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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).
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.
Ein ERM besteht aus drei Bausteinen:
| 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 |
Erklärungsvideo zum ER-Modell (6:35 min). Quelle: Timo Bäuerle / YouTube
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
ERD in Chen-Notation: Filmdatenbank-Konzept.
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.
Ein zweites Beispiel: So hängen am BZZ die Entitäten Lehrer, Lernende, Klasse und Räume zusammen.
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
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
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“)
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„)
Kardinalitäten
Die Kardinalität beschreibt, wie viele Objekte einer Entität mit wie vielen Objekten einer anderen Entität verbunden sind.
1:1 – One-to-One
Eine Instanz von A gehört zu genau einer Instanz von B – und umgekehrt.
- Ein:e Mitarbeitende:r hat genau einen Arbeitsplatz
- Jeder Reisepass gehört genau einer Person
1:n – One-to-Many
Eine Instanz von A kann mit vielen Instanzen von B verbunden sein. Umgekehrt gehört jede Instanz von B zu genau einer Instanz von A.
- Ein Regisseur dreht viele Filme – ein Film hat in der Regel eine Regie
- Ein Spotify-Artist produziert viele Songs
- Eine Klasse hat viele Lernende – eine lernende Person gehört zu einer Klasse
n:m – Many-to-Many
Mehrere Instanzen von A können mit mehreren Instanzen von B verknüpft sein.
- Mehrere Schauspieler:innen spielen in mehreren Filmen
- Viele Lernende besuchen mehrere Module
- Viele Songs sind in mehreren Playlists enthalten
Trick zum Bestimmen: Lesen Sie die Beziehung in beide Richtungen und beginnen Sie jeweils mit „Ein …“:
„Ein Regisseur dreht viele Filme.“ → viele
„Ein Film wird von einer Regie gedreht.“ → eine
Ergebnis: 1:n
ERD zeichnen: Draw.io
Zum Zeichnen benutzen wir Draw.io, ein kostenloses Online-Tool.
- 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:
- ENTITY RELATIONSHIP MODELL einfach erklärt – 5:03 min, deutsch. Grundelemente und Beziehungen. (IT & Medien einfach erklärt / YouTube)
- Kardinalitäten und Primärschlüssel – 13:05 min, deutsch. Anschauliche Erklärung mit Beispielen. (Sebastian Philippi / YouTube)
- Entity Relationship Diagrams – 20:23 min, englisch. Ausführlich, inkl. Chen und Crow's Foot. (Decomplexify / YouTube)
Guido Koch