Bauinformatik II Softwareanwendungen 1

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1 Bauinformatik II Softwareanwendungen 1
Relationale Datenbanken für Bauingenieurprobleme 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

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Relationen 1 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 Audio Video Fax Telefon Brief Techn.Zeichn. Sprache Schrift Grafik Mimik Gestik Kommunika- Name Form Leistung tionsformen Bau- materialien Name Kommunika- tionsmittel Name Typ Leistung Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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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. Arbeiter Bau- maschinen bedient beeinflussen verarbeitet einsetzen verarbeitet Kommu- nikations- formen Bau- material Kommu- nikations- mittel benötigen Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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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. Baumaschine Masch.-Nr. Name Arb-Nr(Fahrer) Arbeiter Arb-Nr Name 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. Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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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. Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

6 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. Kran Bagger Kipper 1 2 3 AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung ANr 4 6 2000 KF-37 7 1999 BR 7 LKW 5 RX-20 L-186 Baufahrzeuge (Tabelle 2) Kardinalität = 2 Müller Lehmann Berger Altmann 1 2 3 4 Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Arbeitskräfte (Tabelle 1) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

7 Relationen 2: Assoziationstyp
Wir unterscheiden zwischen 4 Assoziationstypen: Assoziationstyp Anzahl Tupel der Tabelle 2 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 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

8 Grafische Darstellung des Assoziationstyps
Entitätenblockdiagramm Assoziationstype T2 zu T1 Assoziationstyp T1 zu T2 Tabelle 1 (T1) Tabelle 2 (T2) Arbeitskräfte Baufahrzeuge Beispiel: Müller Lehmann Berger Altmann . . . 1 2 3 4 ... Andreas Jens Paul Peter ANr Name Vorname Kran Bagger Kipper AK-570 1995 1997 1996 R 124 KF-365 FNr Bezeichng. Typ Baujahr 1 c Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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4 Assoziationstypen Aus den ergeben sich 16 Relationstypen: die klassifiziert werden in: R2/R1 c m mc c m mc-1 c c c-c m-c mc-c m m c-m m-m mc-m mc mc c-mc m-mc mc-mc  1.hierarchische Beziehungen  2.konditionelle Beziehungen  3.netzwerkförmige Beziehung. 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. Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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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 – – c – m mc Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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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, . .) 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. 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) Beispiel: T1=Baustelle, T2=Arbeiter, T3=Baumaschinen, T4= Einsatzort 3 ... 1 2 F-T2 F-T3 F-T4 A-1 5 4 Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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ID-Schlüssel Der ID-Schlüssel soll die Identität eines Tupels eindeutig bestimmen. 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. Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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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. Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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1-1 Relation Müller Lehmann Berger Altmann 1 2 3 4 5 Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- FNr name Meyer Arbeitskräfte Kran Bagger Kipper 1 2 3 4 AK-90 1995 1997 1996 1999 R 124 KF-36 BR 7 FNr Bezeich- Typ Bau-- LKW jahr nung 5 RX-20 Baufahrzeuge 1 2 3 4 5 ANr 1 Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Kurzschreibweise: 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. Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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Arbeitskräfte Baufahrzeuge 1-c Relation Müller Lehmann Berger Altmann 1 2 3 4 Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Kran Bagger Kipper 1 2 3 AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung ANr 4 1 c Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr) oder auch: VORSICHT Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (ANr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Müller Lehmann Berger Altmann 1 2 3 4 leer ANr Name FNr 5 Meyer Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname, FNr) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) ist nicht erlaubt, da Nullwerte entstehen. Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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1-m Relation Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen Müller Lehmann Berger Altmann 1 2 3 4 Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Arbeitskräfte Kran Bagger Kipper 1 2 3 AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung ANr 4 6 2000 KF-37 7 1999 BR 7 LKW 5 RX-20 L-186 Baufahrzeuge 1 m Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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1-mc Relation Jede Arbeitskraft kann 0,1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen Müller Lehmann Berger Altmann 1 2 3 4 Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer Arbeitskräfte Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper 1 2 3 AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung ANr 5 6 2000 KF-37 7 4 1999 BR 7 LKW RX-20 L-186 1 mc Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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c-c Relation Jede Arbeitskraft kann kein oder 1 Baufahrzeug bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden. Arbeitskräfte Müller Lehmann Berger Altmann 1 2 3 4 Andy Jens Paul Peter ANr Name Vor- name 5 Meyer FNr Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 Bezeich- Typ Bau-- jahr nung 1999 BR 7 LKW RX-20 c Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 c neue Entität: Baufahrzeugfahrer 1 3 4 ANr 2 FNr c-c Relation erzwingt Nullwerte  VERBOTEN Umwandlung (Transformation) von (c-c) in 2 (1-c) bedingt Einführung einer Entität Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufharzeugfahrer ( ANr, FNr) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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c-m Relation Jede Arbeitskraft kann ein oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden. Arbeitskräfte Baufahrzeuge Müller Lehmann Berger 1 2 3 Andy Jens Paul ANr Name Vor- name Kran Bagger Kipper AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung 6 2000 KF-37 7 4 1999 BR 7 LKW 5 RX-20 L-186 c m Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 m c 2 6 4 FNr 1 ANr 7 3 Baufahrzeugfahrer c-m Relation erzwingt Nullwerte  VERBOTEN Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) Umwandlung (Transformation) in (1-m) und (1-c) bedingt Einführung einer Entität Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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c-mc Relation Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden. Arbeitskräfte Baufahrzeuge Müller Lehmann Berger 1 2 3 Andy Jens Paul ANr Name Vor- name Altmann Peter Meyer Kran Bagger Kipper AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung 6 2000 KF-37 7 4 1999 BR 7 LKW 5 RX-20 L-186 c mc Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 mc c 1 6 2 FNr ANr 3 5 Baufahrzeugfahrer c-mc Relation erzwingt Nullwerte  VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in (1-mc) und (1-c) bedingt Einführung einer Entität Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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m-m Relation Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedient werden. Arbeitskräfte Müller Lehmann Berger 1 2 3 Andy Jens Paul ANr Name Vor- name Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper AK-90 1995 1997 1996 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ Bau-- jahr nung 6 4 1999 BR 7 LKW m Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge Baufahr- zeugfahrer 1 m Baufahrzeugfahrer 1 ANr 2 3 FNr 4 m-m Relation erzwingt Redundanzen  VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in (1-m) und (1-m) bedingt Einführung einer Entität Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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m-mc Relation Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden. Arbeitskräfte ANr Name Vor- name Müller Lehmann Berger 1 2 3 Andy Jens Paul Altmann 4 Peter Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper 1 2 3 AK-90 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ nung 1995 1997 1996 Bau-- jahr Arbeits- kräfte m mc Bau- fahrzeuge 2 1 leer ANr 1 1 mc m Baufahr- zeugfahrer Kran 1 AK-90 1995 Baufahrzeugfahrer 1 2 ANr 3 FNr Bagger 2 R 124 1997 m-mc Relation erzwingt Redundanzen  VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in (1-m) und (1-mc) erfordert Einführung einer Entität Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung

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mc-mc Relation Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen. Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden. Baufahrzeuge Kran Bagger Kipper 1 2 3 AK-90 R 124 KF-36 FNr Bezeich- Typ nung 1995 1997 1996 Bau-- jahr Arbeitskräfte ANr Name Vor- name Müller Lehmann Berger Andy Jens Paul Altmann 4 Peter mc Arbeits- kräfte Bau- fahrzeuge 2 1 leer ANr Baufahr- zeugfahrer 1 mc Kran 1 AK-90 1995 Baufahrzeugfahrer 1 2 ANr FNr 4 Bagger 2 R 124 1997 Bagger 2 R 124 1997 4 mc-mc Relation erzwingt Redundanzen  VERBOTEN Umwandlung (Transformation) in 2 (1-mc) bedingt Einführung einer Entität Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname) Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr) Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr) Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2. Vorlesung