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3 Das Entity- Relationship-Modell Datenmodelle dienen in der Informatik der Erfassung und Darstellung der Informationsstruktur einer Anwendung, nicht der Informationen selbst. Im Datenbankbereich gibt es verschiedene Einsatzzwecke. Als Entwurfsmodelle für die frühen Phasen der Entwicklung von Datenbankanwendungen sind sie weitgehend unabhängig von der späteren Implementierungsplattform und dienen auch als Mittel zur Kommunikation mit dem Anwender oder Auftraggeber. Realisierungsmodelle werden dagegen zur Implementierung des Datenbankentwurfs in einem konkreten System eingesetzt und beschreiben somit die Modellierungsmöglichkeiten dieses Systems. In diesem Kapitel werden wir nach einigen grundlegenden Überlegungen zur Rolle von Datenbankmodellen zunächst das klassische Entwurfsmodell für Datenbanken kennenlernen – das Entity-Relationship-Modell. 3.1 Datenbankmodelle Die Konzepte eines Datenbankmodells (im Weiteren auch als Datenmodell bezeichnet) zur Darstellung einer Informationsstruktur umfassen 1. statische Eigenschaften wie a) Objekte und b) Beziehungen, inklusive der Standarddatentypen, die Daten über die Beziehungen und Objekte darstellen können, 2. dynamische Eigenschaften wie a) Operationen und b) Beziehungen zwischen Operationen sowie 51 © des Titels »Datenbanken – Konzepte und Sprachen« (ISBN 978-3-8266-9519-3) 2013 by Verlagsgruppe Hüthig Jehle Rehm GmbH, Heidelberg. Nähere Informationen unter: http://www.mitp.de/9519
3. Integritätsbedingungen an a) Objekte und b) Operationen. Objekte sind dabei etwa (Daten über) Weine und Weingüter (Erzeuger), aber auch über Ereignisse wie die Bestellung eines Weines bei einem Händler (1a). Ein Beispiel für eine Beziehung zwischen diesen Objekten ist die Tatsache, dass ein Erzeuger einen Wein produziert (1b). Operationen auf Objekten sind das Bestellen eines Weines oder die Berechnung des Preises unter Einbeziehung von Steuern (2a). Beziehungen zwischen Operationen können zum Beispiel festlegen, dass ein Wein erst dann bestellt werden darf, wenn er produziert wird (2b). Als Integritätsbedingung können wir festlegen, dass die Bestellnummer eines Weines eindeutig sein muss (Schlüsselbedingung, 3a), dass es zu jedem Wein auch einen Erzeuger geben muss (referentielle Integrität, 3a) oder dass das Alter eines Weines nur erhöht werden kann (Übergangsbedingung, 3b). Datenmodelle sind in vielen Gebieten der Informatik grundlegend. Beispielsweise gibt es in folgenden Bereichen spezifische Datenmodelle: • Programmiersprachen: Typsysteme wie in C oder Java, • Expertensysteme: Wissensrepräsentationsmethoden wie semantische Netze, logische Formeln oder Framestrukturen, • Graphiksysteme: Repräsentationsmodelle wie das Begrenzungsmodell (Boundary Representation, BRep) oder die Constructive Solid Geometry (CSG), • Datenbanksysteme: Datenbankmodelle, mit denen wir uns in diesem Kapitel beschäftigen. Tabelle 3.1 stellt die Begriffe Datenbankmodell, Datenbankschema und Datenbank der den meisten Lesern vertrauten Begriffswelt imperativer Programmiersprachen gegenüber. Ein Datenbankmodell entspricht einem Typsystem einer Programmiersprache, in dem die Strukturierungskonzepte für die manipulierten Daten festgelegt werden. Ein Datenbankschema entspricht in dieser Analogie den Variablendeklarationen, während die eigentliche Datenbank den den Variablen zugewiesenen Daten (den Werten) entspricht. Klassische Datenbankmodelle sind speziell geeignet für: • große Informationsmengen mit relativ starrer Struktur und • die Darstellung statischer Eigenschaften und Integritätsbedingungen (umfasst somit die Bereiche 1a, 1b und 3a). Als Operationen sind in den klassischen Datenbankmodellen nur die Standard- Anfrage- und Änderungsoperationen vorhanden, die objektspezifische Operationen nicht adäquat modellieren und unterscheiden können. 52 3 Das Entity-Relationship-Modell © des Titels »Datenbanken – Konzepte und Sprachen« (ISBN 978-3-8266-9519-3) 2013 by Verlagsgruppe Hüthig Jehle Rehm GmbH, Heidelberg. Nähere Informationen unter: http://www.mitp.de/9519
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