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