SS 2011 – IBB4C Datenmanagement Fr 15:15 – 16:45 R 1.007 Vorlesung #5 Relationale Entwurfstheorie

SS 2011 – IBB4CDatenmanagement

Fr 15:15 – 16:45R 1.007

Vorlesung #5

Relationale Entwurfstheorie


Fr 15:15 – 16:45R 1.007

© Bojan Milijaš, 29.04.2011 Vorlesung #5 - Relationale Entwurfstheore 2

„Fahrplan“

Übungsblatt 4 Wiederholung, Einordnung Einschub Normalisierung / Denormalisierung Kapitel 6 Kemper

Funktionale Abhängigkeiten, Schlüsseldefintion Attributenhülle, kanonische Überdeckung

Normalformen intuitiv und formell 1. NF 2. NF 3. NF


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Orientierung (Einordnung – wo stehen wir?)

Miniwelt

Relationales Schema

Objektorientiertes Schema

Netzwerk- Schema

UML-Klassen ER-Diagramm

Index(e)Cluster

partitionierte Tabelle(n)

DBMS -Speicherparameter 3.

1.

2.


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Transformationsregeln:ER Modell relationales Modell Entitiytyp Relation (selbsterklärend) 1:1 Beziehungstyp Relation

Ein Fremdschlüssel der an der Beziehung teilnehmenden Entitytypen wird als Schlüssel der Relation übernommen. Der andere Schlüssel bleibt als Attribut(menge) in der Relation bestehen.

1:n Beziehungstyp Relation Ein Fremdschlüssel - Schlüssel des „n-Entitytypen“ wird als

Schlüssel übernommen, der andere Schlüssel bleibt als Attribut(menge) in der Relation bestehen

n:m Beziehungstyp Relation Beide Fremdschlüssel werden als Schlüssel der Relation

übernommen Modellierung von schwachen Entity-Typen, Generalisierung ... Verfeinerung (Zusammenführung) !!!


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Wie gut ist mein Entwurf?

Das relationale Modell bzw. das relationale Schema wird in einem real existierenden DBMS umgesetzt

Wie gut ein Modell ist, lässt sich mit Hilfe der relationalen Entwurfstheorie und der Normalformen bestimmen

Wenn das konzeptuelle Schema (ER-Diagramm) „vernünftig“ ist und die Überführung in das relationale Schema unter der Beachtung der Transformationsregeln durchgeführt wurde, ist das relationale Schema auch „gut“ (meistens in der dritten Normalform 3NF)

„gut“ – Im Hinblick auf die relationale Theorie nicht auf die „Sinnhaftigkeit im Anwendungsfall“


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Schlechte Entwurfe

Jetzt wollen wir aber ein paar schlechte Entwurfe kennenlernen ...

!!! Kommen in der Praxis sehr oft vor, z.B. in Form von „konsolidierten“ Excel-Reports !!!

Einschub „Normalisierung / Denormalisierung“ Kemper 6.15 - ...


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Sinn und Zweck der Normalisierung Das Ziel: Update-Anomalien und Daten-

Inkonsistenzen vermeiden Update-Anomalien und Daten-Inkonsistenzen sind

die Folge von unkontrollierten Redundanzen Man bemüht sich, Informationen möglichst einmalig

zu speichern Ausfallssicherheit und Performance werden durch

kontrollierte Redundanzen (Mehrfachspeicherung) zu realisieren (Bsp. RAID, Materialisierte Sichten, Star-Schemata, Replikationen usw.)

Normalformen sind das Mittel, die Güte eines relationalen Modells zu bestimmen, sind aber auch auf andere (nicht relationale Modelle) anwendbar


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Erste Normalform 1NF

Ein „Datensatz“ bzw. Tabellen-Zeile bzw. Tupel darf nicht ein Attribut enthalten, das aus mehreren Attributen zusammengesetzt ist bzw. alle Attribute müssen atomar sein

Nicht erlaubt sind zusammengesetzte Attribute wie string x string x integer sondern lediglich atomare wie string oder integer

Im relationalen Modell ist es per Definition der Fall Kein „Einnisten“ oder „Vererben“ weiterer Attribute in

einem Attribute, wie bei der Objekt-Orientierung


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Erste Nomalform 1NF - Beispiel

Eltern

Vater Mutter Kinder

Johann Martha {Else, Lucie}

Johann Maria {Theo, Josef}

Heinz Martha {Cleo}

Eltern

Vater Mutter Kind

Johann Martha Else

Johann Martha Lucie

Johann Maria Theo

Johann Maria Josef

Heinz Martha Cleo

Nicht in 1 NFNicht in 1 NF

1 NF1 NF


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Zweite Normalform 2NF

Kommt nur in Frage, wenn wir es mit zusammengesetzten Schlüsseln zu tun haben!

2 NF ist dann verletzt, wenn ein Teil des zusammengesetzten Schlüssels ein Nichtschlüssel-Attribut bestimmt

Kemper‘s Beispiel: Studentenbelegungen (Studenten und Vorlesungen „zusammengemischt“, daher MatrNr,VorlNr zusammengesetzter Schlüssel)

MatrNr alleine bestimmt Name Verstoß gegen 2 NF


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Dritte Normalform 3NF

Bei der 2 NF ging es um Attribute die zu einem zusammengesetzten Schlüssel gehören

Bei der 3 NF geht es um Nicht-Schlüssel-Attribute

Ein Verstoß gegen die 3NF liegt dann vor, wenn ein Nicht-Schlüssel-Attribute ein anderes Nicht-Schlüssel-Attribut bestimmt


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Vierte und Fünfte Normalform

Es geht um zusammengesetzte Schlüssen Der Sinn: Anzahl der Attribute verringern, die

einen zusammengesetzten Schlüssel ausmachen


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Vertiefung der Relationalen Entwurfstheorie Funktionale Abhängigkeiten Dekomposition

Verlustlosigkeit Abhängigkeitserhaltung

Normalformen formell Synthese-Algorithmus (formale Überführung in die

3. NF) Weitere Normalformen und mehrwertige

Abhängigkeiten

Ausblick Vorlesung #6


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Vorlesung #5

Ende

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