Datenbankentwurf

• Beispiel Bücher-Datenbank:

  Titel	Autor	Seiten	Verlag	Jahr	Auflage	ISBN	Schlagwörter
  Physik für Ingenieure	Hering, Martin, Stohrer	744	Springer	1999	7	3540661352	Physik, Lehrbuch, Mechanik, Quantenmechanik, Thermodynamik
  Taschenbuch der Physik	Stöcker	1092	Harri Deutsch	2000	4	3817116284	Physik, Lehrbuch, Mechanik, Quantenmechanik, Thermodynamik
  Fundamentals of Physics Extended	Halliday, Resnick, Walker	1198	Wiley	1997	5	471105597	Physik, Lehrbuch, Mechanik, Quantenmechanik, Thermodynamik
  Physik - Der Grundkurs	Pitka, Bohrmann, Stöcker, Terlecki	426	Harri Deutsch	1999	1	3817115768	Physik, Lehrbuch, Mechanik, Thermodynamik
  Einführung in die Thermodynamik	Cerbe, Hoffmann	NULL	Carl Hanser	1999	12	3446211101	Lehrbuch, Thermodynamik
  Thermodynamik für Ingenieure	Langeheinecke, Jany, Sapper	NULL	Vieweg	1999	2	3528147857	Lehrbuch, Thermodynamik
  Relationale Datenbanken und SQL	Matthiesen, Unterstein	352	Addison-Wesley	2000	2	3827315581	Lehrbuch, SQL, Datenbank
  MySQL & mSQL	Yarger, Reese, King	512	O'Reilly	2000	1	3897211637	SQL, Datenbank, Handbuch

• Probleme mit der Tabelle:
  • Felder mit mehreren Einträgen (Autor, Schlagwort)
    • → kann nicht nach einzelnem Autor oder Schlagwort durchsucht werden
  • hohe Redundanz
    • gleiche Begriffe an mehreren Stellen (Schlagwörter, Autoren, Verlag)
    • → vergrößerter Speicherbedarf
    • → Gefahr von Inkonsistenzen (z.B. durch Schreibfehler)
  • Datenbanken brauchen klaren Entwurf!
• Entity-Relationship-Modell (ERM):
  • Verfahren zum systematischen Entwurf von Datenbanken
  • Entity
    • eindeutig identifizierbares Objekt
    • beschrieben durch eine Menge von Attributen
    • Typ des Objekts = Liste der Attributsnamen und -typen
    • Entitäten ergeben Tabellen
  • Vergleich mit objektorientierter Programmierung

    Tabelle		Klasse
    Attribut		Datenfeld
    Datensatz		Objekt

  • Relationship
    • Beziehung zwischen Entitäten
    • kann selbst Eigenschaften (Attribute) haben
    • kann zwei oder mehr verschiedene Arten von Entitäten verknüpfen
    • kann verschiedene Vielfachheiten haben, z.B.

      1:1	ein Objekt A mit einem Objekt B
      1:N	ein Objekt A mit mehreren Objekten B
      N:M	ein A mit mehreren B und ein B mit mehreren A

    • ein Objekt möglicherweise mit keinem anderen verknüpft
    • Notation z.B.
    • 1:0..* = ein Objekt A mit gar keinem, einem oder mehreren B verknüpft
  • graphische Darstellung z.B. als Klassendiagramm (UML-Diagramm)
    
• Anwendung auf Beispiel:
  • Entitäten sind
    • Buch
    • Autor
    • Verlag
    • Schlagwort
  • Attribute
    
  • Beziehungen zwischen den Entitäten
    
  • z.B. Beziehung zwischen Buch und Verlag
    • ein Buch hat genau einen Verlag (1)
    • ein Verlag hat ein oder mehrere Bücher (1..*)
  • einige Designentscheidungen
    • nur Autoren aufgeführt, für die Bücher in der Datenbank existieren
    • zu einem Schlagwort kann evtl. noch kein Buch vorhanden sein
• Umsetzung der Relationen:
  • unterschiedlich nach Grundtypen 1:1, 1:N, N:M
  • bei 1:N
    • Schlüssel der 1-Seite als Attribut zur Tabelle der N-Seite hinzufügen (Fremdschlüssel)
    • im Beispiel: Tabelle Buch bekommt Attribut verlag_id
  • bei 1:1
    • beide Tabellen zu einer mit allen Attributen zusammenfassen
    • häufig durch Hinzufügen der Attribute einer Tabelle zur anderen (z.B. Telefon-Nr. zu Autor)
  • bei N:M
    • neue Tabelle für die Relation einführen (Verbindungsentität)
    • enthält Fremdschlüssel beider Partner
    • Primärschlüssel ist häufig Paar der Fremdschlüssel
    • enthält manchmal weitere Attribute
  • im Beispiel:
    • neue Tabelle BuchAutor
    • Attribute autor_id und isbn
    • bilden zusammen Primärschlüssel
    • anlegen mit PRIMARY KEY(autor_id, isbn)
    • einen Eintrag für jede Autor/Buch-Kombination
    • analog für BuchSchlagwort
• Fertige Bücher-Datenbank:
  • als Klassendiagramm
    
  • Tabellen mit Beispieldaten
• Aufgaben:
  • Aufgabe 5