Rainer Krning Entity Relationship Modelling n Zur Datendefinition

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling n Zur Datendefinition beim Datenbankentwurf n n von P. P. -S. Chen entwickelt Modellierung der Objekte der realen Welt mit ihren Eigenschaften und Beziehungen Datenstruktur und deren Bedeutung wird repräsentiert Wird im Analyseprozess eingesetzt ERM ist ein datenorientierter Ansatz n Datenstrukturen sind langlebiger als die Funktionen, das System ist zukunftssicherer n Datenstrukturen direkt nach den Erfordernissen der Realität zu entwickeln, unabhängig von den Funktionen der Vergangenheit Methoden …m_erm. ppt Folie: 1 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling n ERM ist auch unter mehreren Namen mit gleicher bzw. leicht unterschiedlicher Bedeutung bekannt n Information Modelling (IM), n Datenstrukturanalyse (DSA) und n Semantische Modellierung von Datenstrukturen. n Enge Verbindungen zum Relationenmodell, Grundlage für das physische Datenbankdesign. n Beschreibung von n Objekten (Entities) n deren Eigenschaften (Attribute), n sowie ihren Beziehungen (Relationships) Methoden …m_erm. ppt Folie: 2 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Begriffe n Entities und Entity-Typen n Ein Entity ist ein existierendes, eindeutig identifizierbares Objekt, über das Informationen gespeichert werden müssen n Bei ähnlichen Objekten handelt es sich um unterschiedliche Exemplare (Ausprägungen, Instanzen) des gleichen Entity-Typs l (z. B. Haus, Person, Stadt, Buch, Projekt, Abteilung, Mitarbeiter, Strategie, Zeitplan) n Alle Entities eines Entity-Typs haben die gleiche Art (nicht Ausprägung) von Eigenschaften Methoden …m_erm. ppt Folie: 3 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Begriffe n Beziehungen und Beziehungs-Typen n Eine Beziehung ist eine inhaltliche Verbindung zwischen Entities l Peter Müller besitzt den weißen Porsche mit Kennzeichen M-. . l Petra Meier besitzt den roten Golf mit Kennzeichen S-. . n Zwischen den Entity-Typen "Person" und "Auto" läßt sich ein Beziehungs-Typ "besitzt" definieren l (1 Person besitzt kein, ein oder mehrere Autos / jedes Auto hat genau einen Besitzer). Methoden …m_erm. ppt Folie: 4 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Begriffe n Beziehungen (relationships) sind Verknüpfungen zwischen zwei oder mehreren Entities n Verknüpfte Entities müssen nicht zu verschiedenen Entity-Typen gehören l Mitarbeiter "betreut" Mitarbeiter n Zwischen zwei Entity-Typen können mehrere Beziehungs-Typen existieren l zwischen den Entity-Typen Mitarbeiter und Abteilung die Beziehungs-Typen "arbeitet in“ und "leitet" Methoden …m_erm. ppt Folie: 5 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Begriffe n Attribute, Werte und Wertebereiche n Attribute sind die beschreibende Eigenschaften (Merkmale) von Entity-Typen bzw. Beziehungs-Typen n Dem Attribut ist ein bestimmter Wertebereich von zulässigen Werten zugeordnet n Es gibt l identifizierende Attribute (Identifikatoren, Primärschlüssel), l referenzierende Attribute (Fremdschlüssel) und l charakterisierende (lokale) Attribute n Attribute müssen nicht zwingend lesbar sein l Farbe, Foto, Video, Geräusch, Fingerabdruck, Geruch, oder Geschmack können wichtige Eigenschaften darstellen Methoden …m_erm. ppt Folie: 6 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Grafische Notation n Die grundlegende Notation für Entity Relationship Diagramme orientiert sich an der Chen-Notation n Entity-Typen: Rechteck n Beziehungs-Typen: Methoden …m_erm. ppt Folie: 7 Raute 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Grafische Notation n Beispiel nach Ward & Mellor Methoden …m_erm. ppt Folie: 8 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Grafische Notation n Erläuterung zum Beispiel n "Startet auf" beschreibt die Beziehung zwischen vielen verschiedenen individuellen Flugzeugen und Pisten n Zwischen zwei Entities können mehrere Relationen existieren l "startet auf" und "landet auf" n Ein Entity kann mit mehreren anderen Entities in Beziehung stehen l "Flugzeug" mit "Pilot", "Passagier" und "Piste“ n Durch eine einzige Relation können 3 oder mehr Entities verbunden sein l "fliegt mit" verbindet "Pilot", "Passsagier" und "Flugzeug“ n Andererseits kann eine Relation auch nur Verbindungen zu einem einzigen Entity-Typ haben l "Piste" "kreuzt" Piste“ n Entity-Typen repräsentieren nicht immer materielle Objekte l mündlich mitgeteilter "Flugplan" Methoden …m_erm. ppt Folie: 9 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Grafische Notation n Assoziierte Entity-Typen Methoden …m_erm. ppt Folie: 10 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Grafische Notation n Assoziierte Entity-Typen n Ein spezieller Landeanflug verknüpft ein ganz spezielles Flugzeug mit einer ganz speziellen Piste (kennzeichnend für eine Relation) n Zusätzlich speichern von Informationen l Datum, Uhrzeit, Windrichtung, Windgeschwindigkeit, . . . n Verknüpfung mit anderen Entity-Typen l "Pilot" n Name gilt sowohl für die Entity als auch für die Relation n Der Pfeil signalisiert: der assozierte Entity-Typ ist von den anderen Entity-Typen abhängig Methoden …m_erm. ppt Folie: 11 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship ¤Grafische Notation n Generalisierung und Spezialisierung mit Super- und Subtypen n Entity-Typ und zugehörige Unterkategorien n Supertyp wird durch Attribute beschrieben, welche auch auf alle Subtypen zutreffen n Subtypen haben unterschiedliche Attribute Methoden …m_erm. ppt Folie: 12 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Grafische Notation n Attributdarstellung n Attribute (Eigenschaften) eines Entity-Typs können im Diagramm durch Ovale dargestellt werden, die mit dem Entity-Typ durch eine Linie verbunden werden Methoden …m_erm. ppt Folie: 13 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Komplexitätsgrad / Kardinalität n Komplexitätsgrad (Kardinalität einer Beziehung) gibt an, wieviele Exemplare eines Entity-Typs mit einem Exemplar des anderen Entity-Typs in Beziehung stehen bzw. in wieviel Beziehungen ein Entity mindestens und höchstens vorkommen kann Chen Krähenfuß Pfeil min-max Methoden …m_erm. ppt Folie: 14 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Optionalität (Muß- oder Kann-Beziehung) n Festlegung, ob Muß- oder Kannbeziehung vorliegt Chen Krähenfuß Pfeil min-max Methoden …m_erm. ppt Folie: 15 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Ermittlung der relevanten Entity-Typen n Ermittlung der relevanten Beziehungstypen n Beschreiben der Entity-Typen durch Festlegung ihrer Attribute n Beseitigung der Redundanz zwischen verschiedenen Entity-Typen n Beseitigung der Redundanz innerhalb von Entity-Typen Methoden …m_erm. ppt Folie: 16 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Ermittlung der relevanten Entity-Typen n Mögliche Entities l Objekte (Firma, Artikel, Auto, Flugzeug, . . . ) l Personen (Lieferant, Kunde, Mitarbeiter, . . . ) l Ereignisse (Bestellung, Lieferung, Vertrag, Rechnung, Bilanz, Anfrage, Reklamation, . . . ) l Grundsätze (Zahlungsbedingungen, Rechtsvorschriften, . . . ) n Entity muß eindeutig identifizierbar sein l Entity-Typ „Kunde" wäre z. B. unterscheidbar anhand Kundennummer, Name oder Kontonummer n Entity muß für die Funktionalität des Systems erforderlich sein n Für die ermittelten Entities ist der Primärschlüssel mit seiner Bedeutung und seinem Wertebereich festzulegen Methoden …m_erm. ppt Folie: 17 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Ermittlung der relevanten Beziehungstypen n Erforderliche Beziehungstypen ergänzen n Verwendung assoziierter Entity-Typen um Beziehungs-Typen mit Attributen zu beschreiben n Kardinalität n Definition und Optionalität des Beziehungs-Typs klären der Fremdschlüssel n Festlegung der Fremdschlüsselregeln (zur Wahrung der Beziehungsintegrität) Methoden …m_erm. ppt Folie: 18 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Restriktives DELETE Solange noch ein Fremdschlüsselwert existiert, der dem zu löschenden Primärschlüsselwert entspricht, wird die Löschoperation nicht durchgeführt n Kaskadiertes DELETE (Weitergabe der Löschung) Alle Entities deren Fremdschlüsselwerte dem zu löschende Primärschlüsselwert entsprechen, werden ebenfalls gelöscht n Akzeptierendes DELETE Alle Fremdschlüsselwerte, die dem zu ändernden Primärschlüsselwert entsprechen, werden auf null" gesetzt n Nutzerdefiniertes DELETE Falls keine der 3 Standardregeln die betriebliche Welt korrekt beschreibt, so muß eine anwendungsspezifische Integritätsregel formuliert werden n UPDATE-Regeln gelten analog Methoden …m_erm. ppt Folie: 19 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Beschreiben der Entity-Typen durch Festlegung ihrer Attribute n Definition der (charakterisierenden) Attribute und Vergabe von sprechenden Namen n Abgrenzung Attribut / Entity-Typ l Abhängig vom Blickwinkel können Attribute zu Entity-Typen werden und umgekehrt. Hilfreiche Vorstellung : Im Inneren eines Entity-Typen sind viele interne Beziehungen; entscheidend ist jedoch, ob sie für die Außenwelt überhaupt relevant sind. Methoden …m_erm. ppt Folie: 20 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Beseitigung der Redundanz zwischen verschiedenen Entity-Typen n Generalisierung, Spezialisierung l Die gleiche Person kann innerhalb eines Datenmodells verschiedene Rollen einnehmen l Angestellter, Lieferant, Kunde, Arzt, Patient, Geschädigter, Schadensverursacher. Damit beispielsweise die Anschrift nach einer Anschriftenänderung konsistent bleibt, ist einem Generalisierung und Spezialisierung von Entity-Typen erforderlich l Für das eigene Unternehmen ist der Entity-Typ MITARBEITER eine natürliche Person, mit Name, Anschrift, Geburtsdatum, . . . Beim Entity-Typ GESCHÄFTSPARTNER hingegen interessiert in der Regel nur die juristische Person. Ob eine Generalisierung von MITARBEITER und GESCHÄFTSPARTNER zu PERSON sinnvoll ist, richtet sich nach dem konkreten Fall. Methoden …m_erm. ppt Folie: 21 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Beseitigung der Redundanz innerhalb von Entity-Typen Methoden …m_erm. ppt Folie: 22 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Normalisierung (1. Normalform) Ein Entity-Typ befindet sich in der 1. Normalform, wenn jedes Attribut einer Entität höchstens einen Wert besitzt, d. h. es gibt keine Attribute mit Mehrfachwerten / keine Wiederholgruppen ? l Attribute mit Mehrfachwerten herauslösen Methoden …m_erm. ppt Folie: 23 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Normalisierung (2. Normalform) Ein Entity-Typ befindet sich in der 2. Normalform, wenn die 1. Normalform vorliegt und jedes Attribut direkt abhängig ist vom gesamten Primärschlüssel, d. h. es dürfen keine funktionalen Abhängigkeiten der Nichtschlüsselattribute von Schlüsselteilen existieren l Teilschlüsselabhängigkeit beseitigen Methoden …m_erm. ppt Folie: 24 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Normalisierung (3. Normalform) Ein Entity-Typ befindet sich in der 3. Normalform, wenn die 2. Normalform vorliegt und jedes Attribut direkt abhängig ist vom gesamten Primärschlüssel, d. h. es dürfen keine funktionalen Abhängigkeiten der Nichtschlüsselattribute untereinander existieren Methoden …m_erm. ppt Folie: 25 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Vorgehensweise n Ergebnis der Normalisierung Methoden …m_erm. ppt Folie: 26 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Eignung des ER-Modells n Einsatzschwerpunkte n Analysephase l Ermittlung der relevanten Datenobjekte und ihrer Bedeutung l Formulierung von Geschäftsregeln, welche sich in den Beziehungen zwischen den Datenobjekten ausdrücken l Festlegung der strategischen Spanne des SW-Systems l was wird es können l was wird es aufgrund der zugrundeliegenden Daten nie können n Systeme zur Aktualisierung und Darstellung von Daten n Transformierbarkeit in Relationenmodell / Grundlage für Datenbankentwurf n Entwicklung Methoden von Unternehmensdatenmodellen mit ERM …m_erm. ppt Folie: 27 10. 08. 1999

Rainer Kröning Entity Relationship Modelling ¤Eignung des ER-Modells n Integration von ERM in Structured Analysis (SA) n Im Zuge der Erweiterungen der Structured Analysis (SA, SA/RT) durch Mc. Menamin & Palmer, Ward & Mellor, Hatley&Pirbhai und Yourdan wurde ERM in SA integriert n Analyse der Lebenszyklen der modellierten Entity-Typen gibt Aufschluß über wichtige Geschäftsvorfälle Methoden …m_erm. ppt Folie: 28 10. 08. 1999