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Bauinformatik II Softwareanwendungen 1 5. Semester 4. Vorlesung Assoziations- Relationen, Teil I Prof. Dr.-Ing. R. J. Scherer Nürnberger Str. 31a 2. OG,

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2 Bauinformatik II Softwareanwendungen 1 5. Semester 4. Vorlesung Assoziations- Relationen, Teil I Prof. Dr.-Ing. R. J. Scherer Nürnberger Str. 31a 2. OG, Raum 204 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Relationale Datenbanken für Bauingenieurprobleme

3 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 2 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung definieren die Dinge der Welt Die Relation formt eine Einheit, die uns ermöglicht, Dinge erkennen zu lassen, z.B. ist es ein Kommunikationsmittel oder eine Kommunikationsform Arbeiter Name Beruf Baumaschinen Name Typ Leistung Alter Kommunika- Name Form Leistung tionsformen Bau- materialien Name Kommunika- tionsmittel Name Typ Leistung Relationen 1 Audio Video Fax Telefon Brief Techn.Zeichn. Sprache Schrift Grafik Mimik Gestik

4 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 3 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Relationen 2 Jetzt gibt es noch eine zweite Stufe von Relationen, welche die Relationen zwischen den Entitäten, die Beziehungen zwischen den Dingen der Welt darstellen. Bau- maschinen Kommu- nikations- mittel Kommu- nikations- formen Arbeiter Bau- material bedient verarbeitet beeinflussen einsetzen benötigen

5 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 4 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Relationen 2 Sie prägte den Begriff Entity-Relationship Model = ER Model Die Relationen werden nicht explizit durch semantische Zeiger, sondern über Attribute, die in beiden Entititäten in identischer Form vorkommen, umgesetzt. Arbeiter Arb-Nr Name Baumaschine Masch.-Nr. Name Arb-Nr(Fahrer) Arb.Nr Fahrer Die Entitäten können so eindeutig verknüpft werden, die Relation selber ist nicht eindeutig festgelegt. Obige Relationen könnte sowohl besitzt, als auch bedient bedeuten.

6 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 5 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Einsatz Eine Datenbank erlaubt uns Dinge zu verwalten (Datenverwaltung, Personalverwaltung, Buchführung) als auch Dinge und Zusammenhänge zu erkennen (Data-Mining, Information-Mining) und vor allem Vorhersagen zu machen und voraus zu schauen ( = Planen!) (Risikomanagement) Datenbanken sind nicht nur für Betriebe und Verwaltungen nützlich, sondern auch für jeden Einzelnen, um seine persönliche Arbeit zu organisieren für die er keine fertige Datenbank zur Verfügung gestellt bekommt, sondern die er selbst ad hoc kreieren muss, die alt bekannte Tabelle(n!). Nun aber mit dem Mehrwert der Verknüpfung.

7 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 6 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Relationen 2 sind Assoziation Eine Assoziation legt fest, wie viele Tupel (= Datensätze = Relationen 1) einer Tabelle 2 zu einem Tupel einer anderen Tabelle 1 gehören. Müller Lehmann Berger Altmann Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Jens Arbeitskräfte (Tabelle 1) Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau- - jahr nung ANr Kipper KF BR 7 LKW RX-20 LKW L Baufahrzeuge (Tabelle 2) Kardinalität = 2

8 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 7 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Relationen 2: Assoziationstyp Wir unterscheiden zwischen 4 Assoziationstypen: 1 einfache Assoziation genau 1 Tupel (1) c konditionelle Assoziation kein oder genau 1 Tupel (0/1) m multiple Assoziation mindestens 1 Tupel ( 1) mc beliebig viele Tupel ( 0) multipel-konditionelle Assoziation Assoziationstyp Anzahl Tupel der Tabelle 2

9 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 8 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Grafische Darstellung des Assoziationstyps Entitätenblockdiagramm Tabelle 1 (T1) Tabelle 2 (T2) Assoziationstype T2 zu T1 Assoziationstyp T1 zu T2 1 c ArbeitskräfteBaufahrzeuge Beispiel: Müller Lehmann Berger Altmann Andreas Jens Paul Peter... ANr Name Vorname... Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-365 FNr Bezeichng. Typ Baujahr ANr

10 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 9 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung 4 Assoziationstypen Aus den die klassifiziert werden in: R2 /R1 1 c m mc c-1 m-1 mc-1 c 1-c c-c m-c mc-c m 1-m c-m m-m mc-m mc 1-mc c-mc m-mc mc-mc 1.hierarchische Beziehungen 3.netzwerkförmige Beziehung. 2.konditionelle Beziehungen Da die Matrix symmetrisch ist, ergeben sich 10 verschiedene Relationstypen. Zusätzlich gibt es noch rekursive Beziehungen, die in einen der 16 Relationstypen umgewandelt werden können. ergeben sich 16 Relationstypen:

11 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 10 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Die Relationstypen bestimmen Abhängigkeit zwischen den Tabellen Komplexität der Grundfunktionen (Datenbanksoftware) Komplexität einer Transaktion (Zusatzprogramme) Daher beschränkt man sich im voraus auf einige wenige einfache Relationstypen. Dies ist möglich, da sich die konditionellen netzwerkförmigen in hierarchische Relationstypen umwandeln lassen. Im ER-Modell sind nur hierarchische Relationen erlaubt: 1 – 1 1 – c 1 – m 1- mc

12 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 11 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Hier geht es weiter

13 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 12 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Attribute Es gibt 3 Arten von Attributen (min:max-Anzahl von Attributen) Identifikationsschlüssel (1 : n) Fremdschlüssel (0 : n) Weitere beschreibende (0 : n) Teile des Fremdschlüssels können Teile oder den gesamten ID-Schlüssel bilden Schreibweise: Entitätsname (Id-Schlüssel, Fremdschlüssel, Attribut i,..) Beispiel: T1 =Baustelle, T2=Arbeiter, T3=Baumaschinen, T4= Einsatzort F-T2 F-T3 F-T4 A T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z) Zur Kennzeichnung werden die ID- Attribute unterstrichen T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z) Attribute im ID, die nicht doppelt vorkommen dürfen werden 2-fach unterstrichen, etc. T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z) ID sollte auf F-T4 begrenzt wer- den=> Info-Verlust bei F-T2,F-T3 T1 (F-T4, F-T2, F-T3, x y, z)

14 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 13 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung ID-Schlüssel 1. Eindeutigkeit: Der Schlüssel muß eindeutig sein. Es darf kein Wert doppelt vorkommen, falls der Schlüssel aus 1 Attribut besteht. keine Wertekombination doppelt vorkommen, falls der Schlüssel aus n Attributen besteht. 2. Redundanz : Es darf keine Redundanz bestehen. Der ID-Schlüssel darf nur aus so vielen Attributen bestehen, dass nur einmal einmalige Kombinationen möglich sind. Daraus ergibt sich, dass Attribute oder Attribut-Kombinationen, die keine doppelten Werte aufweisen dürfen, nicht einfach dem ID-Schlüssel zuge- schlagen werden können. Ihre Einmaligkeit ist durch andere Maßnahmen zu sichern. Der ID-Schlüssel soll die Identität eines Tupels eindeutig bestimmen.

15 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 14 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung Fremdschlüssel Der Fremdschlüssel ist ein Zeiger und daher die Kopie des Id-Schlüssels der Tabelle auf den der Zeiger verweist. Für den Fremdschlüssel gelten dieselben Kriterien wie für den Id-Schlüssel.

16 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 15 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung 1-1 Relation Kurzschreibweise: 1 1 Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Müller Lehmann Berger Altmann Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- FNr name Meyer 5 Jens Arbeitskräfte Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 BR 7 FNr Bezeich- Typ Bau- - LKW jahr nung RX-20 LKW Baufahrzeuge ANr Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname, FNr) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr) Vereinfachung: Beide Tabellen können zu einer Tabelle zusammengefasst werden. Nachteil: Baufahrzeuge würde zu einer Eigenschaft des Arbeiters werden.

17 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 16 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung 1-c Relation 1 c Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr) Müller Lehmann Berger Altmann Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Jens Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau- - jahr nung ANr oder auch: VORSICHT Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (ANr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Arbeitskräfte Baufahrzeuge Müller Lehmann Berger Altmann leer 1 3 ANr Name FNr 5 Meyer leer Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname, FNr) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) ist nicht erlaubt, da Nullwerte entstehen.

18 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 17 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung 1-m Relation 1 m Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr) Müller Lehmann Berger Altmann Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Jens Arbeitskräfte Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau- - jahr nung ANr Kipper KF BR 7 LKW RX-20 LKW L Baufahrzeuge Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen

19 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 18 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung 1-mc Relation 1 mc Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr) Müller Lehmann Berger Altmann Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Jens Arbeitskräfte Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau- - jahr nung ANr Kipper KF BR 7 LKW RX-20 LKW L Baufahrzeuge Jede Arbeitskraft kann 0,1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen

20 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 19 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung c-c Relation c c Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Arbeitskräfte Müller Lehmann Berger Altmann Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Jens 2 1 FNr 3 Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung ANr BR 7 LKW RX-20 LKW c-c Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN Umwandlung (Transformation) von (c-c) in 2 (1-c) bedingt Einführung einer Entität Baufahr- zeugfahrer 1 c c 1 neue Entität: Baufahrzeugfahrer ANr 2 1 FNr 3 Jede Arbeitskraft kann kein oder 1 Baufahrzeug bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden. Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufharzeugfahrer ( ANr, FNr)

21 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 20 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung c-m Relation Arbeitskräfte Baufahrzeuge Müller Lehmann Berger Andy Jens Paul ANr Name Vor- name Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau- - jahr nung ANr 3 1 Kipper KF BR 7 LKW RX-20 LKW L FNr 1 1 ANr Baufahrzeugfahrer Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) Jede Arbeitskraft kann ein oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden. c-m Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in (1-m) und (1-c) bedingt Einführung einer Entität c m Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 m c 1

22 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 21 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung c-mc Relation Arbeitskräfte Baufahrzeuge Müller Lehmann Berger Andy Jens Paul ANr Name Vor- name Altmann 2 Peter Meyer 2 Jens 2 Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau- - jahr nung ANr 1 2 Kipper KF BR 7 LKW RX-20 LKW 1999 L FNr 1 1 ANr Baufahrzeugfahrer Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) c-mc Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in (1-mc) und (1-c) bedingt Einführung einer Entität c mc Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 mc c 1 Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden.

23 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 22 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung m-m Relation Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) m-m Relation erzwingt Redundanzen VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in (1-m) und (1-m) bedingt Einführung einer Entität m m Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 m m 1 Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedient werden. Baufahrzeugfahrer ANr 2 3 FNr Arbeitskräfte Müller Lehmann Berger Andy Jens Paul ANr Name Vor- name Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper AK R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau- - jahr nung ANr 3 1 Kran AK BR 7 LKW AK-90 Kran Bagger 1997 R

24 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 23 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung m-mc Relation Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) m-mc Relation erzwingt Redundanzen VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in (1-m) und (1-mc) erfordert Einführung einer Entität m mc Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 mc m 1 Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden. Baufahrzeugfahrer ANr 2 3 FNr Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper AK-90 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ nung Bau- - jahr Arbeitskräfte ANr Name Vor- name Müller Lehmann Berger Andy Jens Paul Altmann 4Peter 2 1 leer ANr Kran 1AK Bagger 2R

25 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Folie-Nr.: 24 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung mc-mc Relation Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) mc-mc Relation erzwingt Redundanzen VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in 2 (1-mc) bedingt Einführung einer Entität mc Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 mc 1 Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden. Baufahrzeugfahrer ANr 2 1 FNr Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper AK-90 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ nung Bau- - jahr Arbeitskräfte ANr Name Vor- name Müller Lehmann Berger Andy Jens Paul Altmann 4Peter 2 1 leer ANr Kran 1AK Bagger 2R Bagger 2R


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