LU04b – ERM und ERD (Chen-Notation) [BZZ

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====== LU04b – ERM und ERD (Chen-Notation) ======

===== Lernziele =====
  * Ich kann die Begriffe Entität, Attribut und Beziehung erklären und in einem Beispiel unterscheiden.
  * Ich kann ein einfaches ER-Diagramm in Chen-Notation lesen und selbst zeichnen.
  * Ich kann die drei Kardinalitäten 1:1, 1:n und n:m erklären und Beispiele nennen.


===== ERM und ERD =====
Bevor wir Tabellen in MySQL anlegen, machen wir uns Gedanken über die **Struktur** der Daten. Dazu benutzen wir das **Entity-Relationship-Modell (ERM)**. Dargestellt wird es in einem **Entity-Relationship-Diagramm (ERD)**.

<WRAP center round tip 80%>
**Unterschied ERM und ERD:** Das ERM/ERD ist der **Bauplan einer Datenbank**.\\
Das **ERM** ist die gedankliche Sammlung dessen, was gespeichert werden soll – das **ERD** ist die Zeichnung davon.
</WRAP>

Ein ERM besteht aus drei Bausteinen:
<WRAP center round box 80%>
^ Baustein ^ Englisch ^ Bedeutung ^ Beispiele ^
| **Entität** | entity | Ein Objekt oder Begriff, über den wir Informationen speichern | Film, Schauspieler:in, Kunde, Bestellung |
| **Attribut** | attribute | Eine Eigenschaft einer Entität | Titel, Erscheinungsjahr, Genre |
| **Beziehung** | relationship | Wie Entitäten zueinander in Verbindung stehen | Eine Bestellung wird von einem Kunden ausgelöst |
</WRAP>

<WRAP center round box 80%>
{{ youtube>G8IBLzQzSQs?medium }}\\
//Erklärungsvideo zum ER-Modell (6:35 min). Quelle: Timo Bäuerle / YouTube//
</WRAP>


===== Die Chen-Notation =====
Für das konzeptuelle Modell verwenden wir die **Chen-Notation**, benannt nach Peter Chen, der das ER-Modell 1976 beschrieben hat. Sie stellt die Bausteine so dar:

  * **Rechtecke** = Entitäten
  * **Ovale** = Attribute
  * **Rauten** = Beziehungen zwischen den Entitäten
  * **Unterstrichene Attribute** = Kandidaten für den Primärschlüssel

{{:de:modul:m290_guko:learningunits:lu03:theorie:erm_guido.png?direct&800|ER-Diagramm einer Filmdatenbank in Chen-Notation}}
//ERD in Chen-Notation: Filmdatenbank-Konzept.//

<WRAP center round info 80%>
Das Attribut **ISAN** ist im Diagramm unterstrichen, weil es ein guter Kandidat für den Primärschlüssel wäre. Die **ISAN** (International Standard Audiovisual Number) ist für Filme das, was die ISBN für Bücher ist: Sie identifiziert einen Film weltweit eindeutig – auch dann, wenn mehrere Filme denselben Titel tragen.
</WRAP>

Ein zweites Beispiel: So hängen am BZZ die Entitäten **Lehrer**, **Lernende**, **Klasse** und **Räume** zusammen.

{{:modul:m290:learningunits:lu03:theorie:erklasse-1.png?direct&600|ER-Diagramm der Entitäten Lehrer, Lernende, Klasse und Räume}}
//ERD in Chen-Notation: Eine Schule in einer Datenbank abbilden.//

===== Entität, Attribut oder Beziehung? =====
Erfahrungsgemäss ist die Unterscheidung am Anfang das Schwierigste. Dieses Vorgehen hilft:

==== 1. Beginnen Sie mit den Anforderungen ====
Fragen Sie sich: **Welche „Dinge" sollen gespeichert werden?**

Wenn es ein Ding ist, das **für sich allein existieren kann** und von dem es **viele geben kann** → **Entität**.
//Beispiele: Film, Kunde, Produkt, Bestellung, Schauspieler:in//

{{de:modul:m290_guko:learningunits:lu03:theorie:relationale_dbs_entitaet.png?direct&500|}}

==== 2. Schauen Sie IN dieses Ding ====
Fragen Sie sich: **Welche Eigenschaften wollen wir darüber speichern?**

Wenn es eine Eigenschaft ist, die das Ding beschreibt, aber **nicht für sich allein stehen kann** → **Attribut**.
//Beispiele: Filmtitel, Erscheinungsjahr, Produktpreis, Lagerbestand//

{{ :de:modul:m290_guko:learningunits:lu03:theorie:entity_vs_attribute.png?direct&1200 |Entität und Attribut im Vergleich}}

==== 3. Schauen Sie ZWISCHEN die Dinge ====
Fragen Sie sich: **Wie sind diese Dinge miteinander verbunden?**

Wenn es zwei Entitäten verknüpft → **Beziehung**.
//Beispiele: Film ↔ Regisseur ("dreht"), Kunde ↔ Bestellung ("gibt auf"), Bestellung ↔ Produkt ("enthält")//


<WRAP center round tip 80%>
**Übungsbeispiel:** //Ein Kunde bestellt Produkte in einem Webshop.//

  * **Entitäten:** Kunde, Produkt, Bestellung
  * **Attribute:** Kundenname, E-Mail; Produkttitel, Preis; Bestelldatum, Gesamtbetrag
  * **Beziehungen:** Kunde ↔ Bestellung („gibt auf"), Bestellung ↔ Produkt („enthält")
</WRAP>


===== Kardinalitäten =====
Die **Kardinalität** beschreibt, **wie viele** Objekte einer Entität mit **wie vielen** Objekten einer anderen Entität verbunden sind.

Statt "Objekt" sagt man auch: ein **einzelner Datensatz** – also //ein// bestimmter Film, //ein// bestimmter Kunde, //eine// bestimmte Klasse.

<WRAP center round tip 80%>
**So bestimmen Sie die Kardinalität**

Bilden Sie zwei Sätze – einen für jede Richtung – und beginnen Sie beide mit "Ein ...":

  - "**Ein** Regisseur dreht ... Filme." → //viele//
  - "**Ein** Film wird von ... Regie gedreht." → //einer//

Ergebnis: **1:n**

Merken Sie sich: Sie fragen immer von //einem einzelnen// Ding aus, wie viele auf der anderen Seite dazugehören.
</WRAP>

==== 1:1 – One-to-One ====
Auf beiden Seiten steht genau eines.

  * "**Ein** Mitarbeiter hat **einen** Arbeitsplatz." – "**Ein** Arbeitsplatz gehört **einem** Mitarbeitenden."
  * "**Ein** Reisepass gehört **einer** Person." – "**Eine** Person hat **einen** Reisepass."

==== 1:n – One-to-Many ====
Auf der einen Seite steht eines, auf der anderen viele.

  * "**Ein** Regisseur dreht **viele** Filme." – "**Ein** Film hat (in der Regel) **eine** Regie."
  * "**Ein** Spotify-Artist produziert **viele** Songs." – "**Ein** Song stammt von **einem** Artist."
  * "**Eine** Klasse hat **viele** Lernende." – "**Eine** lernende Person gehört zu **einer** Klasse."

==== n:m – Many-to-Many ====
Auf beiden Seiten stehen viele.

  * "**Ein** Schauspieler spielt in **vielen** Filmen." – "**Ein** Film hat **viele** Schauspieler:innen."
  * "**Eine** lernende Person besucht **viele** Module." – "**Ein** Modul wird von **vielen** Lernenden besucht."
  * "**Ein** Song ist in **vielen** Playlists." – "**Eine** Playlist enthält **viele** Songs."


===== ERD zeichnen: Draw.io =====
Zum Zeichnen benutzen wir **Draw.io**, ein kostenloses Online-Tool.

  * [[https://app.diagrams.net/|Draw.io öffnen]]
  * Links in der Formenleiste gibt es die Kategorie **Entity Relation** mit Symbolen für Entitäten, Attribute und Beziehungen.
  * Speichern bzw. exportieren über //Datei → Exportieren als → PNG//.


===== Zusatzmaterial =====
Diese Videos helfen beim Vertiefen:

  * [[https://youtu.be/I-ctLA--THs?feature=shared&t=37|ENTITY RELATIONSHIP MODELL einfach erklärt]] – 5:03 min, deutsch. Grundelemente und Beziehungen. //(IT & Medien einfach erklärt / YouTube)//
  * [[https://www.youtube.com/watch?v=inCwNrTIv4s|Kardinalitäten und Primärschlüssel]] – 13:05 min, deutsch. Anschauliche Erklärung mit Beispielen. //(Sebastian Philippi / YouTube)//
  * [[https://www.youtube.com/watch?v=LowjDtiNlk4|Entity Relationship Diagrams]] – 20:23 min, englisch. Ausführlich, inkl. Chen und Crow's Foot. //(Decomplexify / YouTube)//


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{{tag>M290-LU04}}
[[https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/|{{https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png}}]] Guido Koch