zentrale begriffe • entitäten-beziehungsmodell (erm ... · pdf fileprof....
TRANSCRIPT
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 1
• Grundlegende Definitionen• Technik • Beschaffung vom Informationssystemen• Datenorganisation
- Einführung- Speicherkonzepte - Datenbank, Datenbanksystem, Relationale
Datenbanksysteme- Datenanalyse & Datenbankentwurf (fachlich)
• Zentrale Begriffe• Entitäten-Beziehungsmodell (ERM)• Datendefinition• Strukturelle Integritätsbedingungen
• Kommunikation
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 2
Ziel dieses Vorlesungsabschnitts:- kennen und verstehen der grundlegenden Begriffe aus
dem Datenbankbereich (aus Anwendersicht)- kennen und verwenden einer Notation - ERM - für eine
Datenmodellierung aus fachlicher Sicht- erkennen und reflektieren der Problematik von
Datenorganisation und Datenstrukturierung- kennen und verstehen der grundlegenden
Vorgehensweise bei der Entwicklung einer Datenbank- erkennen und reflektieren der wesentlichen Kriterien
für einen Datenbankentwurf
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 3
Wissen, Information, Daten, Zeichen (Wdh.)
Wissen
Information
Daten
Zeichen
Sinnvolle, zweckorientierteVernetzung von Informationen
Zweckorientiertes Wissen(Daten im Kontext)
Verarbeitbare, strukturierteZeichenfolge Syntax = Strukturdefinition
Elemente zur Darstellung von Informationen definiert im Zeichenvorrat
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 4
Suche nach InformationMethoden und Hilfsmittel abhängig von:a) Informationsart:Zeichenorientierte Informationen:
• Strukturierte Daten• Texte
Bitorientierte Informationen:• Bilder• Grafiken• Tonfolgen• Videosequenzen
b) Speicherort (und Speicherorganisation)Festplatte eigener PCDatenbank-Server Internet
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 5
Struktur von Daten
Datenbank:Summe & Integration aller
Dateien
Datei
Datensatz
Datenfeld
Bit
Byte
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 6
Struktur von Daten - Beispiel
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 7
Struktur von Daten - S
Kontendatei
Kundendatei
Personaldatei
Lieferantendatei
Adressdatei
... ... ... ... ...
471133 Bauer Emil558322 Fritz Winfried881123 Schmitz Peter
Kontendatei
471133 Bauer Emil Oberdorf + 345,00
471133
11110111
1
[Ziffer 7]
[Kontonummer]
Speichermöglichkeit von 0 und 1
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 8
Sequenzielle Datenorganisation
Kontendatei471133 Bauer Emil + 345,00
558322 Fritz Winfried + 2345,00
881123 Schmitz Peter - 900,00
236789 Meier Hubert + 444,00
774378 Keller Mike + 945,00
943123 Kuckuck Sebastian - 123,45
...
Position 1
Interne Adresse
2345678
2345758
2345738
2345718
2345698
2345778
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 9
Indexsequenzielle Datenorganisation
?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 10
Indexsequenzielle Datenorganisation - S
471133 Bauer Emil 345,00
Konto-Nr. Adresse236789 3456512471133 2345678558322 4523567774378 6667893881123 9896554
...
Name AdresseBauer 2345678
Fritz 4523567Keller 6667893Meier 3456512Schmitz 9896554
...
Index 1 [Konto-Nr] Index 2 [Name]
2345678
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 11
Direkte Datenorganisation- direkte Speicherung / gestreut
Kontensatz Nr 471133
KontensatzNr 558322KontensatzNr 774378
...
KontendateiAdressen471133
558322
774378
Konto-Nr 774378
Konto-Nr 471133
Konto-Nr 558322
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 12
Daten – transiente Daten
• flüchtiges Speichermedium (i.d.R. im Arbeitsspeicher)• Ein Prozess (ein ablaufendes Programm) belegt
Speicherplätze im Arbeitspeicher• Freigabe der Speicherplätze• Lebenszeit der Daten Prozess gebunden• Kein Zugriff anderer Prozesse • Neustart => Kein Rückgriff auf Daten früherer
Programmabläufe
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 13
Daten – persistente Daten
• Nichtflüchtigen Speichermedium (i.d.R. auf der Festplatte)
• Wichtigstes Beispiel für persistente Daten: Dateien• Persistente Daten können durch Prozesse erzeugt,
verändert und gelöscht werden• Lebenszeit der Daten nicht an Prozess gebunden• Explizite Löschung => Existenz wird beendet• Zugriff durch verschiedene Prozesse. Beim Neustart
eines Programms kann auf die persistenten Daten zugegriffen werden
• Neustart => Rückgriff auf Daten früherer Programmabläufe möglich
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 14
Was ist ein Datenbanksystem
Erste Definition:Datenbanksystem = Verwaltungskomponente +Speicherungskomponente für persistente Daten,die einem bestimmten Zweck dienenFrage:Warum genügt hierfür nicht das Dateisystem einesComputers?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 15
Dateisystem als Datenspeicherung - S
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 16
Dateisystem als Datenspeicherung
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 17
Datenbankmanagementsystem - S
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 18
Datenbankmanagementsystem
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 19
Funktionen eines DBMS
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 20
Funktionen eines DBMS - S
Dauerhafte Speicherung von Daten• Einrichten einer Datenbank mit Hilfe einer
Datendefinitionssprache Beispiel: Einrichten einer Adressdatenbank
• Abfragen und Modifikation von Daten mit Hilfe einer Datenmanipulationssprache: Selektieren, Anzeigen, Erzeugen, Verändern, Verknüpfen, Sortieren und Löschen von Daten Beispiel: Eintrag, Änderung einer Adresse
• Interaktive Benutzungsoberfläche für Datendefinition und Datenmanipulation (ohne Programmierkenntnisse)
• Programmschnittstelle, ermöglicht Datendefinition und Datenmanipulation aus einem Programm heraus
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 21
Besondere Merkmale eines DBMS
• Datenunabhängigkeit:
• Mehrbenutzerfähigkeit:
• Konsistenzerhaltung auch bei Systemabsturz
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 22
Besondere Merkmale eines DBMS - S
• Datenunabhängigkeit: Das Datenbanksystem macht die Nutzer unabhängig von den computerinternen Speicherstrukturen zur Datenablage
• Mehrbenutzerfähigkeit: Störungsfreier paralleler Zugriff auf eine Datenbank durch mehrere Prozesse (auch über Netze) mit Hilfe eines sogenannten Transaktionskonzepts
• Konsistenzerhaltung auch bei Systemabsturz
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 23
Was ist eine Datenbankmanagementsystem
?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 24
Was ist eine Datenbankmanagementsystem
Ein Datenbankmanagementsystem ist ein Softwaresystem, das den Aufbau und den Betrieb eines Datenbanksystem unterstützt
Beispiele für handelsübliche Datenbankmanagementsysteme:Access, SQL Server, DB2, ORACLE, Informix, Sybase usw.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 25
Was ist eine Datenbankmanagementsystem
Beispiel zum Unterschied Datenbank - Datenbanksystem:Eine Datenbank mit dem Namen „Adressen“ dient zur Verwaltung von Postadressen und TelefonnummernDie Datenbank „Adressen“ wurde/wird mit Hilfe des Datenbankmanagementsystems „Access“ aufgebaut und betriebenAbkürzungen: DB = Datenbank(system) ,
DBMS = Datenbankmanagementsystem
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 26
Aufbau DBMS
Anwendungs-programme
Daten-manipulations-
sprache
Daten-beschreibungs-
sprache
DBMS
Datenbasis
Dienst-Programme
Systemaufrufe
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 27
Relationale Datenbankmanagementsysteme(RDBMS)
Relationale Datenbankmanagementsysteme (RDBMS) derzeit meistverbreitete Typ von DBMSFundamentales Konzept: Tabelle (oder „Relation“)
Ältere Typen von DBMS („Auslaufmodelle“):Hierarchische DBMSNetzwerk-DBMS
Neuere Typen von DBMS:Objektorientierte DBMS Objektrelationale DBMS
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 28
Weitere Datenbankmanagementsysteme
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 29
Tabellen (Relationen)
• Relationale DBMS speichern Daten in Tabellen (Relationen)
• Tabellen: intuitiv verständliche, einfach interpretierbare Art der Repräsentation von Informationen
• Die Zeilen der Tabelle (auch Datensätze genannt) repräsentieren gleichartige Informationseinheiten
• Datensätze sind gegliedert in Felder (Merkmale oder Attribute)
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 30
Tabellen (Relationen)
• Die Spalten der Tabelle enthalten gleichartige Felder der Datensätze. Sie sind mit den Namen der Felder überschrieben
• In den Spalten stehen Datenwerte von gleichartigem Datentyp mit vordefiniertem Wertebereich (engl. domain)
• Abfrage und Einrichtung - SQL (Structured Query Language)Standardisierte Sprache, in der sich Abfragen und andere Datenbankoperationen formulieren lassen.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 31
Tabellen
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 32
Felder
• besitzen einen Felddatentyp, die wichtigsten sind:ZahlText mit/ohne festgelegte MaximallängeDatum/Uhrzeit
• besitzen einen Wertebereich (engl.: domain), z.B. Gültige Matrikelnr die Menge der Kürzel BGB, StGB, VOL etc.
• Ein Feld kann indiziert sein, d.h. die Datenbank besitzt für das Feld einen Index = ein (sortiertes) Verzeichnis der Datenwerte und der zugeordneten Datensätze
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 33
Primärschlüssel
Primärschlüssel = Feld oder Kombination von Feldern, deren Werte einen Datensatz eindeutig identifizieren
Beispiele für Primärschlüssel:Die Matrikelnr der Tabelle StudierendeDie Kombination Landeskennzahl, Ortskennzahl,
Rufnummer für eine Tabelle TelefonanschlussPrimärschlüssel muss minimal sein„künstliche“ Primärschlüssel
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 34
Tabelle: Zusammenfassung
Tabelle = Menge von Datensätzen, die in Felder gegliedert sind, mit folgenden Eigenschaften:
• eindeutige Tabellenname• Innerhalb Tabelle jeder Feldnamen eindeutig • Die Reihenfolge der Spalten ist bedeutungslos• Die Reihenfolge der Datensätze ist bedeutungslos• Primärschlüssel identifiziert die Datensätze
eindeutig• Unbegrenzte Anzahl der Spalten und der Zeilen
einer Tabelle
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 35
Zentrale Probleme beim Datenbankentwurf
• Elementare Werte• Redundanz• Datenintegrität/ -konsistenz• Synchronisation
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 36
Elementare Werte Datenfelder sollen nur elementare Werte enthalten!Problem: ? Lösung: ?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 37
Elementare Werte - S Datenfelder sollen nur elementare Werte enthalten!Problem: Suchen, SortierenLösung: Nachname und Vorname in unterschiedlichen
Feldern speichern
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 38
Redundanz
Redundanzen vermeidenwenn (manche) Datensätze und/oder
Datenfelder, die in verschiedenen Tabellen benötigt werden, auch mehrfach gespeichert sind
Genauer:Redundanz bedeutet, dass Daten ohne
Informationsverlust weggelassen werden könnten.
Beispiel: in der vorigen Tabelle ?!
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 39
Vermeidung von Redundanz
Problem: ?Lösung: ?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 40
Vermeidung von Redundanz - S
Problem: SpeicherplatzbedarfLösung: Mehrfachspeicherungen auflösen, Tabellen
verknüpfen (Beispiel folgt...)
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 41
Datenintegrität/ -konsistenz
Datenintegrität und -konsistenz bedeutet, dass alle (mehrfach) gespeicherten Daten an allen Stellen den richtigen Inhalt haben müssen
Problem: ?Lösung: ?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 42
Datenintegrität/ -konsistenz - S
Datenintegrität und -konsistenz bedeutet, daß alle (mehrfach) gespeicherten Daten an allen Stellen den richtigen Inhalt haben müssen
Problem: bei mehrfach gespeicherten Daten führt eine Änderung an nur einer Stelle zu uneinheitlichen oder gar falschen Informationen
Lösung: Mehrfachspeicherungen auflösen,Tabellen verknüpfen
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 43
Synchronisation
Auf Synchronisation muss geachtet werden wenn Datenvon mehreren Personen gleichzeitig genutzt werdensollen
Problem: gleichzeitige Änderungen
Lösung: Zusammenfassung in einer Datenbank und Einrichtung einer Mehrbenutzerumgebung.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 44
Datenbankentwurf: Schlechte Beispiele
Die Speicherung von Kunden und Bestellungen soll modelliert werden:
Problem: ?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 45
Datenbankentwurf: Schlechte Beispiele - S
Die Speicherung von Kunden und Bestellungen soll modelliert werden:
Problem:mehrere Bestellnummern in einem Datenfeldschlecht für z.B. Such- oder Sortieroperationen
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 46
Datenbankentwurf: Schlechte Beispiele
Aufgelöste Mehrfachwerte in einzelne Felder:
Problem: ?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 47
Datenbankentwurf: Schlechte Beispiele - S
Aufgelöste Mehrfachwerte in einzelne Felder:
Problem: nur feste Anzahl Bestellungen (vier Spalten) möglich
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 48
Datenbankentwurf: Schlechte Beispiele
Die mehreren Spalten für Bestellungen sind durchDuplizierung der Datensätze aufgelöst
Zwei weitere Probleme: ?
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 49
Datenbankentwurf: Schlechte Beispiele - S
Die mehreren Spalten für Bestellungen sind durchDuplizierung der Datensätze aufgelöst
Zwei weitere Problem:Redundanz und Inkonsistenzgefahr (Kunden-Code und Firma)
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 50
Datenbankentwurf: Gute Beispiele
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 51
Datenbankentwurf: Gute Beispiele
• Jetzt liegt keine Redundanz mehr vor, da die Tabellen KUNDEN und BESTELLUNGEN mit Hilfe des Schlüsselfeldes Kunden-Code verknüpft sind.
• In der Tabelle BESTELLUNGEN können beliebig viele Bestellungen zu einem Kunde gespeichert werden, die mit zusätzlichen Informationen versehen sind.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 52
Aufbau von Datenbanken
• Datenanalyse• Entitäten-Beziehungsmodell• Relationales Modell• Datendefinition• Strukturelle Integritätsbedingungen
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 53
Datenbankaufbau: vier Schritte
1. Datenanalyse: Erfassung der zum Aufbau der Datenbank erforderlichen Sachverhalte in der Sprache der künftigen Anwender
2. Entitäten-Beziehungsmodell: Entwurf einer graphischenRepräsentation der darzustellenden Objekte („Entitäten“) und ihrer Beziehungen
3. Umsetzung des Entitäten-Beziehungsmodells durch Definition von geeigneten Tabellen=> Datendefinition
4. Füllen der Datenbank mit aktuellen Inhalten
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 54
Aufbau von Datenbanken
Semantisches Modell (ERM)
Logisches ModellHierarchisch Netzwerk relational objektorientiert
Datenbankdefinition
Physische Datenorganisation und Implementierung
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 55
Datenanalyse: Beispiel
• Mitarbeiter sind Abteilungen unterstellt, wobei keine mehrfachen Zuordnungen vorkommen.
• Jedem Projekt wird zentral eine eindeutige Projektnummer zugeteilt.
• Mitarbeiter können gleichzeitig mehreren Projekten zugehören, wobei die jeweiligen Prozentanteile erfasst werden.
• Jede Abteilung hat genau einen Abteilungsleiter aus dem Kreis der Mitarbeiter
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 56
Entitäten-Beziehungsmodell(englisch: entity relationship model – ERM)
• Entität: Wohlunterscheidbares Objekt der realen Welt oder unserer Vorstellung. Beispiele für Entitäten: Individuen, Gegenstände, Begriffe, Ereignisse. Entitäten gleichen Typs bilden sog. Entitätsmengen und besitzen zusätzlich bestimmte Merkmale. Entitäten besitzen eindeutigen Identifikationsschlüssel.
• Beziehung:stellt eine Verbindung zwischen Entitäten dar. Beziehungen gleichen Typs bilden Beziehungsmengen und können zusätzlich bestimmte Merkmale tragen.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 57
Grafische Darstellung
Abteilung
ProjektMitarbeiter
Unterstellung
Zugehörigkeit
Beziehungsmengen
Entitätsmengen
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 58
Beispiel Entität / Entitätsmenge
Entität: Mitarbeiter Meier, wohnhaft in der Lindenstraße in Liestal
Entitätsmenge: Menge aller Mitarbeiter mit Merkmalen Name, Straße und Ort
Identifikationsschlüssel: Mitarbeiternummer als künstlicher Schlüssel
Mitarbeiter
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 59
Beispiel Beziehung / Beziehungsmenge
Beziehung: Mitarbeiter Meier arbeitet zu 70% im Projekt P17
Beziehungsmenge: Menge aller Mitarbeiter-Projekt-Zugehörigkeiten mit dem Merkmal Mitarbeiternummer
Identifikationsschlüssel: In einem ERM wird für Beziehungsmengen nicht zwingend ein Identifikationsschlüssel angegeben (näheres siehe relationales Modell)
Mitarbeiter ProjektZugehörigkeit
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 60
Beziehungstypen / Kardinalitäten
Abteilung
ProjektMitarbeiter
Unterstellung
Zugehörigkeit
Beziehungstypen:
1 genau ein
m, n ein oder mehrere
c kein oder ein
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 61
Beziehungstypen / Kardinalitäten
1-1-Beziehung Einfach/einfach engl.: one-to-one relationship
1-m-Beziehung Einfach/komplex engl.: one-to-many relationship (analog m-1, many-to-one)
m-m-Beziehung, Komplex/komplex oft auch m-n-Beziehung genannt, engl.: many-to-many relationship
1 1
m 1
m n
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 62
Aufgabe 1:Ergänzen Sie das folgende ER-Modell. Es stellt eine Inventarverwaltung dar. Ordnen Sie die folgenden Attribute den Entitäten zu (Sie dürfen sinnvoll abgekürzte Feldnamen verwenden) und machen Sie die Primärschlüssel kenntlich.
Attribute:Amtsbezeichnung, Garantie-Ende, Inventarnummer, Personalnummer, Name, Preis, Raumnummer, Raumgröße, Vorname
Stellen Sie zwischen den Objekten Beziehungen her. Beachten Sie dabei folgende Gegebenheiten:• Ein Inventarstück befindet sich immer nur in einem Raum, in einem Raum können mehrere Inventarstücke stehen.• Ein Inventarstück kann von mehreren Mitarbeitern benutzt werden, ein Mitarbeiter kann mehrere Inventarstücke benutzen. • Ein Mitarbeiter ist nur einem Raum zugeordnet, in einem Raum können mehrere Mitarbeiter untergebracht sein.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 63
Aufgabe 2:Erstellen Sie für das nachfolgend beschriebene Beispiel einer CD-Sammlung selbst ein Entitäten-Beziehungsmodell. Ergänze Sie ggf. beschreibende Attribute:Jede CD besitzt einen eindeutigen Identifikator, einen Titel, sowie ein ErscheinungsjahrEs gibt Urheber, die durch Namen, Vornamen und ein Heimatland genauer definiert sindCDs haben einen oder mehrere Urheber und umgekehrt. Die Urheberschaft kann durch eine Rolle (z.B. Komponist, Interpret) genauer definiert sein.Jeder CD ist genau ein Verlag zugeordnet, der durch einen Namen und die üblichen Adressangaben genauer definiert ist.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 64
Aufgabe 3:Erstellen Sie für das nachfolgend beschriebene Beispiel ein Entitäten-Beziehungsmodell:Ein Pizzabäcker möchte zur rechnergestützten Abwicklung seiner Geschäftsprozesse eine relationale Datenbank einsetzen. In der Datenbank ist die Bestellung der Kunden abzulegen, wobei der Kunde die zu bestellenden Pizzen anhand eines Pizzakataloges auswählen kann. Für jeden Kunden ist zunächst nur eine Bestellung vorgesehen (geringes Vertrauen in die eigene Kochkunst). Eine Bestellung kann eine oder mehrere Pizzen in unterschiedlicher Bestellmenge enthalten.Zum Zwecke der Materialbeschaffung sollen die Pizzen mit ihren Zutatenzusammensetzungen (d.h. Rezepte) gespeichert in der Datenbank vorliegen. Eine Pizza umfasst in der Regel mehrere Zutaten, die bezüglich ihrer Art und der erforderlichen Einsatzmenge von Pizza zu Pizza gleich, aber auch unterschiedlich sein können.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 65
Aufgabe 4:Erstellen Sie für das nachfolgend beschriebene ein Entitäten-Beziehungsmodell:Eine Universität hat einen Namen, eine Adresse und eine Telefonnummer, sie exmatrikuliert und immatrikuliert Studenten und öffnet und schließt Institute.Die Universität besteht aus mindestens einem Institut, welche wiederum einen Namen besitzen. Institute berufen Dozenten und können diesen wieder entfernen (Pension). Jedes Institut besitzt mindestens einen Dozenten, ein Dozent gehört mindestens zu einem Institut, ein Dozent ist Teil eines Institutes. Neben dem Dozenten gibt es pro Institut genau eine oder (wenn noch nicht berufen) keine „Chairperson“, diese ist natürlich ebenfalls Dozent. Dozenten bieten Kurse an, welche von Studenten wahrgenommen werden. Ein Kurs lässt sich einem Institut zuordnen, er kann aber auch von mehreren Instituten angeboten werden (bspw. Mathematik I). Studenten und Kurse haben Namen und ID-Nummern.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 66
Aufgabe 5Erstellen Sie für das nachfolgend beschriebene Beispiel ein Entitäten-Beziehungsmodell: Der Hotzenplotzer Sportverein „Wilde 13“ möchte die Verwaltung der Sponsorgelder seiner Sportler mit einer Datenbank unterstützen. Hierfür soll zunächst ein Datenmodell erstellt werden. Dazu ist folgender Sachverhalt zu modellieren.Jeder Sportler kann von mehreren Sportartikelherstellern gesponsert werden. Ein Sportartikelhersteller kann eine Vielzahl von Sportlern sponsern. Von jedem Sportler wird die Sportlernummer, der Name und das Geburtsdatum gespeichert. Von jedem Sportartikelhersteller wird die Firma gespeichert. Ein Sportartikelhersteller produziert mindestens einen Sportartikel. Ein Sportartikel wird von genau einem Hersteller produziert.Identifiziert wird ein Sportartikel eindeutig über seine Artikelnummer. Ein Artikel kann von einem Sportler benutzt werden und jeder Sportler benutzt mindestens einen Sportartikel.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 67
Aufgabe 6:Ein Fachbereich einer Universität beabsichtigt die Anmeldungen seiner Grundstudiumsklausuren computergestützt durchzuführen. Für jeden Studenten werden folgende personenbezogenen Informationen benötigt: Name, Vorname, Matrikelnummer, Geburtsdatum. Eine Grundstudiumsveranstaltung wird durch die semesterunabhängige Veranstaltungsnummer, Semesterbezeichnung, Name der Veranstaltung und lehrendem Dozenten beschrieben.
1. Stellen Sie den obigen Sachverhalt in einem ERM dar. Kennzeichnen Sie die Kardinalitäten und beschreiben Sie diese in Aussagesätzen. 2. Erweitern Sie das ERM, indem Sie den folgenden Sachverhalt berücksichtigten: Für jeden Student soll die Note für die belegten Grundstudiumsveranstaltungen abgespeichert werden.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 68
MitarbeiterPersonal-NrNameVorname
RaumRaum-NrRaumgröße
InventarInventar-NrGarantie-Ende
m
1
befindetsich
zugeordnet
n
m 1
m
nutzt
Lösung I - S
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 69
Lösung II - S
1m
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 70
Lösung III - S
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 71
Universität Institut
Kurse
Student
Dozent
berufen
bietet an
hat
besucht
immatri-kuliert
lehrt
1 m 1
mm
1
m
m
m 1
1
m
Ist Chair-person
c
1
Lösung IV -S
exmatri-kuliert
1
m
entlassen
1
m
(m)
(m)
(c)
Uni-Nr(P)
Doz-Nr(P)
Stud-Nr(P)
K-Nr(P)
I-Nr(P)
Datum
Datum
Ö-Dat.S-Datum
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 72
Sportler
SportlerNr
Nachname
Vorname
Geb.Datum
SportartikelherstellerFirmen-Nr
Firma.
Name
Sitz
SportartikelArtikelNr
Bezeichnung
sponsorn
produzieren
benutzenm
cmm
1
m
m
Lösung V - S
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 73
Datendefinition
Umsetzung des Entitäten-Beziehungsmodell in Form von Tabellen:Dies ist der Vorgang des Aufbaus des Relationenmodells, der Datendefinition. Festlegung des sogenannten Datenbankschemas, das die Struktur einer Datenbank beschreibt:
• Namen der Tabellen und ihrer Felder• allgemeine Eigenschaften zu den Tabellen und
Feldern– Wertebereiche– Beziehungen– Integritätsbedingungen
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 74
Definition Primär- & Fremdschlüssel
Ein Feld oder eine Feldkombination in einer Tabelle heißt eindeutig, wenn dadurch jeder Datensatz in der Tabelle eindeutig bestimmt ist
Eine eindeutige Feldkombination heißt minimal, wenn keines der Felder weggelassen werden kann, ohne die Eindeutigkeit aufzugeben
Eindeutige Felder und eindeutige, minimale Feldkombinationen heißen Schlüsselkandidaten
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 75
Definition Primär- & Fremdschlüssel
Einer der Schlüsselkandidaten einer Tabelle hat die Rolle des Primärschlüssels. Ein solcher dient dazu, die Datensätze in der Tabelle eindeutig zu bezeichnen
Die Werte von Primärschlüsseln können auch in weiteren Feldern auftauchen; solche Felder nennt man Fremdschlüssel. Sie werden verwendet, um von einem Datensatz auf einen anderen Datensatz zu verweisen. So können in Tabellen Beziehungen dargestellt werden
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 76
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
Regel 1: Jede Entitätsmenge muss durch eine eigenständige Tabelle dargestellt werden:Die Merkmale der Entitätsmenge werden zu Feldern der Tabelle.Es gibt einen Primärschlüssel, in der Regel ist das der Identifikationsschlüssel der Entitätsmenge
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 77
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
1
m1
c
m mc
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 78
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
mcm
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 79
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
Regel 2: Komplex-komplexe Beziehungsmengen müssen als eigenständige Tabellen definiert werden. Primärschlüssel der Beziehungsmengentabelle ist die Kombination der beiden Fremdschlüssel, ggf. erweitert um weitere Attribute, oder ein anderer Schlüsselkandidat
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 80
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
m1
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 81
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
Regel 3: Einfach-komplexe Beziehungsmengen können ohne eigenständige Beziehungsmengentabelle definiert werden. Der Primärschlüssel der Entitätentabelle mit einfacher Assoziation (d.h. mit Beziehungstyp 1 oder c) wird als Fremdschlüssel in die andere Entitätentabelle zusammen mit ggf. weiteren Merkmalen der Beziehungsmenge hinzugefügt.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 82
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
c 1
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 83
Überführung eines Entitätenbeziehungsmodells in Tabellen
Regel 4: Einfach-einfache Beziehungsmengen können ohne eigenständige Beziehungsmengentabelle definiert werden. Normalerweise wird der Primärschlüssel der Entitätentabelle mit Beziehungstyp 1 als Fremdschlüssel in die andere Entitätentabelle zusammen mit ggf. weiteren Merkmalen der Beziehungsmenge hinzugefügt.
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 84
Ergebnis
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 85
Strukturelle Integritätsbedingungen
Eine Datenbank ist integer oder konsistent, falls die zugrundeliegenden Daten fehlerfrei erfasst sind und den gewünschten Informationsgehalt fehlerfrei wiedergeben Es gibt sogenannte strukturelle Integritätsbedingungen, die durch das Datenbanksystem selbst ausgedrückt werden können:Eindeutigkeitsbedingung - Identifikationsschlüssel muss eindeutig seinWertebereichsbedingung - Merkmale einer Tabelle können nur Datenwerte aus bestimmtem Wertebereich annehmenReferenzielle Integrität: - Jeder Wert eines Fremdschlüssels muss als Schlüsselwert in der referenzierten Tabelle existieren
Wirtschafts- undVerwaltungsinformatikProf. Busbach-RichardSS 2012Hochschule Kehl
Seite 86
Referenzielle Integrität - S
Fremdschlüssel dienen dazu, um auf andere Daten-sätze zu verweisen.Die Werte der Fremdschlüssel dienen dabei als Verweise, auch „Referenzen“ genannt.Ein Verweis auf einen Datensatz wird hergestellt, in-dem dessen Primärschlüsselwert in das Fremd-schlüsselfeld eingetragen wird.Diese Verweise sollen sinn voller weise nicht ins Leere zeigen, d.h. jeder Wert eines Fremdschlüssels sollte als Primärschlüsselwert in der referenzierten Tabelle (d.h. der Tabelle, auf die verwiesen wird) vorkommen.Diese Eigenschaft nennt man Referenzielle Integrität.