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Karczewski Datenbanken I 1

2. Semantische Datenmodellierung

Datenmodell: System von Konzepten zur Beschreibung relevanter Daten

Datenbankmodell: System von Konzepten zur Beschreibung von Datenbanksystemen (hierarchisches, Netzwerk-, relationales, objektorientiertes Modell)

Datenmodellierung: Erstellung von Datenbankschemata, deren Syntax und Semantik durch das zugrunde liegende Datenbankmodell festgelegt sind


Prinzipielle Vorgehensweise beim Datenbankentwurf

Ausschnitt aus der Realwelt

(Miniwelt)

DatenbankschemaDatenmodellierung

Parallel zum Datenmodellierung erfolgt der Funktionsentwurf -> Veranstaltung Softwaretechnik


Datenbank-Entwurfsprozess (1)

• Planung

• Analyse

• Design

• Implementierung


Datenbank-Entwurfsprozess (2)

Vgl. Bild 2-2

Tafelbild


• erweitertes Entitity-Relationship-Modell (eERM)

• Klassendiagramm der Unified Modelling Language (UML)

• Darstellung von Äquivalenzen

• Transformation vom eERM zum UML-Klassendiagramm

Grundlagen der Datenmodellierung


Unser Beispiel

Ein erstes Beispiel: Produktdaten einer Keramischen Werkstatt

Bezeichnung: Teekanne

Glasur: graublau

Dekor: Wichtel

Preis: 59,00

...


Unser Beispiel

• Weitere Informationen:

• Bestellungen• Dekore auf Produkten (z. B. Teekannen)• Glasuren• Rohstoffe• Märkte• Geschäftspartner wie• Kunden• Händler• Spediteure• Veranstalter


Kunde

erweitertes Entity-Relationship-Modell

Objekttyp (Entity Typ):

• Entity ist ein Objekt der realen Welt

• Entity-Typ ist Repräsentant aller Objekte gleichen Typs

• Entity-Typ wird durch ein Rechteck dargestellt

• Rechteck enthält Namen des Entity-Typs im Singular


8bestellt oder

8: bestellt


Beziehungstyp (Relationship Typ):

• Relationship beschreibt, wie Entitäten untereinander assoziiert sind

• Relationship Typ ist Repräsentant aller Beziehungen gleichen Typs

• Relationship Typ wird durch eine Raute dargestellt

• Raute enthält Namen des Relationship Type



Attribut: Kunde Nachname

Adresse

Strasse

Stadt

PLZ

• Attribute beschreiben Eigenschaften von Entity- oder Relationship-Typen

• Attribut wird durch abgerundetes Rechteck dargestellt

• Komplexe Attribute können durch Auflistung ihrer elementaren Datentypen in Ovalen dargestellt werden

• Attribute werden mitunter nur textuell dargestellt Bsp: Kunde (Nachname, Adresse)



Dekor Produkt5

5: ist versehen mit

(0,*) (0,1)

Jedes Produkt wird mit keinem oder einem Dekor versehen.

Zu einem Dekor gibt es (möglicherweise) kein Produkt oder beliebig viele.

Kardinalität

Binärer Beziehungstyp:


Konkrete Beziehungen

Sonnenblume

Wichtel

Kaffeekanne K

Kaffeetasse S

Teetasse S

Teekanne S

Kaffeetasse S

Kaffeetasse K

Fische

• Anzahl der Linien zwischen konkreten Dekors und konkreten Produkten lässt Rückschlüsse auf Kardinalität ziehen

• Kardinalität gibt mögliche (auch zukünftige) Mengen an konkreten Beziehungen an

. . .

. . .

Dessertteller


Produkt

4

(0,*)(0,*)

Produktgruppe

Teilprodukt


Rekursiver binärer Beziehungstyp:

4: besteht aus

• Produkt besteht aus keinen oder mehreren Teilprodukten• Produkt gehört zu keiner oder mehreren Produktgruppen• Teilprodukt und Produktgruppe sind Rollen, in denen Produkte vorkommen können


Markt

8

(0,*)

Kunde

(0,*)

Produkt

(0,*)


ternärer Beziehungstyp:

8: bestellt

„Kunden bestellen Produkte auf Märkten“

Merkmal: Beziehung tritt zwischen Entitäten dreier Entity-Typen gleich-zeitig auf


Verschiedene Schreibweisen der Kardinalitäten und ihre Interpretation

Vergleich eERM und UML-Klassendiagramms. Tafel



Geschäftspartner

Händler Spediteur

D

VeranstalterKunde

Andere Darstellungsweisen:

Geschäftspartner

Händler

ist

Händler

Geschäftspartner

. . . . . .


Generalisierung/Spezialisierung:


O

Totale Spezialisierung:

Jede Instanz des Supertyps entspricht mindestens einem Subtyp (Doppelstrich).

Partielle Spezialisierung:

Nicht jede Ausprägung des Supertyps wird notwendigerweise spezialisiert (einfacher Strich).

Überlappende Spezialisierung:

Eine Instanz eines Supertyps kann zu mehreren Subtypen gehören, die Spezialisierung ist überlappend / overlapping (O im Dreieck).

Disjunkte Spezialisierung:

Eine Instanz eines Supertyps kann zu maximal einem Subtyp gehören (D im Dreieck).

D

O

D



Different Inheritance structures

• disjoint and complete

• disjoint and incomplete

• overlapping and complete

• overlapping and incomplete


Instrument

WindInstrument PercussionInstrument

Disjoint and Complete

WindInstrument

PercussionInstrument

There are no instruments which areneither Wind- nor PercussionInstrument.

There are no instruments which aresimultaneously Wind- and Percussion-Instrument

{disjoint, complete}

abstract class


Instrument

WindInstrument PercussionInstrument

Disjoint and Incomplete

WindInstrument

PercussionInstrument

There are some instruments which areneither Wind- nor PercussionInstrument.

There are no instruments which aresimultaneously Wind- and Percussion-Instrument

{disjoint, incomplete}

Normal (not abstract) class


WindInstrument KeyboardInstrument

Overlapping and Complete


There are no instruments which areneither Wind- nor KeyboardInstrument.

There are some instruments which aresimultaneously Wind- and Keyboard-Instrument.

{overlapping, complete}

abstract classInstrument



Overlapping and Incomplete

There are some instruments which areneither Wind- nor KeyboardInstrument.

There are some instruments which aresimultaneously Wind- and Keyboard-Instrument

{overlapping, incomplete}

Normal (not abstract) class


Instrument


Overlapping and Incomplete

Overlapping can be solved by defining a new class. This class contains all elements of the former intersection set.

WindInstrument

KeyboardInstrument

AccordionInstrument


{disjoint, complete}

AccordionInstrument

Is there an alternative model? How can incompleteness be solved?

Instrument


Geschäftspartner

Rohstoffe Produkte

Märkte

Vorgehensweise beim Entwurf:

Entwurf der Teilsysteme z. B.:

Anschließend:

Zusammenfügen der Teilsysteme

oder:

Ausgehend von einem Objekt bzw. einem Teilsystem:

Entwurf des Gesamtsystems

(Frage stellen: zu welchen Objekten gibt es welche Beziehungen) zusätzlich Markt

zusätzlich Produkt

zusätzlich Rohstoff

. . .

Geschäftspartner

Beispiel Keramische Werkstatt


Rohstoff

1

(1,*) (1,*)

(1,*)

Händler Spediteur

Rohstoff

1

Händler Spediteur

Rohstoff

Händler Spediteur

1: liefert (Bestelldatum, Lieferdatum, Preis, Menge)

Teilsystem Rohstoffe

1. Analyse, welche Enity-Typen mit-einander in Be-ziehung stehen

2. Analyse, wie der Relationship-Typ bezeichnet wird und welche Attribute er besitzt

3. Analyse, welche Kardinalitäten der Relationship-Typ hat


Geschäftspartner

Händler Spediteur

O

VeranstalterKunde

Typ7

(0,*)

Produkt

(0,*)

Attribut-Spezialisierung

Beziehungs-Spezialisierung

Teilsystem Geschäftspartner


Teilsystem Produkt

Dekor

Glasur 6

5

Produkt

4

(0,*)

(0,*)

(1,1)

(0,1)

(0,*)(0,*)

4: besteht aus (Anzahl)5: ist versehen mit6: ist glasiert mit

Dekor: (Bezeichnung, Foto)Glasur: (Oberflächenstruktur, Farbe, Beanspruchung)Produkt: (Nummer, Bezeichnung, Fassungsvermögen, Preis, Funktion, Foto)


Integration der Teil-Systeme der

Keramischen Werkstatt

Geschäftspartner

Händler Spediteur

O

Veranstalter

Rohstoff

1

Markt

Bedingung

3

28

9

10

(1,*) (1,*)

(1,*)

(0,*)

(0,*)

(0,*)(0,*)

(1,*)

(1,*)

(0,*) (1,1)

Kunde

7

(0,*)

(0,*)

Dekor

Glasur 6

5

Produkt

4

(1,*)

(0,*)

(0,1)

(0,1)

(0,*)(0,*)

(0,*) (0,*)(0,*)


Entity-Typen:Geschäftspartner (Name, Vorname, Adresse, Telefonnummer, email)Händler (Spediteur (Kunde (Veranstalter (Typ)Markt (Bezeichnung, Standort, Termin, Öffnungszeiten, URL, Rahmen, Ranking, Standgebühr / m2)Bedingung (Kategorie 1, ... 2, ...3, Endanteil)Rohstoff (Art, Bezeichnung, Brennbereich min, Brennbereich max, chemische Formel, Körnung in mm Durchmesser, Schamottanteil in Prozent)Produkt (Produktnummer, Bezeichnung, Grösse, Fassungsvermögen, Preis, Funktion, Foto)Glasur (Oberflächenstruktur, Farbe, Beanspruchung)Dekor (Bezeichnung, Foto)

Relationship-Typen:1: liefert (Bestelldatum, Lieferdatum, Gesamtpreis)2: hat als Ansprechpartner [funktionale Abhängigkeit]3: hat Bedingung4: besteht aus (Anzahl)5: ist versehen mit [funktionale Abhängigkeit]6: ist glasiert mit [funktionale Abhängigkeit]7: erhält geliefert (Anzahl, Lieferdatum, Gesamtpreis, ArtAuslieferung)8: bestellt (Anzahl, Bestelldatum, Liefertermin, BestellArt, ArtAuslieferung)9: wird angeboten auf (Anzahl)10: wurde verkauft (Anzahl)


Ausprägungen einzelner Attribute: Veranstalter - Typ: Verein, Galerie, EinzelpersonMarkt - Rahmen: Töpfermarkt, Kunsthandwerkermarkt, Kirmes Ranking: sehr renommiert (+), renommiert (0), wenig renommiert (-) Standgebühr / m2: ab ca. 15 EUR bis 80 EUR „und mehr“ Bedingung – Kategorie 1: Nur selbst hergestellte Ware: ja/nein Kategorie 2: Historische Kleidung erforderlich: ja/nein Kategorie 3: Bewerbungsunterlagen mit Fotos: ja/nein Endanteil: Reduzierte Standgebühren zu Gunsten einer zusätz- lichen einmaligen Zahlung am Ende von (z.B.) 10% der Einnahmen: ProzentsatzGlasur - Oberflächenstruktur: matt, seidenmatt, glänzend Farbe: graublau, türkis, steingrau Beanspruchung: spülmaschinenfest ja/neinDekor - Bezeichnung: Sonnenblume, Fische, Rose, Wichtel (varchar) Bild: (BLOB) Produkt - Name: Teeservice, Kaffeservice, Dessertteller, Tasse, Untertasse, Vase, Schale, Zuckerdose Funktion: Gebrauch, Dekoration Grösse: [z.B. Durchmesser bei Tellern, Tassen etc.] (decimal) Fassungsvermögen in l: 1,2 l (bei Kannen, Vasen, ...) (decimal) Preis: ... (decimal)Rohstoff - Art: Arbeitsmaterial (Ton), Pigmente, Gestaltungsmaterial (Glasur), [Werkzeug (zum Drehen / Abdrehen), Maschinen] Bezeichnung: .... Brennbereich min: Brennbereich max: chemische Formel: Körnung in mm Durchmesser:

Schamottanteil in Prozent:

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