Bauinformatik II Softwareanwendungen 1 5. Semester 4. Vorlesung Assoziations- Relationen, Teil I Prof. Dr.-Ing. R. J. Scherer Nürnberger Str. 31a 2. OG,

Bauinformatik IISoftwareanwendungen 1

5. Semester 4. VorlesungAssoziations- Relationen, Teil I

Prof. Dr.-Ing. R. J. Scherer

Nürnberger Str. 31a2. OG, Raum 204

TU Dresden - Institut für Bauinformatik

Relationale Datenbankenfür Bauingenieurprobleme


Folie-Nr.: 2Bauinformatik II, Softwareanwendungen 1; 2.

Vorlesung

definieren die Dinge der WeltDie Relation formt eine Einheit, die uns ermöglicht, Dinge erkennen zu lassen,z.B. ist es ein Kommunikationsmittel oder eine Kommunikationsform

Arbeiter• Name• Beruf•

Baumaschinen• Name• Typ• Leistung• Alter

Kommunika-

• Name• Form• Leistung

tionsformenBau-materialien

• Name• •

Kommunika-tionsmittel

• Name• Typ• Leistung

Relationen 1

AudioVideoFaxTelefonE-mailBriefTechn.Zeichn.

SpracheSchriftGrafikMimikGestik



Vorlesung

Relationen 2

Jetzt gibt es noch eine zweite Stufe von Relationen,welche die Relationen zwischen den Entitäten,die Beziehungen zwischen den Dingen der Welt darstellen.

Bau-maschinen

Kommu-nikations-mittel

Kommu-nikations-formen

Arbeiter

Bau-material

bedient

verarbeitet verarbeitetbeeinflussen einsetzen

benötigen



Vorlesung

Relationen 2Sie prägte den Begriff Entity-Relationship Model = ER Model

Die Relationen werden • nicht explizit durch „semantische“ Zeiger,• sondern über Attribute, die in beiden Entititäten in identischer Form vorkommen, umgesetzt.

Arbeiter• Arb-Nr• Name• •

Baumaschine• Masch.-Nr.• Name•Arb-Nr(Fahrer)•

Arb.Nr Fahrer

Die Entitäten können so eindeutig verknüpft werden,die Relation selber ist nicht eindeutig festgelegt. Obige Relationen könnte sowohl „besitzt“, als auch „bedient“ bedeuten.



Vorlesung

EinsatzEine Datenbank erlaubt uns•Dinge zu verwalten

(Datenverwaltung, Personalverwaltung, Buchführung)als auch• Dinge und Zusammenhänge zu erkennen (Data-Mining, Information-Mining)

und vor allem• Vorhersagen zu machen und voraus zu schauen ( = Planen!) (Risikomanagement)

Datenbanken sind nicht nur für Betriebe und Verwaltungen nützlich,sondern auch für jeden Einzelnen, um seine persönliche Arbeit zu organisierenfür die er keine fertige Datenbank zur Verfügung gestellt bekommt, sondern die er selbst ad hoc kreieren muss, die alt bekannte Tabelle(n!).Nun aber mit dem Mehrwert der Verknüpfung.



Vorlesung

Relationen 2 sind Assoziation

Eine Assoziation legt fest, wie viele Tupel (= Datensätze = Relationen 1) einer Tabelle 2 zu einem Tupel einer anderen Tabelle 1 gehören.

Müller

Lehmann

Berger

Altmann

1

2

3

4

Andy

Jens

Paul

Peter

ANr NameVor-name

5 Meyer Jens

Arbeitskräfte (Tabelle 1)Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNr Bezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

3

1

4

Kipper6 2000KF-37 1

7

4 1999BR 7LKW

5 1997RX-20LKW

LKW 2 1999L-186

2

5

Baufahrzeuge (Tabelle 2)Kardinalität = 2



Vorlesung

Relationen 2: Assoziationstyp

Wir unterscheiden zwischen 4 Assoziationstypen:

1 einfache Assoziation genau 1 Tupel (1) c konditionelle Assoziation kein oder genau 1 Tupel (0/1) m multiple Assoziation mindestens 1 Tupel ( 1) mc beliebig viele Tupel ( 0)multipel-konditionelle

Assoziation

Assoziationstyp Anzahl Tupel der Tabelle 2



Vorlesung

Grafische Darstellung des AssoziationstypsEntitätenblockdiagramm

Tabelle 1(T1)

Tabelle 2(T2)

AssoziationstypeT2 zu T1

Assoziationstyp T1 zu T2

1 cArbeitskräfte Baufahrzeuge

Beispiel:

MüllerLehmannBergerAltmann

. . .

1234...

AndreasJensPaulPeter

. . .

ANr Name Vorname

. . .... .... . .

Kran BaggerKipper

123

AK-570 199519971996

R 124KF-365

FNr Bezeichng. Typ Baujahr ANr

...

12

4



Vorlesung

4 AssoziationstypenAus den

die klassifiziert werden in:

R2/R1 1 c m mc. 1 1-1 c-1 m-1 mc-1 c 1-c c-c m-c mc-c m 1-m c-m m-m mc-m mc 1-mc c-mc m-mc mc-mc

1.hierarchische Beziehungen

3.netzwerkförmige Beziehung. 2.konditionelle Beziehungen

Da die Matrix symmetrisch ist, ergeben sich 10 verschiedene Relationstypen.

Zusätzlich gibt es noch rekursive Beziehungen, die in einen der 16 Relationstypen umgewandelt werden können.

ergeben sich 16 Relationstypen:



Vorlesung

Die Relationstypen bestimmen Abhängigkeit zwischen den Tabellen Komplexität der Grundfunktionen (Datenbanksoftware) Komplexität einer Transaktion (Zusatzprogramme)

Daher beschränkt man sich im voraus auf einige wenige einfache Relationstypen.

Dies ist möglich, da sich die• konditionellen• netzwerkförmigenin• hierarchische Relationstypen umwandeln lassen.Im ER-Modell sind nur hierarchische Relationen erlaubt: 1 – 1 1 – c 1 – m 1- mc



Vorlesung

Hier geht es weiter



Vorlesung

AttributeEs gibt 3 Arten von Attributen (min:max-Anzahl von Attributen)• Identifikationsschlüssel (1 : n)• Fremdschlüssel (0 : n)• Weitere beschreibende (0 : n)Teile des Fremdschlüssels können Teile oder den gesamten ID-Schlüssel bildenSchreibweise: Entitätsname (Id-Schlüssel, Fremdschlüssel, Attribut i, . .)

Beispiel: T1=Baustelle, T2=Arbeiter, T3=Baumaschinen, T4= Einsatzort

3 ...

1122

F-T2 F-T3 F-T4 A-1

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

5

1212

5

2341

T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z) Zur Kennzeichnung werden die ID-

Attribute unterstrichen T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z) Attribute im ID, die nicht doppelt vorkommen dürfen werden 2-fach unterstrichen, etc.

T1 (F-T2, F-T3, F-T4, x, y, z)ID sollte auf F-T4 begrenzt wer-den=> Info-Verlust bei F-T2,F-T3

T1 (F-T4, F-T2, F-T3, x y, z)



Vorlesung

ID-Schlüssel

1. Eindeutigkeit:Der Schlüssel muß eindeutig sein. Es darf• kein Wert doppelt vorkommen, falls der Schlüssel aus 1 Attribut besteht.• keine Wertekombination doppelt vorkommen, falls der Schlüssel aus n Attributen besteht.

2. Redundanz :Es darf keine Redundanz bestehen.•Der ID-Schlüssel darf nur aus so vielen Attributen bestehen, dass nur einmal einmalige Kombinationen möglich sind.

Daraus ergibt sich, dass Attribute oder Attribut-Kombinationen, die keine doppelten Werte aufweisen dürfen, nicht einfach dem ID-Schlüssel zuge-schlagen werden können.Ihre Einmaligkeit ist durch andere Maßnahmen zu sichern.

Der ID-Schlüssel soll die Identität eines Tupels eindeutig bestimmen.



Vorlesung

Fremdschlüssel

Der Fremdschlüssel ist ein Zeiger und daher die Kopie des Id-Schlüssels der Tabelle auf den der Zeiger verweist.

Für den Fremdschlüssel gelten dieselben Kriterien wie für den Id-Schlüssel.



Vorlesung

1-1 Relation

Kurzschreibweise:

1 1Arbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Müller

Lehmann

Berger

Altmann

1

2

3

45

Andy 2

4

1

3

Jens

Paul

Peter

ANr NameVor- FNrname

Meyer 5Jens

Arbeitskräfte

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

4

AK-90 1995

1997

1996

1999

R 124

KF-36

BR 7

FNrBezeich- Typ Bau--

LKW

jahrnung

5 1997RX-20LKW

Baufahrzeuge

1

2

3

45

ANr

Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname, FNr)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr)

Vereinfachung: Beide Tabellen können zu einer Tabelle zusammengefasst werden.Nachteil: Baufahrzeuge würde zu einer Eigenschaft des Arbeiters werden.



Vorlesung

1-c Relation

1 cArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr, ANr)

Müller

Lehmann

Berger

Altmann

1

2

3

4

Andy

Jens

Paul

Peter

ANr NameVor-name

5 Meyer Jens

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNr Bezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

3

1

4

oder auch: VORSICHT Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (ANr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)

Arbeitskräfte Baufahrzeuge

Müller

Lehmann

Berger

Altmann

1

2

3

4

2

leer

1

3

ANr NameFNr

5 Meyer leer

Arbeitskräfte (Anr, Name, Vorname, FNr)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)ist nicht erlaubt, da Nullwerte entstehen.



Vorlesung

1-m Relation

1 mArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge


Müller

Lehmann

Berger

Altmann

1

2

3

4

Andy

Jens

Paul

Peter

ANr NameVor-name

5 Meyer Jens

Arbeitskräfte

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNr Bezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

3

1

4

Kipper6 2000KF-37 1

7

4 1999BR 7LKW

5 1997RX-20LKW

LKW 2 1999L-186

2

5

Baufahrzeuge

Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen



Vorlesung

1-mc Relation

1 mcArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge


Müller

Lehmann

Berger

Altmann

1

2

3

4

Andy

Jens

Paul

Peter

ANr NameVor-name

5 Meyer Jens

Arbeitskräfte

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNr Bezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

3

5

1

Kipper6 2000KF-37 1

7

4 1999BR 7LKW

5 1997RX-20LKW

LKW 2 1999L-186

2

2

Baufahrzeuge

Jede Arbeitskraft kann 0,1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen



Vorlesung

c-c Relation

c cArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Arbeitskräfte

Müller

Lehmann

Berger

Altmann

1

2

3

4

Andy

Jens

Paul

Peter

ANr NameVor-name

5 Meyer Jens

2

1

FNr

3

Baufahrzeuge

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNrBezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

3

1

4

4 1999BR 7LKW

5 1997RX-20LKW

c-c Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN

Umwandlung (Transformation)von (c-c) in 2 (1-c)bedingt Einführung einer Entität

Baufahr-zeugfahrer

1c c

1

neue Entität: Baufahrzeugfahrer

134

ANr

21

FNr

3

Jede Arbeitskraft kann kein oder 1 Baufahrzeug bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden.

Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufharzeugfahrer ( ANr, FNr)



Vorlesung

c-m Relation


Müller

Lehmann

Berger

1

2

3

Andy

Jens

Paul

ANr NameVor-name

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNrBezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

3

1

Kipper6 2000KF-37 1

7

4 1999BR 7LKW

5 1997RX-20LKW

LKW 2 1999L-186

2

264

FNr11

ANr

271

23

Baufahrzeugfahrer

Arbeitskräfte (ANr, Name, Vorname)Baufahrzeuge (FNr, Bezeichnung, Typ, Baujahr)Baufahrzeugfahrer (FNr, ANr)

Jede Arbeitskraft kann ein oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden.

c-m Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN

Umwandlung (Transformation)in (1-m) und (1-c)bedingt Einführung einer Entität

c mArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Baufahr-zeugfahrer

1m c

1



Vorlesung

c-mc Relation


Müller

Lehmann

Berger

1

2

3

Andy

Jens

Paul

ANr NameVor-name

Altmann2 Peter

Meyer2 Jens

2

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNrBezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

1

2

Kipper6 2000KF-37 1

7

4 1999BR 7LKW

5 1997RX-20LKW

LKW 1999L-186

2

3

162

FNr11

ANr

235

23

Baufahrzeugfahrer


c-mc Relation erzwingt Nullwerte VERBOTEN

Umwandlung (Transformation)in (1-mc) und (1-c)bedingt Einführung einer Entität

c mcArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Baufahr-zeugfahrer

1mc c

1

Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von keiner oder 1 Arbeitskraft bedient werden.



Vorlesung

m-m Relation


m-m Relation erzwingt Redundanzen VERBOTENUmwandlung (Transformation)in (1-m) und (1-m)bedingt Einführung einer Entität

m mArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Baufahr-zeugfahrer

1m m

1

Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedient werden.

Baufahrzeugfahrer

111

ANr23

FNr

123

11

33

42

Arbeitskräfte

Müller

Lehmann

Berger

1

2

3

AndyJens

Paul

ANr NameVor-name

Baufahrzeuge

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90 1995

1997

1996

R 124

KF-36

FNrBezeich- Typ

Bau--jahrnung ANr

3

1

Kran6 1995AK-90 2

2

4 1999BR 7LKW

1 1995AK-90Kran

Bagger 1997R 124

1

1

3

3



Vorlesung

m-mc Relation


m-mc Relation erzwingt Redundanzen VERBOTENUmwandlung (Transformation)in (1-m) und (1-mc)erfordert Einführung einer Entität

m mcArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Baufahr-zeugfahrer

1mc m

1

Jede Arbeitskraft kann kein, 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden.

Baufahrzeugfahrer

112

ANr23

FNr

133

12

Baufahrzeuge

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90

R 124

KF-36

FNrBezeich- Typnung1995

1997

1996

Bau--jahr

ArbeitskräfteANr Name

Vor-name

Müller

Lehmann

Berger

1

2

3

Andy

Jens

PaulAltmann4 Peter

2

1

leer

ANr

Kran1 AK-90 1995 1

Bagger2 R 124 1997 2



Vorlesung

mc-mc Relation


mc-mc Relation erzwingt Redundanzen VERBOTENUmwandlung (Transformation)in 2 (1-mc)bedingt Einführung einer Entität

mc mcArbeits-kräfte

Bau-fahrzeuge

Baufahr-zeugfahrer

1mc mc

1

Jede Arbeitskraft kann 1 oder mehrere Baufahrzeuge bedienen.Jedes Baufahrzeuge kann von 1er oder mehreren Arbeitskräften bedienen werden.

Baufahrzeugfahrer

112

ANr21

FNr

124

22

Baufahrzeuge

Kran

Bagger

Kipper

1

2

3

AK-90

R 124

KF-36

FNr Bezeich- Typnung1995

1997

1996

Bau--jahr

ArbeitskräfteANr Name

Vor-name

Müller

Lehmann

Berger

1

2

3

Andy

Jens

PaulAltmann4 Peter

2

1

leer

ANr

Kran1 AK-90 1995 1

Bagger2 R 124 1997 2

Bagger2 R 124 1997 4

Documents

Bauinformatik II Softwareanwendungen 1 5. Semester 4. Vorlesung Assoziations- Relationen, Teil I Prof. Dr.-Ing. R. J. Scherer Nürnberger Str. 31a 2. OG,