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Bauinformatik IISoftwareanwendungen 1
5. Semester 4. VorlesungAssoziations- Relationen, Teil I
Prof. Dr.-Ing. R. J. Scherer
Nürnberger Str. 31a2. OG, Raum 204
TU Dresden - Institut für Bauinformatik
Relationale Datenbankenfür Bauingenieurprobleme
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definieren die Dinge der WeltDie Relation formt eine Einheit, die uns ermöglicht, Dinge erkennen zu lassen,z.B. ist es ein Kommunikationsmittel oder eine Kommunikationsform
Arbeiter• Name• Beruf•
Baumaschinen• Name• Typ• Leistung• Alter
Kommunika-
• Name• Form• Leistung
tionsformenBau-materialien
• Name• •
Kommunika-tionsmittel
• Name• Typ• Leistung
Relationen 1
AudioVideoFaxTelefonE-mailBriefTechn.Zeichn.
SpracheSchriftGrafikMimikGestik
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Relationen 2
Jetzt gibt es noch eine zweite Stufe von Relationen,welche die Relationen zwischen den Entitäten,die Beziehungen zwischen den Dingen der Welt darstellen.
Bau-maschinen
Kommu-nikations-mittel
Kommu-nikations-formen
Arbeiter
Bau-material
bedient
verarbeitet verarbeitetbeeinflussen einsetzen
benötigen
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Relationen 2Sie prägte den Begriff Entity-Relationship Model = ER Model
Die Relationen werden • nicht explizit durch „semantische“ Zeiger,• sondern über Attribute, die in beiden Entititäten in identischer Form vorkommen, umgesetzt.
Arbeiter• Arb-Nr• Name• •
Baumaschine• Masch.-Nr.• Name•Arb-Nr(Fahrer)•
Arb.Nr Fahrer
Die Entitäten können so eindeutig verknüpft werden,die Relation selber ist nicht eindeutig festgelegt. Obige Relationen könnte sowohl „besitzt“, als auch „bedient“ bedeuten.
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EinsatzEine Datenbank erlaubt uns•Dinge zu verwalten
(Datenverwaltung, Personalverwaltung, Buchführung)als auch• Dinge und Zusammenhänge zu erkennen (Data-Mining, Information-Mining)
und vor allem• Vorhersagen zu machen und voraus zu schauen ( = Planen!) (Risikomanagement)
Datenbanken sind nicht nur für Betriebe und Verwaltungen nützlich,sondern auch für jeden Einzelnen, um seine persönliche Arbeit zu organisierenfür die er keine fertige Datenbank zur Verfügung gestellt bekommt, sondern die er selbst ad hoc kreieren muss, die alt bekannte Tabelle(n!).Nun aber mit dem Mehrwert der Verknüpfung.
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Relationen 2 sind Assoziation
Eine Assoziation legt fest, wie viele Tupel (= Datensätze = Relationen 1) einer Tabelle 2 zu einem Tupel einer anderen Tabelle 1 gehören.
Müller
Lehmann
Berger
Altmann
1
2
3
4
Andy
Jens
Paul
Peter
ANr NameVor-name
5 Meyer Jens
Arbeitskräfte (Tabelle 1)Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNr Bezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
3
1
4
Kipper6 2000KF-37 1
7
4 1999BR 7LKW
5 1997RX-20LKW
LKW 2 1999L-186
2
5
Baufahrzeuge (Tabelle 2)Kardinalität = 2
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Relationen 2: Assoziationstyp
Wir unterscheiden zwischen 4 Assoziationstypen:
1 einfache Assoziation genau 1 Tupel (1) c konditionelle Assoziation kein oder genau 1 Tupel (0/1) m multiple Assoziation mindestens 1 Tupel ( 1) mc beliebig viele Tupel ( 0)multipel-konditionelle
Assoziation
Assoziationstyp Anzahl Tupel der Tabelle 2
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Grafische Darstellung des AssoziationstypsEntitätenblockdiagramm
Tabelle 1(T1)
Tabelle 2(T2)
AssoziationstypeT2 zu T1
Assoziationstyp T1 zu T2
1 cArbeitskräfte Baufahrzeuge
Beispiel:
MüllerLehmannBergerAltmann
. . .
1234...
AndreasJensPaulPeter
. . .
ANr Name Vorname
. . .... .... . .
Kran BaggerKipper
123
AK-570 199519971996
R 124KF-365
FNr Bezeichng. Typ Baujahr ANr
...
12
4
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4 AssoziationstypenAus den
die klassifiziert werden in:
R2/R1 1 c m mc. 1 1-1 c-1 m-1 mc-1 c 1-c c-c m-c mc-c m 1-m c-m m-m mc-m mc 1-mc c-mc m-mc mc-mc
1.hierarchische Beziehungen
3.netzwerkförmige Beziehung. 2.konditionelle Beziehungen
Da die Matrix symmetrisch ist, ergeben sich 10 verschiedene Relationstypen.
Zusätzlich gibt es noch rekursive Beziehungen, die in einen der 16 Relationstypen umgewandelt werden können.
ergeben sich 16 Relationstypen:
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Die Relationstypen bestimmen Abhängigkeit zwischen den Tabellen Komplexität der Grundfunktionen (Datenbanksoftware) Komplexität einer Transaktion (Zusatzprogramme)
Daher beschränkt man sich im voraus auf einige wenige einfache Relationstypen.
Dies ist möglich, da sich die• konditionellen• netzwerkförmigenin• hierarchische Relationstypen umwandeln lassen.Im ER-Modell sind nur hierarchische Relationen erlaubt: 1 – 1 1 – c 1 – m 1- mc
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AttributeEs gibt 3 Arten von Attributen (min:max-Anzahl von Attributen)• Identifikationsschlüssel (1 : n)• Fremdschlüssel (0 : n)• Weitere beschreibende (0 : n)Teile des Fremdschlüssels können Teile oder den gesamten ID-Schlüssel bildenSchreibweise: Entitätsname (Id-Schlüssel, Fremdschlüssel, Attribut i, . .)
Beispiel: T1=Baustelle, T2=Arbeiter, T3=Baumaschinen, T4= Einsatzort
3 ...
1122
F-T2 F-T3 F-T4 A-1
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
5
1212
5
2341
T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z) Zur Kennzeichnung werden die ID-
Attribute unterstrichen T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z) Attribute im ID, die nicht doppelt vorkommen dürfen werden 2-fach unterstrichen, etc.
T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z)ID sollte auf F-T4 begrenzt wer-den=> Info-Verlust bei F-T2,F-T3
T1 (F-T4, F-T2, F-T3, x y, z)
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ID-Schlüssel
1. Eindeutigkeit:Der Schlüssel muß eindeutig sein. Es darf• kein Wert doppelt vorkommen, falls der Schlüssel aus 1 Attribut besteht.• keine Wertekombination doppelt vorkommen, falls der Schlüssel aus n Attributen besteht.
2. Redundanz :Es darf keine Redundanz bestehen.•Der ID-Schlüssel darf nur aus so vielen Attributen bestehen, dass nur einmal einmalige Kombinationen möglich sind.
Daraus ergibt sich, dass Attribute oder Attribut-Kombinationen, die keine doppelten Werte aufweisen dürfen, nicht einfach dem ID-Schlüssel zuge-schlagen werden können.Ihre Einmaligkeit ist durch andere Maßnahmen zu sichern.
Der ID-Schlüssel soll die Identität eines Tupels eindeutig bestimmen.
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Fremdschlüssel
Der Fremdschlüssel ist ein Zeiger und daher die Kopie des Id-Schlüssels der Tabelle auf den der Zeiger verweist.
Für den Fremdschlüssel gelten dieselben Kriterien wie für den Id-Schlüssel.
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1-1 Relation
Kurzschreibweise:
1 1Arbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Müller
Lehmann
Berger
Altmann
1
2
3
45
Andy 2
4
1
3
Jens
Paul
Peter
ANr NameVor- FNrname
Meyer 5Jens
Arbeitskräfte
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
4
AK-90 1995
1997
1996
1999
R 124
KF-36
BR 7
FNrBezeich- Typ Bau--
LKW
jahrnung
5 1997RX-20LKW
Baufahrzeuge
1
2
3
45
ANr
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname, FNr)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr)
Vereinfachung: Beide Tabellen können zu einer Tabelle zusammengefasst werden.Nachteil: Baufahrzeuge würde zu einer Eigenschaft des Arbeiters werden.
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1-c Relation
1 cArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr)
Müller
Lehmann
Berger
Altmann
1
2
3
4
Andy
Jens
Paul
Peter
ANr NameVor-name
5 Meyer Jens
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNr Bezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
3
1
4
oder auch: VORSICHT Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (ANr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)
Arbeitskräfte Baufahrzeuge
Müller
Lehmann
Berger
Altmann
1
2
3
4
2
leer
1
3
ANr NameFNr
5 Meyer leer
Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname, FNr)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)ist nicht erlaubt, da Nullwerte entstehen.
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1-m Relation
1 mArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr)
Müller
Lehmann
Berger
Altmann
1
2
3
4
Andy
Jens
Paul
Peter
ANr NameVor-name
5 Meyer Jens
Arbeitskräfte
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNr Bezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
3
1
4
Kipper6 2000KF-37 1
7
4 1999BR 7LKW
5 1997RX-20LKW
LKW 2 1999L-186
2
5
Baufahrzeuge
Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen
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1-mc Relation
1 mcArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr)
Müller
Lehmann
Berger
Altmann
1
2
3
4
Andy
Jens
Paul
Peter
ANr NameVor-name
5 Meyer Jens
Arbeitskräfte
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNr Bezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
3
5
1
Kipper6 2000KF-37 1
7
4 1999BR 7LKW
5 1997RX-20LKW
LKW 2 1999L-186
2
2
Baufahrzeuge
Jede Arbeitskraft kann 0,1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen
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c-c Relation
c cArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Arbeitskräfte
Müller
Lehmann
Berger
Altmann
1
2
3
4
Andy
Jens
Paul
Peter
ANr NameVor-name
5 Meyer Jens
2
1
FNr
3
Baufahrzeuge
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNrBezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
3
1
4
4 1999BR 7LKW
5 1997RX-20LKW
c-c Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN
Umwandlung (Transformation)von (c-c) in 2 (1-c)bedingt Einführung einer Entität
Baufahr-zeugfahrer
1c c
1
neue Entität: Baufahrzeugfahrer
134
ANr
21
FNr
3
Jede Arbeitskraft kann kein oder 1 Baufahrzeug bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden.
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufharzeugfahrer ( ANr, FNr)
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c-m Relation
Arbeitskräfte Baufahrzeuge
Müller
Lehmann
Berger
1
2
3
Andy
Jens
Paul
ANr NameVor-name
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNrBezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
3
1
Kipper6 2000KF-37 1
7
4 1999BR 7LKW
5 1997RX-20LKW
LKW 2 1999L-186
2
264
FNr11
ANr
271
23
Baufahrzeugfahrer
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr)
Jede Arbeitskraft kann ein oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden.
c-m Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN
Umwandlung (Transformation)in (1-m) und (1-c)bedingt Einführung einer Entität
c mArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Baufahr-zeugfahrer
1m c
1
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Vorlesung
c-mc Relation
Arbeitskräfte Baufahrzeuge
Müller
Lehmann
Berger
1
2
3
Andy
Jens
Paul
ANr NameVor-name
Altmann2 Peter
Meyer2 Jens
2
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNrBezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
1
2
Kipper6 2000KF-37 1
7
4 1999BR 7LKW
5 1997RX-20LKW
LKW 1999L-186
2
3
162
FNr11
ANr
235
23
Baufahrzeugfahrer
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr)
c-mc Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN
Umwandlung (Transformation)in (1-mc) und (1-c)bedingt Einführung einer Entität
c mcArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Baufahr-zeugfahrer
1mc c
1
Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden.
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Folie-Nr.: 22Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2.
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m-m Relation
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr)
m-m Relation erzwingt Redundanzen VERBOTENUmwandlung (Transformation)in (1-m) und (1-m)bedingt Einführung einer Entität
m mArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Baufahr-zeugfahrer
1m m
1
Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedient werden.
Baufahrzeugfahrer
111
ANr23
FNr
123
11
33
42
Arbeitskräfte
Müller
Lehmann
Berger
1
2
3
AndyJens
Paul
ANr NameVor-name
Baufahrzeuge
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90 1995
1997
1996
R 124
KF-36
FNrBezeich- Typ
Bau--jahrnung ANr
3
1
Kran6 1995AK-90 2
2
4 1999BR 7LKW
1 1995AK-90Kran
Bagger 1997R 124
1
1
3
3
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Folie-Nr.: 23Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2.
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m-mc Relation
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr)
m-mc Relation erzwingt Redundanzen VERBOTENUmwandlung (Transformation)in (1-m) und (1-mc)erfordert Einführung einer Entität
m mcArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Baufahr-zeugfahrer
1mc m
1
Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden.
Baufahrzeugfahrer
112
ANr23
FNr
133
12
Baufahrzeuge
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90
R 124
KF-36
FNrBezeich- Typnung1995
1997
1996
Bau--jahr
ArbeitskräfteANr Name
Vor-name
Müller
Lehmann
Berger
1
2
3
Andy
Jens
PaulAltmann4 Peter
2
1
leer
ANr
Kran1 AK-90 1995 1
Bagger2 R 124 1997 2
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Folie-Nr.: 24Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2.
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mc-mc Relation
Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr)
mc-mc Relation erzwingt Redundanzen VERBOTENUmwandlung (Transformation)in 2 (1-mc)bedingt Einführung einer Entität
mc mcArbeits-kräfte
Bau-fahrzeuge
Baufahr-zeugfahrer
1mc mc
1
Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden.
Baufahrzeugfahrer
112
ANr21
FNr
124
22
Baufahrzeuge
Kran
Bagger
Kipper
1
2
3
AK-90
R 124
KF-36
FNr Bezeich- Typnung1995
1997
1996
Bau--jahr
ArbeitskräfteANr Name
Vor-name
Müller
Lehmann
Berger
1
2
3
Andy
Jens
PaulAltmann4 Peter
2
1
leer
ANr
Kran1 AK-90 1995 1
Bagger2 R 124 1997 2
Bagger2 R 124 1997 4