanz des Generalisten gleichzeitig Instanz eines Spezialisten ist (totale Spezialisierung).
• Falls überlappend: Redundante Speicherung!
• Vorteil: Bei Abfragen müssen Spezialist und Generalist nicht zusammengeführt werden.
Generalisierung/Spezialisierung
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Karczewski Datenbanken I 30
Geschäftspartner
Veranstalter Kunde
O
Beispiel:
Veranstalter: Geschaeftspartner-Nr Bezeichnung Typ
Geschäftspartner: Geschaeftspartner-Nr Adresse Telefonnummer
Umsetzung
Variante 1: Für alle Spezialisten und den Generalisten werden Relationenschemata erstellt:
Kunde: Geschaeftspartner-Nr Name
Generalisierung/Spezialisierung(Beispiel)
Generalist: Geschäftspartner (Geschäftspartner-Nr, Adresse, Telefonnummer)Spezialisten: Veranstalter (Bezeichnung, Typ) Kunde (Name)
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Karczewski Datenbanken I 31
Geschäftspartner
Veranstalter Kunde
O
Beispiel:
Veranstalter: Geschaeftspartner-Nr Adresse Telefonnummer Bezeichnung Typ
Kunde: Geschäftspartner-Nr Adresse Telefonnummer Name
Generalisierung/Spezialisierung(Beispiel)
Generalist: Geschäftspartner (Geschäftspartner-Nr, Adresse, Telefonnummer)Spezialisten: Veranstalter (Bezeichnung, Typ) Kunde (Name)
Umsetzung
Variante 2: Nur für die Spezialisten werden Relationenschemata erstellt:
Bei overlapping redundante Speicherung
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Karczewski Datenbanken I 32
Setzen Sie folgende Subtype-Beziehung gemäß Variante 1 und Variante 2 in Relationenschemata um.
Bibliotheksverwaltung:
Generalist: Dokument (DokumentenId, Titel, Standort)Spezialisten: Buch (ISBN, Autor)
Zeitschrift (Jahrgang, ISSN)
Aufgabe
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Karczewski Datenbanken I 33
4. Normalisierung von Relationenschemata
Ziel:
• Vermeidung von Anomalien in Relationenschemata wird erreicht durch systematische Vorgehensweise beim Datenentwurf vom eERM zum Relationalen Modell (s. voriges Kapitel)• Entfernung von Anomalien ist nötig, wenn nicht systematisch modelliert wurde
Anomalien:
• Zustände in relationalen Datenbanken, in denen die Veränderung von Daten zu Datenbankzuständen führt, die nicht die gewünschte Realität darstellt.
• Unterscheidung zwischen Einfüge-, Änderungs- und Lösch-Anomalie
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Karczewski Datenbanken I 34
Anomalien
Änderungs-Anomalie: Für Prod-Nr 20131 sei nicht mehr „Deko“ die Funktion(= Update-Anomalie) sondern “Gebrauch“. Welches Problem entsteht?
Lösch-Anomalie: Produkt 20131 ganz aus Programm nehmen. Welches(Delete-Anomalie) Problem entsteht?
Einfüge-Anomalie: Neues Tonprodukt einführen, aber noch nicht auf den(= Insert-Anomalie) Markt bringen. Welches Problem entsteht?
Töpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
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Karczewski Datenbanken I 35
Einfüge-Anomalie
Produkt (33033, Schüssel, Gebrauch) soll neu aufgenommen werden.
Problem:
• Teilschlüssel Verkaufsmarkt ist nicht füllbar
• Zeile ist nur zum Teil gefüllt
Töpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
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Karczewski Datenbanken I 36
Änderungs-Anomalie
Töpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
Für Prod-Nr 20131 sei nicht mehr „Deko“ die Funktion, sondern “Gebrauch“.
Problem:
• Obwohl sich nur ein Faktum ändert, muss an mehreren Stellen geändert werden.
• Informationen sind redundant gespeichert.
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Karczewski Datenbanken I 37
Töpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
Lösch-Anomalie
Produkt 20131 aus Programm nehmen.
Problem:
• Obwohl nur ein Produkt gelöscht werden soll wird mit diesem ein Markt gelöscht.
• Abhängigkeit des Marktes vom Produkt entspricht nicht der Realität
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Karczewski Datenbanken I 38
Ursache von Anomalien
• Redundante Datenhaltung: Beispiel: Produkt 20131 ist mehrfach mit allen Attributen abgespeichert.
• Ungünstige funktionale Abhängigkeiten:Beispiel: Produktart hängt funktional nur von der Produkt-Nr ab
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Karczewski Datenbanken I 39
Funktionale Abhängigkeit
Funktion zwischen einer Menge A und B:Abbildung einer Menge A auf eine Menge B, für die gilt:
Für alle a Element aus A gibt es genau ein b Element aus B.
Funktionale Abhängigkeit:Eine Menge B von Attributen B1, B2, … Bn ist funktional abhängig von einer Menge A
von Attributen A1, A2, … An, wenn eine Funktion zwischen A und B besteht,
d. h. für alle {a1,a2, … an} Element aus A gibt es genau ein {b1, b2, … bn } aus B.
Mit anderen Worten:In einer Relation ist Attribut(-kombination) B ist funktional abhängig
von Attribut(-kombination) A,
wenn für gleiche A-Werte jeweils gleiche B-Werte vorhanden sind.
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Karczewski Datenbanken I 40
Erste Normalform (1NF)
Eine Relationenschema ist in erster Normalform, wenn alle Attributedes Schemas elementar sind.
Nur einfache Datentypen für Attributwerte sind erlaubt, wie z.B. integer, real, string etc.
Listenartige, mengenwertige oder relationenartige Attribute sindnicht erlaubt, wie z.B. record- oder array-Typen.
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Karczewski Datenbanken I 41
Lehrbücher
ISBN Titel Autoren
3-2304-0619-3 UML Distilled FowlerKendall
3-8273-1282-5 Refactoring Fowler3-8266-0619-1 Datenbanken Heuer
Saake
Verletzung der ersten Normalform
Nicht-atomareAttributwerte sind
verboten !
Das Attribut Autoren erlaubt pro Lehrbuch mehr als einen Eintrag,daher Verletzung der 1NF.
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Karczewski Datenbanken I 42
Auflösung zur 1NF
Eine neue Relation wird erzeugt, in der der Schlüssel der Ursprungs-Relation und das nicht normalisierte Attribut aufgenommen wird.
Haben mehrere Autoren an einem Buch mitgeschrieben, so werdenfür solche Bücher mehrere Zeilen in der neuen Relation nötig.
Lehrbücher
ISBN Titel
3-2304-0619-3 UML Distilled
3-8273-1282-5 Refactoring 3-8266-0619-1 Datenbanken
Autor_Buch
ISBN Autor
3-2304-0619-3 Fowler3-2304-0619-3 Kendall3-8273-1282-5 Fowler3-8266-0619-1 Heuer3-8266-0619-1 Saake
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Karczewski Datenbanken I 43
Name VL
Weber 30.4110, Pr.1, 430.4304, DB 1, 2
Karczewski 30.4304, DB 1, 2…
Aufgabe zur 1NF
Ist dieses Relationenschema in 1. Normalform?
Wie sieht das ER-Diagramm aus?
Wie sehen die Relationen aus?
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Karczewski Datenbanken I 44
Zweite Normalform (2NF)
Eine Relationenschema ist in zweiter Normalform, wenn• es in erster Normalform ist und• jedes Nichtschlüsselattribut voll funktional von jedem Schlüssel abhängt (und nicht nur von einem Teilschlüssel).
Abhängigkeiten von einem Teil des Schlüssels (bei zusammen-gesetzten Schlüsseln) führt zur Anomalie.
Relationenschemata, die in 1NF sind und deren Schlüssel aus einem Attribut bestehen, sind in 2NF.
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Karczewski Datenbanken I 45
Töpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
Welche Attribute sind von welchen funktional abhängig?
Welche Attribute sind von Schlüsselteilen funktional abhängig?
Wie sieht das ER-Diagramm aus?
Wie sehen die Relationen aus?
Können die obigen Anomalien nach der Normalisierung noch auftreten?
Verletzung der 2NF
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Karczewski Datenbanken I 46
Töpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
Töpferprodukt
Prod-Nr Produktart Funktion
11022 Tee-Service Gebrauch10622 Kaffee-Service Gebrauch20131 Schale Deko40030 Krug Deko40031 Krug Deko
Töpferprodukt Markt_2
Prod-Nr Verkauftsmarkt marktspez.Preis
11022 Internat. Tonmarkt 200 € 10622 Internat. Tonmarkt 200 € 20131 Rheinischer Töpfermarkt 80 € 20131 Odenwälder Töpferwelt 50 € 20131 Internat. Tonmarkt 120 € 40030 Internat. Tonmarkt 100 € 40030 Odenwälder Töpferwelt 80 €
Töpfermarkt
Verkauftsmarkt Marktstandort
Internat. Tonmarkt StrasbourgRheinischer Töpfermarkt MainzOdenwälder Töpferwelt Erbach
Auflösung zur 2NF
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Karczewski Datenbanken I 47
Auflösung zur 2NF
Funktionale Abhängigkeiten dürfen bei der Aufteilung in neueRelationen nicht zerteilt werden.
Der ursprüngliche Schlüssel der Relation darf nicht getrennt werden,d.h. für die zum ursprünglichen Schlüssel gehörenden Attributewird ggfs. ein eigenes Relationenschema eröffnet.Wird dies nicht gemacht, spricht man von dem Verlust der Verbundtreue.
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Karczewski Datenbanken I 48
VerbundtreueTöpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
Töpferprodukt
Prod-Nr Produktart Funktion
11022 Tee-Service Gebrauch10622 Kaffee-Service Gebrauch20131 Schale Deko40030 Krug Deko40031 Krug Deko
Töpferprodukt Markt_2
Prod-Nr Verkauftsmarkt marktspez.Preis
11022 Internat. Tonmarkt 200 € 10622 Internat. Tonmarkt 200 € 20131 Rheinischer Töpfermarkt 80 € 20131 Odenwälder Töpferwelt 50 € 20131 Internat. Tonmarkt 120 € 40030 Internat. Tonmarkt 100 € 40030 Odenwälder Töpferwelt 80 €
Töpfermarkt
Verkauftsmarkt Marktstandort
Internat. Tonmarkt StrasbourgRheinischer Töpfermarkt MainzOdenwälder Töpferwelt Erbach
?
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Karczewski Datenbanken I 49
Aufgabe 2NF
F_g_S: F_Name Fb_Name Sem F_Kurz Digitaltechnik Elektro_T 3 DT
Digitaltechnik Informatik 2 DT
Ist dieses Relationenschema in 2. Normalform?
Wie sieht ein geeignetes ER-Diagramm aus?
Wie sehen die Relationen aus?
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Karczewski Datenbanken I 50
Eine Relationenschema ist in dritter Normalform, • wenn es in zweiter Normalform ist und• wenn kein Nichtschlüsselattribut transitiv von einem Schlüssel abhängt.
Indirekte Abhängigkeiten vom Schlüssel über Nichtschlüssel-attribute führen zu Anomalien.
C hängt von A transitiv ab, wenn man zwischen A und C beispielsweise die Abhängigkeiten A -> B und B -> C identifiziert hat.
Dritte Normalform (3NF)
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Karczewski Datenbanken I 51
Töpferprodukt
Prod-Nr Produktart Funktion
11022 Tee-Service Gebrauch10622 Kaffee-Service Gebrauch20131 Schale Deko40030 Krug Deko40031 Krug Deko
Welche Attribute sind von welchen funktional abhängig?
Wie sieht das ER-Diagramm aus?
Wie sehen die Relationen aus?
Können die obigen Anomalien nach der Normalisierung noch auftreten?
Verletzung der 3NF
![Page 52: KarczewskiDatenbanken I1 3. Relationales Modell entwickelt von Codd (1970) beruht auf dem mathematischen Begriff der Relation, den man anschaulich mit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062622/55204d6449795902118b9ed6/html5/thumbnails/52.jpg)
Karczewski Datenbanken I 52
Töpferprodukt_2
Prod-Nr Produktart
11022 Tee-Service10622 Kaffee-Service20131 Schale40030 Krug40031 Krug
Töpferprodukt Art Produktart Funktion
Tee-Service GebrauchKaffee-Service GebrauchSchale DekoKrug Deko
Töpferprodukt
Prod-Nr Produktart Funktion
11022 Tee-Service Gebrauch10622 Kaffee-Service Gebrauch20131 Schale Deko40030 Krug Deko40031 Krug Deko
Auflösung der 3NF
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Karczewski Datenbanken I 53
Welche funktionalen Abhängigkeiten gibt es?
Ist dieses Relationenschema in 3. Normalform?
Wie sieht das ER-Diagramm aus?
Wie sehen die Relationen aus?
LTAOK: LNR TNR Anzahl Ort KM-Entf. 4711 T1 55 Darmstadt 62 4712 T1 44 Darmstadt 62 4712 T2 33 Darmstadt 62 4713 T1 22 Frankfurt 42
Aufgabe 3NF
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Karczewski Datenbanken I 54
Gesamtlösung
Töpferprodukt Markt_2
Prod-Nr Verkaufsmarkt marktspez.Preis
11022 Internat. Tonmarkt 200 € 10622 Internat. Tonmarkt 200 € 20131 Rheinischer Töpfermarkt 80 € 20131 Odenwälder Töpferwelt 50 € 20131 Internat. Tonmarkt 120 € 40030 Internat. Tonmarkt 100 € 40030 Odenwälder Töpferwelt 80 €
Töpfermarkt
Verkaufsmarkt Marktstandort
Internat. Tonmarkt StrasbourgRheinischer Töpfermarkt MainzOdenwälder Töpferwelt Erbach
Töpferprodukt_2
Prod-Nr Produktart
11022 Tee-Service10622 Kaffee-Service20131 Schale40030 Krug40031 Krug
Töpferprodukt Art Produktart Funktion
Tee-Service GebrauchKaffee-Service GebrauchSchale DekoKrug Deko
Töpferprodukt Markt
Prod-Nr Produktart Funktion Verkaufsmarkt Marktstandort marktspez.Preis
11022 Tee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 € 10622 Kaffee-Service Gebrauch Internat. Tonmarkt Strasbourg 200 €20131 Schale Deko Rheinischer Tonmarkt Mainz 80 € 20131 Schale Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 50 €20131 Schale Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 120 €40030 Krug Deko Internat. Tonmarkt Strasbourg 100 €40031 Krug Deko Odenwälder Töpferwelt Erbach 80 €
![Page 55: KarczewskiDatenbanken I1 3. Relationales Modell entwickelt von Codd (1970) beruht auf dem mathematischen Begriff der Relation, den man anschaulich mit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062622/55204d6449795902118b9ed6/html5/thumbnails/55.jpg)
Karczewski Datenbanken I 55
Normalisierung: Pro und Contra
• Häufige Einwände gegen Normalisierung:
„Erfordert mehr Speicherplatz !“
„Umständlicher zu handhaben !“
„Reduziert Laufzeit-Performanz !“
Daher: In der Praxis meist 3NF üblich
Bei zu hohem Performanz-Verlust: Denormalisieren!
nicht korrekt
nicht korrekt wenn View-Konzept(Sichten) unterstützt
Empfehlung + Erfahrung: bereits in konzeptionellem Entwurf (ERM) „normalisiert denken“
korrekt
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Karczewski Datenbanken I 56
Die folgenden Attribute seien alle in einem Relationenschema zusammengefasst:Kontonummer (K), PLZ (P), Ort (O), Filialnummer (F), Bankname (N), Bankleitzahl (L). Die Attribute hängen folgendermaßen voneinander ab. Durch die Bankleitzahl wird der Bankname festgelegt. Die Postleitzahl legt den Ort fest. Die Filialnummer und die Kontonummer hängen vom Banknamen ab.
1. Zeichnen Sie alle funktionalen Abhängigkeiten auf. Benutzen Sie dabei die Buchstaben in Klammern.
2. Ermitteln Sie den Schlüssel zu dem Relationenschema
3. Begründen Sie, warum das Relationenschema nicht in 2. und nicht in 3. Normalform ist.
4. Zerlegen Sie das Relationenschema in Relationenschemata so,dass diese alle in 3. Normalform sind.
Aufgabe Normalformen