Relationales Datenmodell

Mithilfe von Relationalen Datenmodellen kann man relationale Datenbanken planen:

Realität -> Anforderungsermittlung -> Entity-Relationship-Modell -> Relationales Datenmodell -> Datenbanksystem

Um ein relationales Datenmodell zu erstellen, muss erst ein Entity-Relationship-Modell vorliegen. Das Entity-Relationship-Modell kann mithilfe von technischen Schritten in ein relationales Datenmodell übersetzt werden.

Erklärvideos

1. Relationales Datenmodell - Was ist das?
2. aus einem Entity-Relationship-Modell ein relationales Datenmodell erstellen
3. Mit MySQL-Workbench und XAMPP aus dem ER-Modell eine "echte" Datenbank erzeugen

Fachbegriffe

Primärschlüssel, Primärschlüssel kombiniert aus zwei Fremdschlüsseln, Fremdschlüssel, Attribut, Tabelle, 1:n-Beziehung, n:m-Beziehung

Das Zentralabitur verwendet folgende Fachbegriffe, die hier kurz übersetzt werden:

• Datenbankschema = das ganze relationale Datenmodell
• Relationenschema = eine Zeile im relationalen Datenmodell, z.B. kurs(id, name, kuerzel, halbjahr, ↑lehrer_id)
  Hier wird das "Tabelle" genannt, weil es in der Datenbank eine Tabelle wird.

Erläuterung der Begriffe

• Primärschlüssel: Der Primärschlüssel (Primary Key; abgekürzt: PK) ist ein Attribut (oder eine Kombination aus 2 Attributen), das einen Datensatz (d.h. eine Zeile in einer Datenbank-Tabelle) eindeutig identifiziert.
  • Primärschlüssel werden unterstrichen, z.B. id
• Fremdschlüssel: Der Fremdschlüssel (Foreign Key; abgekürzt: FK) stellt die Verbindung zwischen Tabellen her: Ein Fremdschlüssel verweist auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle.
  • Fremdschlüssel werden durch einen Pfeil nach oben (↑) markiert, z.B.: ↑kunde_id

Vom ER-Modell zum relationalen Datenmodell

ER-Modell Kurssystem

Der Weg vom ER-Modell zum relationalen Datenmodell wird beispielhaft am ER-Modell Kurssystem (s. rechts) dargestellt.

Primärschlüssel festlegen

Für die Entitätsmengen schueler, kurs und lehrer müssen Primärschlüssel festgelegt werden:

• Keine der drei Tabellen hat ein Attribut, das einen Datensatz eindeutig identifiziert.
• Deswegen erhält jede Entitätsmenge ein neues Attribut id als Primärschlüssel.

Zwischenergebnis:

• schueler(id, name, vorname, geburtsdatum, adresse, geschlecht)
• kurs(id, name, kuerzel, halbjahr)
• lehrer(id, name, vorname, kuerzel)

Man sieht, dass die Beziehungen zwischen den Entitätsmengen noch nicht in das relationale Datenmodell übersetzt wurden; dementsprechend fehlt auch das Attribut note.

1:n-Beziehungen übertragen

1:n-Beziehungen werden in das relationale Datenmodell übersetzt, indem auf der n-Seite der Beziehung ein Fremdschlüssel eingetragen wird, der auf den Primärschlüssel der anderen beteiligten Tabelle verweist.

• lehrer - kurs ist eine 1:n-Beziehung.
• kurs ist auf der n-Seite der Beziehung.
• in kurs wird als Fremdschlüssel ↑lehrer_id eingetragen.

Zwischenergebnis:

• schueler(id, name, vorname, geburtsdatum, adresse, geschlecht)
• kurs(id, name, kuerzel, halbjahr, ↑lehrer_id)
• lehrer(id, name, vorname, kuerzel)

Jetzt kann man bei jedem einzelen Kurs sehen, welcher Lehrer ihn unterrichtet.

n:m-Beziehungen übertragen

n:m-Beziehungen werden in das relationale Datenmodell übersetzt, indem man eine Zwischentabelle einfügt: die Zwischentabelle enthält zwei Fremdschlüssel auf die beiden Tabellen der Beziehung. Meistens kann die Kombination der beiden Fremdschlüssel als Primärschlüssel der Zwischentabelle genutzt werden.

• Eine Tabelle belegt wird eingeführt.
• sie enthält als Attribute die beiden Fremdschlüssel ↑schueler_id und ↑kurs_id - und zusätzlich das Attribut note.
• die beiden Fremdschlüssel können zusammen als Primärschlüssel genutzt werden, denn jeder Schüler kann jeden Kurs nur einmal belegen.

Man erhält also:

• schueler(id, name, vorname, geburtsdatum, adresse, geschlecht)
• belegt(↑schueler_id, ↑kurs_id, note)
• kurs(id, name, kuerzel, halbjahr, ↑lehrer_id)
• lehrer(id, name, vorname, kuerzel)

Endergebnis und Zusammenfassung

Endergebnis für das relationale Datenmodell:

• schueler(id, name, vorname, geburtsdatum, adresse, geschlecht)
• belegt(↑schueler_id, ↑kurs_id, note)
• kurs(id, name, kuerzel, halbjahr, ↑lehrer_id)
• lehrer(id, name, vorname, kuerzel)

Zusammenfassung:

• Jede Entitätsmenge bekommt einen Primärschlüssel
• 1:n-Beziehungen werden durch einen Fremdschlüssel auf der n-Seite der Beziehung modelliert.
• n:m-Beziehungen werden durch eine eigene Tabelle modelliert:
  • die Tabelle enthält zwei Fremdschlüssel, für jede beteiligte Entitätsmenge einen.
  • die Tabelle kann weitere Attribute enthalten.

Praxis

In der Praxis nimmt man zur Erstellung des relationalen Datenmodells ein Tool, z.B. MySQL-Workbench.

Vorteil: Man kann das fertige relationale Datenmodell sofort in die Datenbank exportieren.