Relationen in Datenbanken

• Entitäten sind einzelne, eindeutig identifizierbare Informationsobjekte.

• Die Tabellenüberschrift ist der Name der Entität. In unserem Beispiel „Mitarbeiter“

• Eine Relation beschreibt eine Beziehung zweier Entitäten / Tabellen miteinander. 

Primärschlüssel dienen der eindeutigen Identifikation eines Datensatzes in einer Tabelle.

• Wird innerhalb einer Tabelle nur einmal vergeben

• Meistens als ID bezeichnet

• Zählt aufwärts, jede Zahl darf nur einmal vorkommen

Jeder Fremdschlüssel ist ein Primärschlüssel aus einer anderen Tabelle.

Fremdschlüssel setzen zwei Tabellen in eine Beziehung zueinander. Er ist ein Verweis auf den

Primärschlüssel einer anderen Tabelle.

• Der Primärschlüssel aus der 1. Tabelle wird in der 2. Tabelle als neue Spalte hinzugefügt.

• Die neue Spalte ist dann der Fremdschlüssel

• Beim Fremdschlüssel können gleiche Werte vorkommen

• In unserem Beispiel können Kunden mehrere Bestellungen absetzen

• Ein  Datensatz A ist genau einem Datensatz aus Tabelle B zugeordnet und umgekehrt

• Bsp.: Schule - Schulleiter

• Darstellung über Fremdschlüsseleintrag

• Einem Datensatz aus Tabelle A können mehrere Datensätze aus Tabelle B zugeordnet werden. Umgekehrt können mehrere Datensätze aus Tabelle B nur ein Datensatz aus Tabelle A zugeordnet werden

• Bsp.: Klasse - mehrere Schüler, Schüler - eine Klasse

• Primärschlüssel aus der 1er-Seite geht als Fremdschlüssel in die n-Seite

• Einem Datensatz aus Tabelle A können mehrere Datensätze aus Tabelle B zugeordnet werden und umgekehrt.

• Auflösung

  • Zwingend notwendig: neue Tabelle (Auflösungstabelle)

  • Beide Tabellen geben Primärschlüssel als Fremdschlüssel weiter

• Definition: Jede Zeile (Tupel) in einer Tabelle muss eindeutig identifizierbar sein.

• Technische Umsetzung:

  • Wird durch Primärschlüssel (Primary Key) gewährleistet.

  • Ein Primärschlüssel darf nicht leer sein (NOT NULL) und keine Duplikate enthalten.

• Beispiel: Eine Tabelle "Kunden" hat eine Spalte "Kundennummer" als Primärschlüssel. Keine zwei Kunden dürfen dieselbe Kundennummer haben, und keine Kundennummer darf leer sein.

1. Definition: Beziehungen zwischen Tabellen müssen gültig sein, d. h., Fremdschlüsselwerte müssen auf existierende Primärschlüsselwerte verweisen oder NULL sein.

2. Technische Umsetzung:

   • Wird durch Fremdschlüssel (Foreign Key) erreicht.

   • Ein Fremdschlüssel in einer Tabelle verweist auf einen gültigen Primärschlüssel in einer anderen Tabelle.

3. Beispiel: Eine Tabelle "Bestellungen" enthält eine Spalte "Kundennummer" als Fremdschlüssel, der auf die "Kundennummer" in der Tabelle "Kunden" verweist. Eine Bestellung kann nur einem existierenden Kunden zugeordnet werden.

• Definition: Werte in einer Spalte müssen den vordefinierten Datentypen, Regeln oder Bereichen (Domains) entsprechen.

• Technische Umsetzung:

  • Wird durch Datentypen, Constraints und Validierungsregeln definiert.

• Beispiel: In einer Tabelle "Produkte" darf die Spalte "Preis" nur positive numerische Werte enthalten. Ein Textwert oder ein negativer Preis würde gegen die Domänenintegrität verstoßen.

Die Normalisierung ist ein Prozess in der Datenbankmodellierung, bei dem Daten strukturiert werden, um Redundanz zu reduzieren und die Datenintegrität sicherzustellen. Die Strukturierung erfolgt durch die Anwendung sogenannter Normalformen (NF), die Regeln und Kriterien für die Organisation von Tabellen in relationalen Datenbanken definieren.

Ziele der Normalisierung

1. Datenredundanz minimieren: Vermeidung von doppelten Daten, um Speicherplatz zu sparen und Datenkonsistenz sicherzustellen.

2. Datenanomalien verhindern: Probleme beim Einfügen, Aktualisieren oder Löschen von Daten vermeiden.

3. Datenkonsistenz und Integrität fördern: Die Struktur der Datenbank garantiert zuverlässige Beziehungen zwischen Daten.

Kriterium:

• Alle Attribute einer Tabelle enthalten atomare Werte. Ein Wert in einer Zelle darf nicht weiter unterteilt werden.

• Jede Zeile ist eindeutig identifizierbar (durch einen Primärschlüssel).

Ziele:

• Beseitigung von Wiederholungsgruppen (z. B. Listen oder Arrays in einer Zelle).

• Sicherstellung, dass jede Spalte nur eine Information speichert.

Kriterium:

• Die Tabelle erfüllt die Anforderungen der 1NF.

• Alle nicht-schlüsselattributen (alle Spalten, die nicht Teil des Primärschlüssels sind) hängen vollständig vom gesamten Primärschlüssel ab, nicht nur von einem Teil davon (bei zusammengesetzten Schlüsseln).

Ziele:

• Entfernung von partiellen Abhängigkeiten (ein Attribut hängt nur von einem Teil des zusammengesetzten Schlüssels ab).

• Vermeidung von Datenanomalien bei Änderungen oder Löschungen.

Kriterium:

• Die Tabelle erfüllt die Anforderungen der 2NF.

• Nicht-schlüsselattribute dürfen nicht transitiv von einem Primärschlüssel abhängen. Das bedeutet, dass Attribute nicht indirekt über ein anderes Nicht-Schlüsselattribut vom Primärschlüssel abhängen dürfen.

Ziele:

• Entfernung von transitiven Abhängigkeiten (ein Attribut hängt von einem anderen Nicht-Schlüsselattribut ab).

• Sicherstellung, dass jedes Attribut direkt vom Primärschlüssel abhängt.