ER-Modell

Das Entity-Relationship (ER) Modell ist ein konzeptionelles Datenbankmodell, das dazu dient, die Struktur einer Datenbank auf einer übergeordneten Ebene zu beschreiben, unabhängig von einem bestimmten Datenbanksystem. Es wurde 1976 von Peter Chen eingeführt.

Kernkonzepte

Entitäten

Eine Entität ist ein Objekt oder Konzept aus der realen Welt, das sich von anderen Objekten unterscheiden lässt. Entitäten des selben Types werden zu Entitätstypen zusammengefasst (z.B. Kunde, Produkt, Bestellung). Ein einzelnes Vorkommen wird als Entitätsinstanz bezeichnet.

Attribute

Attribute beschreiben die Eigenschaften eins Entitätstypen.

Typ	Beschreibung	Beispiel
Simple	Atomar, unteilbarer Wert	Vorname, Alter
Composite	Besteht aus Unterattributen	Adresse = (Straße, Stadt, PLZ)
Multivalued	Kann mehrere Werte enthalten	Handynummern
Derived	Berechnet aus einem anderen Attribut	Alter abgeleitet aus Geburtsdatum

Das Schlüsselattribut (Primärschlüssel) identifiziert jede Entitätsinstanz eindeutig, z.B. KundenID.

Beziehungen

Eine Beziehung beschreibt eine Verbindung zwischen zwei oder mehreren Entitätstypen. Genau wie Entitäten werden Beziehungen in Beziehungstypen gruppiert (z.B. ein Kunde platziert eine Bestellung). Beziehungen können auch ihre eigenen Attribute haben (z.B. eine ArbeitetFür-Beziehung könnte ein Startdatum beinhalten).

Kardinalitäten

Kardinalität definiert wie viele Instanzen einer Entität mit einer Instanz einer anderen Entität verknüpft werden können.

Typ	Beschreibung	Beispiel
1:1	Eine Instanz bezieht sich genau auf eine andere	Eine Person hat einen Reisepass
1:N	Eine Instanz bezieht sich auf viele andere	Ein Kunde kann viele Bestellungen machen
N:M	Viele Instanzen beziehen sich auf viele andere	Studenten belegen mehrere Kurse; Kurse haben mehrere Studenten

Participation legt darüber hinaus fest, ob jede Entitätsinstanz an einer Beziehung beteiligt sein muss:

• Total participation (Pflicht): Jede Instanz muss in mindestens einer Beziehung sein, z.B. jede Bestellung muss einem Kunden zugeordnet sein.
• Partial participation (optional): Manche Instanzen nehmen eventuell nicht teil, z.B. nicht jeder Kunde hat eine Bestellung durchgeführt.

Schwache Entitäten

Eine schwache Entität kann nicht eindeutig anhand ihrer eigenen Attribute identifiziert werden. Sie ist abhängig von einer starken (Besitzer) Entität für ihre Identität.

• Die schwache Entität hat einen Teilschlüssel (Diskriminator), der nur im Kontext ihres Eigentümers eindeutig ist.
• Die Beziehung, die eine schwache Entität mit ihrem Besitzer verbindet, wird als identifizierende Beziehung bezeichnet.

Beispiel: OrderItem ist eine schwache Entität. Der Teilschlüssel LineNumber ist nur eindeutig innerhalb einer spezifischen Order. Die vollständige Identität lautet (OrderID, LineNumber).

Beispiel: Bestellmanagement

Das folgenden Beispiel zeigt einen Customer welcher Orders platzieren kann, jede Bestellung besteht aus einem oder mehreren OrderItems. OrderItem ist eine schwache Entität, da eine LineNumber nur im Zusammenhang mit einem bestimmten Auftrag Sinn ergibt.

┌──────────────────┐                      ┌──────────────────┐
│    Customer      │                      │     Order        │
├──────────────────┤                      ├──────────────────┤
│ CustomerID (PK)  │─── 1 ── places ── N ─│ OrderID (PK)     │
│ Name             │                      │ OrderDate        │
│ Email            │                      └────────┬─────────┘
└──────────────────┘                               │ 1
                                                   │
                                               contains
                                            (identifying)
                                                   │
                                                   │ 1..*
                                          ╔════════╧═════════╗
                                          ║    OrderItem     ║
                                          ╠══════════════════╣
                                          ║ ~LineNumber      ║
                                          ║  Quantity        ║
                                          ╚══════════════════╝

Zuordnung zu relationalen Tabellen

ER-Konzept	Relationale Zuordnung
Entitätstyp	Tabelle
Attribut	Spalte
Schlüsselattribut	Primärschlüssel
1:N Beziehung	Fremdschlüssel auf der N-seitigen Tabelle
N:M Beziehung	Verbindungstabelle mit Fremdschlüsseln zu beiden Entitätstabellen
Schwache Entität	Tabelle mit einem zusammengesetzten Primärschlüssel (Eigentümerschlüssel + Teilschlüssel)