ER-Modell

#datenmodellierung/konzeptionell #datenbank/design #GFN/prüfungsrelevant/AP2

Das ER-Modell (Entity-Relationship-Modell) ist ein Plan für Datenbanken. Es zeigt, welche Daten es gibt und wie sie zusammenhängen.

Mit dem ER-Modell planst du die Struktur deiner Datenbank, bevor du sie baust.

I. Was ist das ER-Modell?

Ein Werkzeug zum Planen von Datenbanken.

Einfach erklärt

Das ER-Modell ist wie eine Landkarte für deine Datenbank:

Zeigt alle wichtigen "Dinge" (Entitäten)
Zeigt deren Eigenschaften (Attribute)
Zeigt wie sie verbunden sind (Beziehungen)

Beispiel Bibliothek:

Entitäten: Buch, Kunde, Ausleihe
Attribute: Buchtitel, Kundennummer
Beziehungen: Kunde leiht Buch aus

II. Die drei Grundelemente

Aus diesen Teilen besteht das ER-Modell.

ER-Komponenten

1. Entitäten (Rechtecke)

┌──────────┐
│  KUNDE   │  ← Objekt der realen Welt
└──────────┘

Dinge, die du speichern willst
Z.B. Kunde, Produkt, Rechnung
Immer GROSSGESCHRIEBEN

2. Attribute (Ovale)

   (Name)
     │
┌─────┴────┐
│  KUNDE   │
└─────┬────┘
     │
  (Alter)

Eigenschaften der Entitäten
Z.B. Name, Preis, Datum
In Klammern oder Ovalen

3. Beziehungen (Rauten)

┌────────┐     ┌──────────┐     ┌─────────┐
│ KUNDE  │────<│ BESTELLT │>────│ PRODUKT │
└────────┘     └──────────┘     └─────────┘

Verbindungen zwischen Entitäten
Z.B. kauft, gehört zu, liefert
Als Verb formulieren

III. Kardinalität

Wie viele Objekte können miteinander verbunden sein?

Kardinalität

Die drei Arten:

Notation	Name	Bedeutung
1:1	Eins zu eins	Jeder hat genau einen
1:n	Eins zu viele	Einer hat viele
n:m	Viele zu viele	Viele haben viele

Beispiele:

1:1 - Person ── hat ── Ausweis
     (Jede Person hat genau einen Ausweis)

1:n - Mutter ── hat ── Kinder
     (Eine Mutter kann viele Kinder haben)

n:m - Student ── besucht ── Kurs
     (Viele Studenten in vielen Kursen)

Siehe: Kardinalität für Details

IV. Vollständiges Beispiel

So sieht ein ER-Modell in der Praxis aus.

Online-Shop

(Name)  (Adresse)         (Titel)  (Preis)
  │       │                 │        │
  └───┬───┘                 └────┬───┘
  ┌───┴────┐     ┌──────────┐   ┌┴────────┐
  │ KUNDE  │────<│ BESTELLT │>──│ PRODUKT │
  └────────┘  1  └──────────┘ n └─────────┘
                      │
                      │ (Datum)
                      │ (Menge)

Erklärung:
- Ein Kunde kann viele Produkte bestellen (1:n)
- Bestellung hat Attribute: Datum, Menge
- Kunde hat: Name, Adresse
- Produkt hat: Titel, Preis

Detailliertes ASCII-Diagramm:

 ┌──────────────────────────────────────────────┐
 │                                              │
 │    (Email)    (Telefon)                      │
 │       │          │                           │
 │   ┌───┴──────────┴──┐                        │
 │   │     KUNDE       │                        │
 │   ├─────────────────┤                        │
 │   │ PK: KundenID    │                        │
 │   └────────┬────────┘                        │
 │            │                                 │
 │            │ 1                               │
 │            │                                 │
 │            ◇                                 │
 │      ┌─────┴────────┐                        │
 │      │   BESTELLT   │                        │
 │      └─────┬────────┘                        │
 │            │                                 │
 │            │ n                               │
 │            │                                 │
 │   ┌────────┴────────┐                        │
 │   │    PRODUKT      │                        │
 │   ├─────────────────┤                        │
 │   │ PK: ProduktID   │                        │
 │   └─────────────────┘                        │
 │       │          │                           │
 │   (Preis)    (Lager)                         │
 │                                              │
 └──────────────────────────────────────────────┘

Legende:
PK = Primary Key (Primärschlüssel)
1:n = Ein Kunde, viele Produkte
◇ = Beziehung

V. Vom ER-Modell zur Datenbank

So wird aus dem Modell eine echte Datenbank.

Umwandlung in Tabellen

Schritt 1: Entitäten → Tabellen

KUNDE → Tabelle "Kunde"
├─ KundenID (Primary Key)
├─ Name
├─ Adresse
└─ Email

Schritt 2: Beziehungen → Fremdschlüssel

1:n Beziehung:
Foreign Key auf der "n"-Seite

Bestellung:
├─ BestellID ([[Primary Key]])
├─ KundenID ([[Foreign Key]])  ← Verweis auf Kunde
├─ Datum
└─ Menge

Schritt 3: n:m Beziehungen → Zwischentabelle

Student ←→ Kurs

Neue Tabelle "Teilnahme":
├─ StudentID ([[Foreign Key]])
├─ KursID ([[Foreign Key]])
└─ Note

Grundlage für Datenbank-Design

Das ER-Modell ist der erste Schritt beim Erstellen einer Datenbank. Danach kommen:

ER-Modell erstellen
In Tabellen umwandeln mit [[Primary Key]] und [[Foreign Key]]
Normalisierung anwenden: 1. Normalform, 2. Normalform, 3. Normalform
Datenbank implementieren mit SQL

VI. Prüfungswissen

Prüfungsrelevant

Grundelemente kennen:

Entität (Rechteck)
Attribut (Oval)
Beziehung (Raute)
Kardinalität (1:1, 1:n, n:m)

ER-Diagramm zeichnen können:

Entitäten identifizieren
Attribute zuordnen
Beziehungen benennen
Kardinalität angeben

Typische Aufgaben:

"Erstellen Sie ein ER-Modell für..."
"Welche Kardinalität hat die Beziehung?"
"Wandeln Sie das ER-Modell in Tabellen um"

Typische Prüfungsfrage

Frage: "Erstellen Sie ein ER-Modell für eine Schulverwaltung mit Lehrern, Schülern und Klassen."

Antwort:

 ┌─────────┐     ┌──────────┐     ┌─────────┐
 │ LEHRER  │────<│ UNTERRICHT│>────│ KLASSE  │
 └─────────┘  n  └──────────┘  m  └─────────┘
     │                                  │
  (Name)                             (Raum)
  (Fach)                              │
                                      │
                                 ┌────┴────┐
                                 │ SCHÜLER │
                                 └─────────┘
                                      │
                                   (Name)
                                   (Alter)

Erklärung:
- n:m zwischen Lehrer und Klasse (Lehrer unterrichtet mehrere Klassen, Klasse hat mehrere Lehrer)
- 1:n zwischen Klasse und Schüler (Klasse hat viele Schüler)