| Title: | Konzeptueller Entwurf in der klassischen Datenmodellierung - Entity-Relationship Modell | ||
|---|---|---|---|
| Abstract: |
In dieser LU werden die Grundlagen des Entity-Relationship Modells erläutert. Neben einer Beschreibung der Komponenten Entität, Attribut und Beziehung werden ebenso Konnektivität und Kardinalität definiert. Abschließend wird noch auf Generalisierung und Aggregation eingegangen. Zusätzlich zu den graphischen Darstellung im ER-Digramm werden ebenso die entsprechenden UML-Darstellungen präsentiert. |
||
| Status: |
|
Version: | 8.0 |
| History: |
Acronyme, Wordanführungszeichen done. Link auf UML LU done. nur noch Review einarbeiten done. Abb. zu groß done. Rechtschreibung gecheckt. Unbekannte Character ausgebessert. |
||
| Author 1: | Bernhard Tatzmann | E-Mail: | bernhard@isys.uni-klu.ac.at |
|---|---|---|---|
| Author 2: | (empty) | E-Mail: | (empty) |
| Author 3: | (empty) | E-Mail: | (empty) |
| Author 4: | (empty) | E-Mail: | (empty) |
| Author 5: | (empty) | E-Mail: | (empty) |
| Organization: | Universität Klagenfurt - Institut für Informatik-Systeme | ||
Das Entity-Relationship Modell1Einleitung
Entitäten und Attribute
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
Beziehungen
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
2EinleitungDas Entity-Relationship Modell stellt eine Möglichkeit des konzeptuellen Entwurfs darf. Es bietet die Möglichkeit, einen Ausschnitt der realen Welt mit einem Modell abzubilden. Dabei werden Gegenstände als so genannte Entities (im Folgenden Entitäten) modelliert und Beziehungen zwischen ihnen als Relationships (im Folgenden Beziehungen). Entitäten und AttributeEntitäten modellieren Gegenstandstypen oder Gegenstandsmengen der realen Welt. Konkrete Objekte werden dabei als Entitäts-Instanzen bezeichnet. Ein Beispiel für eine Entität wäre z.B. Kunde. Konkrete Instanzen wären in diesem Fall bestimmte Kunden. Jeder Entität können verschiedene Attribute zugeordnet werden, die Eigenschaften der Entitäten darstellen. Graphisch werden Entitäten als Rechtecke dargestellt. Innerhalb des Rechtecks steht der Name der Entität. Attribute werden graphisch als Ovale dargestellt. Der Name steht wieder innerhalb der Form. Die Zuordnung zu den Entitäten erfolgt durch Verbindung mit Linien (siehe Abb. Entität mit Attributen). Auto PC
Auto PDA_Phone
AutoNeben dem klassischen ER471-Diagramm bietet UML472 (siehe Einführung in die Unified Modeling Language) eine weitere Möglichkeit ER471-Modelle darzustellen. Die folgende Abbildung zeigt, wie eine Entität mit Attributen in UML472 dargestellt werden würde. Auto PC
Auto PDA_Phone
BeziehungenAnalog zu den Entitäten, die Gegenstandstypen abbilden, bilden Beziehungen Beziehungstypen ab. Eine Beziehung verbindet mehrere Entitäten miteinander. Die Anzahl der Entitäten, die verbunden werden, wird als Grad der Beziehung bezeichnet. Während Verbindungen zwischen zwei Entitäten binäre Beziehungen und Verbindungen zwischen drei Entitäten als ternäre Beziehungen bezeichnet werden, werden alle weiteren als n-äre Beziehung bezeichnet. Der Name einer Beziehung wird möglichst repräsentativ gewählt. Graphisch wird eine Beziehung in einem Entity-Relationship Diagramm als Raute repräsentiert, deren Name innerhalb der Form platziert wird. Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
Konnektivität und Kardinalität1KonnektivitätAnzahl der Instanzen eines Entitättyps die miteinander verbunden werden. 1:1 Beziehung
Beispiel: verheiratet Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
1:N Beziehung
Beispiel: Mensch hält Haustier Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
N:1 BeziehungUmgekehrtes Pendant zu 1:N Beziehung N:M Beziehung
Beispiel: Student benützt Kaffeeautomat Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
KardinalitätDie Kardinalität definiert eine exakt obere und untere Schranke ((min, max)) für die Anzahl der Beziehungen einer Instanz. Beschränkung der 1:N Beziehung Tutor betreut Student
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
2KonnektivitätNicht zu verwechseln mit der Anzahl der Entitätstypen die eine Beziehung verbindet (Grad der Relation), gibt die Konnektivität an, wie viele Instanzen eines Entitättyps miteinander verbunden werden. 1:1 BeziehungBei einer 1:1 Beziehung wird jeder Instanz e1 aus der Entitätsmenge E1 höchstens eine Instanz aus der Entitätsmenge E2 zugeordnet. Umgekehrt wird auch jeder Instanz aus E2 höchstens eine Instanz aus e1 zugeordnet. Dabei gibt es auch Instanzen, die kein Gegenüber in der anderen Menge besitzen. Ein Beispiel für eine solche Beziehung wäre "verheiratet", da jede Instanz aus der Menge Männer mit höchstens einer Instanz aus der Menge Frauen und ebenso jede Frau mit höchstens einem Mann verheiratet ist. Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
1:N BeziehungSind jeder Instanz aus E1 beliebig viele Instanzen aus E2 zugeordnet und jeder Instanz aus E2 höchstens eine Instanz aus E1, so spricht man von einer 1:N Beziehung. Ein Beispiel für eine derartige Beziehung wäre z.B. die Beziehung "Mensch hält Haustier". Jeder Mensch kann beliebig viele Haustiere halten. Ein Haustier hat aber im Normalfall nur höchstens einen Besitzer. Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
N:1 BeziehungAbgesehen davon, dass E1 und E2 vertauscht sind, gleich wie 1:N Beziehung. N:M BeziehungSowohl für E1, als auch für E2 gilt, dass einer Instanz aus der einen Menge beliebig viele Instanzen aus der anderen Menge zugeordnet werden können. Ein Beispiel hierfür wäre die Beziehung "benützt" zwischen Kaffeeautomat und Studenten. Jeder Kaffeeautomat kann von beliebig vielen Studenten benützt werden und jeder Student kann beliebig viele Kaffeeautomaten benützen. Dabei kann es natürlich auch vorkommen, dass manche Kaffeeautomaten gar nicht benützt werden und manche Studenten keinen Kaffee trinken. Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
KardinalitätIm Abschnitt Funktionalität konnte die Anzahl der Beziehungen einer Instanz nur mit 1 oder N beschränkt werden. Da dies oft nicht ausreichend ist, und auch oftmals eine untere Schranke benötigt wird, verwendet man die Kardinalität. Die Kardinalität definiert eine exakt obere und untere Schranke ((min, max)). So lässt sich z.B. die 1:N Beziehung betreut zwischen den Entitäten Tutor und Student folgendermaßen begrenzen:
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
AutoEine beliebig große Anzahl kann folgendermaßen gekennzeichnet werden:
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
Generalisierung und Aggregation1Generalisierung
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
Aggregation
Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
2GeneralisierungUm im konzeptuellen Entwurf Entitätstypen bzgl. ihrer Eigenschaften strukturieren zu können, wird die Generalisierung verwendet. Man unterscheidet zwischen Ober- und Untertypen. Untertypen stellen eine Spezialisierung der Obertypen dar, indem ein Untertyp alle Eigenschaften des zugehörigen Obertyps erbt und zusätzlich noch weitere Eigenschaften haben kann. So sind z.B. PKW und LKW Untertypen des Obertypus Fahrzeug, mit der zusätzlichen Eigenschaft einer Gewichtsbeschränkung. PKWs und LKWs sind jedoch selbst auch Fahrzeuge und deshalb wird diese Beziehung in einem ER471-Diagramm graphisch als "is-a" Verbindung dargestellt (siehe folgende Abbildung). Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
AggregationDie Aggregation modelliert "ist Teil von" Strukturen. Komplexe Objekttypen können durch Zuordnung mehrerer untergeordneter Entitätstypen konstruiert werden. Die Untergeordneten Typen stellen dabei einen Bestandteil der übergeordneten Typen dar. Als Beispiel sei hier eine Buch in einer Bibliothek (übergeordneter Typ) erwähnt, das ein Lesezeichen und eine Audio-CD (untergeordnete Typen) enthält die den Inhalt des Buches in elektronischer Form bereitstellt. In einem ER471-Diagramm wird die Aggregation durch "Teil-von" - Symbole dargestellt (siehe Abbildung). In UML472 (siehe Abbildung) darf die Aggregation (leere Raute) nicht mit der Komposition (gefüllte Raute) verwechselt werden. Während Typen, die durch eine Aggregation verbunden werden, auch alleine existieren können, stellt die Komposition eine schärfere Variante dar, bei der die einzelnen Teile zu einem bestimmten Zeitpunkt nur einem Ganzen zugeordnet sein dürfen. Auto PC
Auto PDA_Phone
Auto PC
Auto PDA_Phone
Bibliographie2AutoBob97 CH76 KE99 MS04 RC93 HK03 |
| (empty) |