Relationenmodell (RM)

Relationenmodell (RM) Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Ziele • Relationenmodell • Transformation E-R-Modell in Relationenmodell Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Grundbegriffe des relationalen Modells • Schemadarstellung • Formal : R (A1, A2, .. An) • Bsp: Ausrüstung (Ritter, Pferd, Rüstung) Datenbank: Raubritter Relation: Ausrüstung Attribut A Relations-schema R (Intension) Ritter Pferd Rüstung Kunibert Windwurf Schattenrüstung Siegbert Seabiscuit Plattenharnisch Tupel t Extension Don Quichote Rosinante Doppelbrust Lars Herold Reiterrüstung Wert Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Eigenschaften von Relationen • Alle Tupel einer Relation haben denselben Aufbau • Jedes Tupel enthält eine feste Anzahl von benannten Attributen • Attributwerte sind atomar • Jedes Tupel ist einmalig (keine Duplikate) • Reihenfolge der Tupel einer Relation ist ohne Bedeutung Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schlüssel (1) • Keine zwei Tupel besitzen gleiche Wertekombination für alle ihre Attribute • Eindeutigkeitseinschränkung: Teilmenge von Attributen (SK)  Superschlüssel t1[SK]  t2[SK] • Relationenschema kann mehr als einen Schlüssel umfassen (Schlüsselkandidat) • Kein Schlüsselattribut darf Nullwert annehmen Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schlüssel (2) • Schlüssel/ Primärschlüssel minimaler Superschlüssel, kein Attribut entfernbar, ohne Eindeutigkeit zu verletzen • Primärschlüssel • identifizieren Tupel in Relation eindeutig • ist beliebig wählbarer Schlüsselkandidat • Fremdschlüssel ist Primärschlüssel einer anderen Relation (referenzielle Integrität) • Tupel ta einer Relation RA, auf die sich ein Tupel tb einer anderen Relation RB bezieht muß existieren Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Transformation E-R-M in RM Schritt 1: Entitätstypen • Jeder Entitätstyp des E-R-M wird in ein Relationsschema umgewandelt • Attribute des Entitätstyps  Attribute des Relationsschemas • Schlüssel des Entitätstyps  Primärschlüssel des Relationsschemas • Abbilden zusammengesetzter Attribute durch einfache Komponentenattribute Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 2: Schwache Entitäten • Attribute der schwachen Entität werden um den Schlüssel der „starken“ Entität erweitert. • Primärschlüssel  Schlüssel der „starken“ Entität und partieller Schlüssel der „schwachen“ Entität Preis Bestell-Nr. Anzahl Datum besteht aus 1 N Bestellung Einzelposten Artikel Bestellung Einzelposten Bestell-Nr. ... ... Datum ... ... Bestell-Nr. ... ... Artikel ... ... Anzahl ... ... Preis ... ... Fremdschlüssel Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 3: Zweistellige Beziehungen (1:1) • Es entsteht kein zusätzliches Relationsschema für den Beziehungstyp • Eine der an der Beziehung beteiligten Relationen wird um den Fremdschlüssel der Anderen erweitert. • Es ist besser jene Entität mit totaler Teilnahme um den Fremdschlüssel zu erweitern. Autor Gutachter gehört zu 1 1 Gutachten Diplomarbeit Gutachten (Gutachter, Autor) FOREIGN KEY (Autor) REFERENCES Diplomarbeit (Autor) Autor NOT NULL UNIQUE (Autor) Diplomarbeit (Autor) Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 4: Zweistellige Beziehungen (1:N) • Relationschema auf Seiten der N-Kardinalität wird um den Schlüssel auf Seite der 1-Kardinalität erweitert V-Ort Titel V-Name veröffent- licht 1 N Verlag Zeitschrift Jahr Verlag (V-Name, V-Ort) Zeitschrift (Titel, Jahr, V-Name) FOREIGN KEY (V-Name) REFERENCES Verlag(V-Name) V-Name NOT NULL Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 5: Zweistellige Beziehungen (M:N) • Es wird ein neues Relationsschema für den Beziehungstyp (N:M) erzeugt. • Fremdschlüssel  Kombination der Primärschlüssel der teilnehmenden Entitäten Jahr Name Titel Vorname Zusammenfassung veröffent- licht M N Autor Artikel Autor (Name,Vorname) Artikel (Titel, Zusammenfassung) Veröffentlicht (Titel,Name,Vorname, Jahr) FOREIGN KEY (Name,Vorname) REFERENCES Autor FOREIGN KEY (Titel) REFERENCES Artikel Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 6: Mehrwertige Attribute • Mehrwertige Attribut führen zu einem zusätzlichen Relationschema • Schlüssel der ursprünglichen Relation bildet zusammen mit dem mehrwertigen Attribut den Schlüssel für das zusätzliche Relationenschema Name Ang.-Nr. Qualifikation Angestellter Angestellter (Ang.-Nr., Name) Qualifikation (Ang.-Nr., Qualifikation) FOREIGN KEY (Ang.-Nr.) REFERENCES Angestellter Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 7: Spezialisierung • Mehrere Alternativen möglich! • Übernehmen des Schlüsselattributs der Superklasse auf alle beteiligten Subklassen Person Geb.-Datum PA.-Nr. Name Bankverbindung Kunde Autor Veröffentlichung Person (PA.-Nr., Name, Geb.-Datum) Autor (PA.-Nr., Veröffentlichung) FOREIGN KEY (PA.-Nr.) REFERENCES Person Kunde (PA.-Nr., Bankverbindung) FOREIGN KEY (PA.-Nr.) REFERENCES Person Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Beispiel (1) revisited • ... • Flüsse besitzen einen Namen und haben eine bestimmte Länge. Seen und Meere sind jeweils durch Namen und Flächen charakterisiert • Flüsse münden in Flüsse, Seen oder Meere • Ein Meer kann in ein anderes Meer übergehen • ... Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 7: Dreistellige Beziehungen (1) • Für jeden n-ären Beziehungstyp wird ein neues Relationenschema erzeugt. • Primärschlüssel aller beteiligten Entitäten werden als Fremschlüsselattribute einbezogen • Primärschlüssel  Kombination der Fremdschlüssel aller beteiligten Entitäten • Ausnahme wenn Kardinalitätseinschränkung einer der beteiligten Entitäten 1 ist. Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 7: Dreistellige Beziehungen (1:1:1) Id bearbeitet 1 1 Techniker Projekt Geldgeber Name Id Format 1 Bericht Id Techniker (Id, Name) Projekt (Id, Geldgeber) Bericht (Id, Format) Variante: bearbeitet (ProjektId, BerichtId, TechnikerId) FOREIGN KEY (ProjektId) REFERENCES Projekt(Id) FOREIGN KEY (BerichtId) REFERENCES Bericht(Id) FOREIGN KEY (TechnikerId) REFERENCES Techniker(Id) UNIQUE (ProjektId,TechnikerId), UNIQUE (BerichtId, TechnikerId) TechnikerId NOT NULL Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 7: Dreistellige Beziehungen (1:N:M) Id bearbeitet 1 N Chef Projekt Geldgeber Name Id Id M Techniker (Id, Zertifikat) Chef (Id, Name) Projekt (Id, Geldgeber) Techniker Zertifikat bearbeitet (TechnikerId, ProjektId, ChefId) FOREIGN KEYs für alle ChefId NOT NULL Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Schritt 7: Dreistellige Beziehungen (M:N:P) Id verwendet P M Mitarbeiter Projekt Geldgeber Name Id Id N Qualifikation Mitarbeiter (Id, Name) Projekt (Id, Geldgeber) Qualifikation (Id) verwendet (MitarbeiterId, ProjektId, QualifikationId) FOREIGN KEY fuer alle Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

Beispiel (8) SozialVersicherungsNr. (SVN) Einwohnerzahl Name Name Vorname beherbergt 1 N Reich Person 1 Ehefrau Pferd regiert König Plattner Ritter 1 P N Ort kauft Haltbarkeit Zweck Name Rüstung M Datum Stoßlast Lehr- und Forschungseinheit Datenbanken und Informationssysteme

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