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Writerside/topics/04/Datenbanken/01_semantischeDatenmodellierungUndRelationenmodell.md

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+# Semantische Datenmodellierung und Relationenmodell
+## Lifecycle von Informationssystemen
+![image_644.png](image_644.png)
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+### 1. Planungsphase
+- Informationsbedarf der zu untersuchenden Organisation ermitteln
+- Informationsstrategie erarbeiten
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+#### Beispiel: CRUD-Matrix (Create - Read - Update - Delete)
+- Ergebnis: **Informationsprojekte**
+  - Zusammenfassung von Funktionen, die gleiche Informationsobjekte verwenden
+  - _Funktionsbereiche_ sind definiert
+    - strukturieren Organisationsbereich
+- ![image_645.png](image_645.png)
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+### 2. Analysephase
+- _Informationsprojekte_ aus Planung weiter detaillieren
+  - Daten- und Prozesssicht
+- durchgehende Konsistenz zwischen Daten- und Prozessmodell!
+- Ergebnis: **Datenmodell** (UML) und **Prozessmodell** (Analysesicht)
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+### 3. Designphase
+- Berücksichtigung des Datenbankmodells, Implementierungsplattform (DBMS)
+  - Implementierung von Beziehungen
+    - Definition von Referenzen
+  - Festlegung der Datentypen (DBMS-spezifisch)
+- _CASE-Tools_ (_computer aided software engineering_)
+  - generieren Datenmodelle für 3. aus Datenmodellen aus 2.
+  - umgekehrt: Round-Trip-Engineering
+- Ergebnis: 
+  - Datenmodell 
+    - z.B. **[Relationenmodell](#relationenmodell)**, ergänzt um Datentypen des Ziel-DBMS beim Einsatz von RDBMS
+  - Prozessmodell der Designsicht
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+### 4. Implementierungsphase
+- Güte von Analyse und Design zeigen sich in relativ problemloser Implementierung
+- RDBMS: Implementierung DB-Schema durch deklarative Sprachkomponente von SQL (SQL DDL)
+- CASE-Tools: SQL-Skript direkt aus Relationenmodell generieren
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+### Beispiel Phasen des DB-Entwurfs
+![image_646.png](image_646.png)
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+## Relationenmodell
+- Grundlage des von E. F. Codd vorgestellten RDB-Modells bildet der Relationenbegriff aus Mathe
+  - eine **n-stellige (n-äre) Relation in einer Menge M** ist eine Beziehung, die zwischen je n Elementen aus M besteht oder nicht
+    - vorstellbar als Menge von Tupeln gleicher Länge n 
+      - auch n-Tupel genannt
+  - ![image_647.png](image_647.png)
+    - Spalten - Attribute
+    - einzelne Zeilen - Tupel / Datensätze
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+### Definitionen Relationenmodell
+- Eine **n-stellige Relation R** ist definiert als Untermenge des kartesischen Produkts der Wertebereiche der zugehörigen Attribute $A_1$, $A_2$, ..., $A_n$
+  - $$R(A_1, A_2, ..., A_n) ⊆ W(A_1) x ... x W(A_n)$$
+  - Beispiel: _Student (MatrNr, Name, Geb.) ⊆ integer x string x date_
+- Ein Element der Menge R wird als **Tupel** bezeichnet → $$t ∈ R$$
+  - Beispiel: _t= (123456, 'Schmidt', 30.01.2014)_
+- Ist der Wert eines Attributs in einem Tupel unbekannt/nicht vorhanden
+  - **NULL-Wert**
+  - kann für jedes Attribut festgelegt werden, ob erlaubt ist oder nicht
+- **Schlüssel** p minimale Menge von Attributen
+  - Werte identifizieren Tupel eindeutig
+  - Wert von p bestimmt die Attributwerte aller anderen Attribute des Tupels eindeutig
+    - Man kann (im zusammengesetzten Fall) kein Attribut aus p entfernen, ohne dass das verletzt wird
+- ![image_648.png](image_648.png)
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