Beziehungen erkennen und einrichten für relationale Datenbanken

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

1 Anwendungsbereich und Grundlagen
1.1 Beschreibung Fallbeispiel
1.2 Grundlagen Beziehungen in relationalen Datenbanken
1.3 Beziehungen im Fallbeispiel

2 Beziehungen im semantischen Modell (ERM)

3 Beziehungen im logischen Modell (Relationales Datenmodell)
3.1 Erstellung der Relationen aus den Entitäten
3.2 Erstellung der Relationen aus Beziehungstypen
3.3 Umsetzung der Beziehungen
3.4 Vereinfachung der Beziehungen

4 Beziehungen in SQL

Zusammenfassung

Literaturquellen

Einleitung

Wir leben in einem Zeitalter, das unglaublich reich an Informationen ist. Um mit dieser Informationsflut umzugehen sind in Unternehmen und anderen Organisationen Datenbanken nicht mehr wegzudenken. Die Erstellung und Erhaltung von Datenbanken ist eine Millionen-Industrie mit Lösungen wie Microsoft ACCESS und Oracle.^[1] In diesem Beleg geht es um das Thema Beziehungen in relationalen Datenbanken. Die Problemstellung lautet: Was sind Beziehungen und wie werden sie in relationalen Datenbanken eingerichtet?

Dabei gehen wir entlang des Arbeitsprozesses wie er im Studienbrief DAO101^[2] sowie in der Literatur^[3] beschrieben ist: Zunächst lernen wir im Kapitel 1 (Anwendungsbereich) das Fallbeispiel kennen, anhand dessen die Sachverhalte erklärt werden sollen. Außerdem erfahren wir, was Beziehungen in relationalen Datenbanken sind und welche Konstellationen es gibt.

Im Kapitel 2 (semantisches Modell) visualisieren wir unser Fallbeispiel mittels ERM und lernen, wie Beziehungen in diesem Modell verdeutlicht werden.

Im Kapitel 3 (logisches Modell) überführen wir das ERM in ein relationales Datenmodell. Besonders interessant ist hier, wie die sog. Relationen miteinander verknüpft werden – wie die Beziehungen hier umgesetzt werden.

Abschließend, in Kapitel 4 (physische Datenorganisation), überführen wir das relationale Datenmodell ansatzweise mittels SQL in eine physische Datenbank.

Grundkenntnisse zum Thema Datenbanken werden vorausgesetzt, da eine genaue Erörterung den Rahmen dieses Belegs sprengen würde. Daher werden Begriffe, wie Relationen, und Modelle, wie das Entity-Relationship-Modell, nicht weiter erläutert, außer wenn es das Thema Beziehungen in relationalen Datenbanken betrifft.

1 Anwendungsbereich und Grundlagen

In diesem Kapitel stellen wir unser Fallbeispiel kurz vor und untersuchen, was Beziehungen im relationalen Datenmodell sind und welche möglichen Konstellationen sie annehmen können.

1.1 Beschreibung Fallbeispiel

Als Demonstrationsbeispiel für diesen Beleg wollen wir eine Bewerberdatenbank für ein fiktives Unternehmen mittlerer Größe erstellen. Folgende Daten sollen grundsätzlich erfasst werden:

-Informationen zum Bewerber (Name, Adresse, Schulabschluss)
-Informationen dazu, welcher Recruiter für welchen Bewerber zuständig ist
-Informationen über die Stelle (Bezeichnung, Datum der Öffnung)
-Informationen darüber, zu welchem Geschäftsbereich die Stelle gehört

Diese Daten werden wir in den folgenden Kapiteln modellieren und in eine fiktive Datenbank überführen, doch zunächst die Grundlagen zum Thema Beziehungen in relationalen Datenbanken.

1.2 Grundlagen Beziehungen in relationalen Datenbanken

Die verschiedenen Entitäten (z.B. Bewerber) mit ihren Attributen (z.B. Name, Adresse) existieren nicht separat, sondern stehen in bestimmten Verhältnissen zueinander. Zu einem Datensatz einer Relation gehört immer eine bestimmte Anzahl an Datensätzen einer anderen Relation. So bewerben sich mehrere Bewerber zum Beispiel auf eine Stelle Dies wird Assoziation genannt^[4]. Nun gehören immer zwei Assoziationen zusammen – eine Assoziation und ihre Gegenassoziation, z.B. Stelle – Bewerber sowie Bewerber – Stelle. Diese Kombination von zwei Assoziationen ist eine Beziehung.^[5]

Jetzt betrachten wir die minimalen und maximalen Beteiligungen an Beziehungen. In der einfachsten Form gibt es in relationalen Datenbanken folgende drei Beziehungen:^[6]

-1:1-Beziehung: jeder Entität einer Menge ist genau eine Entität einer anderen Menge zugeordnet und umgekehrt
-1:n-Beziehung: jeder Entität der einen Menge können keine, eine oder mehrere Entitäten der anderen Menge zugeordnet werden, umgekehrt aber nur genau eine Entität
-m:n-Beziehung: hier können in beide Richtungen jeder Entität einer Menge keine, eine oder mehrere Entitäten einer anderen Menge zugeordnet werden

Möchte man exakter arbeiten, so kann der Fall „keine oder genau eine“ separat betrachtet werden. Hier nutzt man den Buchstaben „c“ zur Kennzeichnung. In m/n ist die 0 („keine“) nicht mehr enthalten.^[7]

Damit kann man vier verschiedene Assoziationen feststellen. Ist zum Beispiel der Besitz eines eigenen Autos für die Stelle erforderlich und soll dies in der Datenbank erfasst werden, so gibt es folgende Assoziationen:^[8]

-Assoziation 1: ein Bewerber hat genau ein Auto
-Assoziation c: ein Bewerber hat kein oder ein Auto
-Assoziation m: ein Bewerber hat mindestens ein Auto
-Assoziation mc: ein Bewerber hat beliebig viele (auch keine) Autos

Diese Assoziationen können zu 16 Beziehungen kombiniert werden. Die markierten Beziehungen sind aber spiegelbildlich und damit identisch, sodass es nur 10 einzigartige Beziehungen gibt (siehe graue Umrahmung):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Mögliche Beziehungs-Konstellationen, eigene Abbildung^[9]

Diese exaktere Unterscheidung ist zum Beispiel wichtig, wenn man Vererbungen realisieren und eine sehr komplexe Datenbank mit vielen Sub- und Supertypen (z.B. Person > Bewerber) erstellen möchte.^[10] Für unser Fallbeispiel ist die zuerst genannte, einfache Unterscheidung ausreichend. Sie wird im Folgenden verwendet.

1.3 Beziehungen im Fallbeispiel

In unserem Fallbeispiel können wir folgende Beziehungen feststellen:

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

2 Beziehungen im semantischen Modell (ERM)

Nun wollen wir unser Fallbeispiel inhaltlich erfassen und in ein semantisches Modell bringen. Hier hat sich das sogenannte Entity-Relationship-Modell durchgesetzt. Von diesem gibt es unterschiedliche Ausprägungen - manche sind einfacher (z.B. das ERM nach Chen) und andere komplexer, aber exakter (z.B. das Precised ERM mit sog. Krähenfuß-Notation).^[11] Da wir in unserem Fallbeispiel die c-Beziehungen nicht separat betrachten, verwenden wir im Folgenden das klassische ERM nach Chen.^[12]

Unser Fallbeispiel sieht als ERM wie folgt aus:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: ERM des Fallbeispiels, eigene Abbildung

Die Beziehungen zwischen den Entitäten (Rechtecke) werden als Rauten dargestellt. Die Attribute sind Ellipsen.

Die Art der Beziehung wird mittels der uns bekannten Notation (1, m, n) vermerkt. Dabei ist auf die Richtung zu achten. Zum Beispiel bezieht sich die 1 zwischen Recruiter und Bewerber auf das „ ein Bewerber ist genau einem Recruiter zugeordnet“, während sich das m auf das „ ein Recruiter ist mehreren Bewerber zugeordnet“ bezieht.

[...]

^[1] vgl. DAO101, S. 11

^[2] vgl. DAO101, S. 117

^[3] vgl. DAO101, S. 3 und Hermann 2018, S. 8

^[4] vgl. Steiner 2017, S. 16

^[5] vgl. Steiner 2017, S. 17

^[6] vgl. Hermann 2018, S. 15

^[7] vgl. Steiner 2017, S. 16

^[8] vgl. Steiner 2017, S. 16

^[9] vgl. Steiner 2017, S. 17

^[10] vgl. Schicker 2014, S. 80

^[11] vgl. Hermann 2018, S. 11

^[12] vgl. Hermann 2018, S. 15ff.