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FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Bottom-Up-Analyse Formale Datenmodelle ( D a t e n b a n k ) Reale betriebliche Datenstrukturen spezielle.

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1 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Bottom-Up-Analyse Formale Datenmodelle ( D a t e n b a n k ) Reale betriebliche Datenstrukturen spezielle Nutzersichten formale Ebene (deskriptive Regeln) Normalisierung methodische Ebene (Qualitätsverbesserung der Datenmodelle der semantischen Ebene) Physisches Datenmodell Datenbasis eines betrieblichen Informationssystems z. B. Hierarchisches DM, Netzwerk-DM, Relationales DM Damit ist auf physischer Ebene die Modellierung einer DB möglich !

2 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Top-Down-Analyse Bottom-Up-Analyse Semantische DatenmodelleFormale Datenmodelle Gesamtsicht ( D a t e n b a n k ) Reale betriebliche Datenstrukturen spezielle Nutzersichten formale Ebene (deskriptive Regeln) Semantische Ebene (reales Datenmodell für einen Anwendungsfall) Normalisierung - Klassifizierung - Generalisierung/Spezialisierung - Aggregation methodische Ebene (Qualitätsverbesserung der Datenmodelle der semantischen Ebene) Konzeptuelles Datenmodell Physisches Datenmodell Datenbasis eines betrieblichen Informationssystems z. B. Entity-Relationship-Modell (ERM) z. B. Hierarchisches DM, Netzwerk-DM, Relationales DM

3 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Formalziele der Datenmodellierung 1.Redundanzfreiheit (möglichst nur einmalige Speicherung eines Datums im betrieblichen Informationssystem). 2.Integrität (innere Widerspruchsfreiheit (auch Konsistenz) der Datenbasis). 3.Integrationsfähigkeit der Daten. 4.Datenunabhängigkeit (Datenzugriff unabhängig von der Implementierung und physischen Datenstruktur). Die Präsentation der in der Datenbank gespeicherten Daten ist eine Aufgabe der relationalen Algebra.

4 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Anforderungen an Datenmodelle 1.Eignung, die Realität in Objekten und ihren Beziehungen zueinander abzubilden. 2.Erfassung der syntaktischen und semantischen Informationen über die Objekte und Beziehungen. 3.Ermöglichung einer Einzelobjektidentifikation und Mengenzugehörigkeit. 4.Formalisierbarkeit der Beschreibungsregeln des Modells.

5 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Grundmerkmale allgemeingültiger Datenmodelle 1.Struktur (structure): Modell muss Objekte, Attribute und Beziehungen darstellen können. 2.Bearbeitung (manipulation): Objekte und Attribute müssen änderbar (update), neuaufnehmbar (insert) und löschbar (delete) sein. 3.Integrität (integrity): Abhängigkeiten zwischen Objekten, Beziehungen und Attributen sowie Bedingungen für den Wertebereich (Domäne) der Attribute müssen darstellbar und überprüfbar sein.

6 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Das relationale Datenmodell Die Tabelle (Relation) - Grundlage des relationalen Datenmodells Damit ist das Modell strukturell beschrieben, es folgt aber noch eine inhaltliche Ergänzung Schreibweise als Relation: ARTIKEL(ART_NR,Bezeichnung,ME,Stückpreis,Lager) Spalte = Attribut Tabellenkopf = Relationenschema Zeile = Tupel Primärer Schlüssel ( primary key ) kann auch ein Verbund mehrerer Spalten sein Tabelle "ARTIKEL" Tabellenname = Relationenname ( Wertevorrat einer Spalte = Domäne ) Relation

7 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Das relationale Datenmodell Die Tabelle (Relation) - Grundlage des relationalen Datenmodells Charakteristische Relationeneigenschaften nach Codd sind: 1. Keine zwei Tupel einer Relation sind identisch, d. h. es existieren keine identischen Zeilen innerhalb einer Tabelle. 2. Die Reihenfolge der Tupel einer Relation ist ohne Belang, d. h. die Sortierfolge der Zeilen einer Tabelle ist ohne Bedeutung. 3. Die Reihenfolge der Attribute einer Relation ist ohne Belang, d. h. die Spalten einer Tabelle werden mit Namen und nicht mit ihrer Position bezeichnet. 4. Jeder Attributswert in der Relation ist elementar. Wertemengen innerhalb einer Spalte der Tabelle sind folglich nicht zulässig (siehe 1.NF).

8 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Das relationale Datenmodell Das relationale Datenmodell (RDM) einer Datenbank entsteht durch die semantische Verknüpfung von n Relationen (Tabellen), z. B. Das Modell einer relationalen Datenbank (RDB) LVNRDozNRRaum A A C 045 Relation Lehrveranstaltung DozNRName Wolf 101Schaf 102Katze Relation Dozent Blau = primary key (Primärschlüssel) Rot = foreign key (Fremdschlüssel) Die Abhängigkeit eines Fremdschlüssels von einem Primär- schlüssel wird als referentielle Integrität bezeichnet. Z. B. ist die Relation Lehrveranstaltung referentiell abhängig von der Relation Dozent.

9 FHTW Berlin Datenbanken Prof. Dr. Zschockelt Grundlegende Integritätsbedingungen des relationalen Datenmodells Jede Relation muss einen (primären) Schlüssel besitzen, der einmalig innerhalb der Relation und nicht leer (not Null) ist primary key. Jedes Objekt (Tupel) in einer Relation, das existentiell ab- hängig ist von einem Objekt in einer anderen Relation, muss auch in der Relation enthalten sein, welche die Menge der Objekte beinhaltet, auf die sich die Abhängigkeit bezieht (referentielle Integrität). Diese Beziehung wird über den foreign key geprüft. Beispiel:Eine Lehrveranstaltung kann vom Dozenten mit DozNr=102 nur gehalten werden, wenn ein Dozent mit DozNr=102 auch in der Relation DOZENT existiert.


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