Grundlagen der Datenbankmodellierung

Arten von Beziehungen

• One-to-One: Eine Entität A ist mit genau einer Entität B verknüpft und umgekehrt.
  Beispiel: Ein Fahrzeug ist genau einer Seriennummer zugeordnet.
• One-to-Many: Eine Entität A ist mit beliebig vielen Entitäten in B verknüpft, aber eine Entität in B ist nur mit einer Entität in A verbunden.
  Beispiel: Ein Lehrer betreut mehrere Gruppen mit unterschiedlichen CRNs.
• Many-to-One: Das Gegenteil des vorherigen Falls. Eine Entität in B kann mit beliebig vielen Entitäten in A verknüpft sein, während eine Entität in A nur mit einer Entität in B verbunden ist.
• Many-to-Many: Eine Entität aus einer der beiden Mengen kann mit beliebig vielen Entitäten der anderen Gruppe verknüpft sein.
  Beispiel: Mehrere Studenten gehören zu mehreren Gruppen und jede Gruppe hat mehrere Studenten.

Data Dictionary

Ein Data Dictionary enthält die Bedeutung der einzelnen Daten, die in der Datenbank gespeichert sind, sowie Informationen über deren Struktur. Es dient als Werkzeug zur Unterstützung der Datenbankverwaltung.

Hierarchische Datenbank

Ein hierarchisches Datenbanksystem ist eine Art Datenbankmanagementsystem, das Informationen in einer baumartigen Struktur organisiert. Ein Elternknoten kann mehrere untergeordnete Knoten besitzen.

• Der Knoten ohne Elternknoten wird als Wurzel bezeichnet.
• Knoten ohne Kinder heißen Blätter.
• Eine der wichtigsten Grenzen dieses Modells ist die ineffiziente Darstellung von Datenredundanz.

Entität

Eine Entität ist die Grundlage für die Tabellengestaltung. Es handelt sich um eine Dateneinheit in einer Beziehung mit einer endlichen Menge von Attributen.
Beispiele: Student, Angestellter, Artikel.

Spezialisierung und Generalisierung

• Spezialisierung: Das Ergebnis der Unterteilung von Entitäten hoher Ebene in eine Reihe von Entitäten niedrigerer Ebene.
• Generalisierung: Das Ergebnis der Vereinigung von zwei oder mehr Entitäten niedrigerer Ebene zu einer Entität höherer Ebene.

Normalformen

• Erste Normalform (1NF): Ein Feld darf keine mehreren Werte enthalten. Beispiel: Der Name einer Person sollte in Vorname, Nachname und Geburtsname aufgeteilt werden.
• Zweite Normalform (2NF): Jedes Attribut muss voll funktional vom Primärschlüssel abhängen. Die Tabelle muss zudem die 1NF erfüllen.
• Dritte Normalform (3NF): Alle Nicht-Schlüssel-Attribute dürfen nicht von anderen Nicht-Schlüssel-Attributen abhängen (keine transitiven Abhängigkeiten). Die Tabelle muss zudem die 2NF erfüllen.

MER-Diagramme

Das erweiterte Entity-Relationship-Modell umfasst das klassische ER-Modell und ergänzt es um Konzepte wie Unterklassen, Oberklassen, Spezialisierung und Generalisierung.

Superkey

Ein Superkey ist eine Menge von einem oder mehreren Attributen, die eine Entität in einer Menge eindeutig identifizieren können.
Beispiel: Die customer_id reicht aus, um einen Kunden eindeutig zu identifizieren.

Candidate Key

Ein Kandidat-Schlüssel liegt vor, wenn eine Entität mehr als eine mögliche Kennung besitzt.
Beispiel: Primärschlüssel product_id, Fremdschlüssel ID_vendedor.

Einfache und zusammengesetzte Attribute

• Einfache Attribute: Nicht weiter teilbar, z. B. das Geschlecht.
• Zusammengesetzte Attribute: Bestehen aus weiteren Unterattributen. Beispiel: Geburtsdatum unterteilt in Tag, Monat und Jahr.

Mehrwertige und monovalente Attribute

• Mehrwertige Attribute: Können mehrere Werte für die gleiche Entität haben (z. B. Telefonnummern).
• Monovalente Attribute: Haben nur einen Wert pro Entität (z. B. Geburtsdatum).

Kardinalität

Die Kardinalität beschreibt die maximale Anzahl an Entitäten, die an einer Beziehung beteiligt sein können.

Teilnahmebedingungen

Diese beschreiben, ob die Existenz einer Entität von der Verbindung zu einer anderen Entität abhängt (partielle oder totale Teilnahme).

Transaktion

Eine Reihe von Befehlen, die eine unteilbare oder atomare Funktionseinheit bilden.
Beispiel: Übertragung einer Geldsumme zwischen Bankkonten.