Das Entity-Relationship-Diagramm nach Chen

Zweck und Bedeutung

Bevor eine Datenbank implementiert wird, muss ihr logischer Aufbau geplant werden. Das Entity-Relationship-Diagramm (ER-Diagramm), entwickelt von Peter P.-S. Chen im Jahr 1976, ist das am weitesten verbreitete Werkzeug zur grafischen Modellierung von Datenbankstrukturen. Es ermöglicht, die fachlichen Anforderungen unabhängig vom konkreten Datenbanksystem zu beschreiben.

Symbole des Chen-Notation

Die Chen-Notation verwendet standardisierte geometrische Formen:

• Rechteck: Repräsentiert einen Entitätstyp (z. B. Kunde, Produkt, Bestellung).
• Ellipse: Repräsentiert ein Attribut eines Entitätstyps oder einer Beziehung.
• Ellipse mit Doppelrand: Repräsentiert ein mehrwertiges Attribut (ein Attribut, das mehrere Werte annehmen kann, z. B. Telefonnummern).
• Gestrichelte Ellipse: Repräsentiert ein abgeleitetes Attribut (ein Wert, der aus anderen Attributen berechnet werden kann, z. B. Alter aus Geburtsdatum).
• Raute: Repräsentiert eine Beziehung zwischen zwei oder mehr Entitätstypen.
• Rechteck mit Doppelrand: Repräsentiert einen schwachen Entitätstyp — eine Entität, die ohne eine andere nicht existieren kann.
• Raute mit Doppelrand: Repräsentiert eine identifizierende Beziehung (gehört zu einem schwachen Entitätstyp).
• Unterstrichenes Attribut: Kennzeichnet das Schlüsselattribut (Primärschlüssel) eines Entitätstyps.
• Gestrichelt unterstrichenes Attribut: Partieller Schlüssel eines schwachen Entitätstyps.

Beziehungen und Kardinalitäten im ER-Diagramm

Beziehungen zwischen Entitätstypen werden durch Linien zwischen Rechteck (Entitätstyp) und Raute (Beziehung) dargestellt. Die Kardinalität wird an den Linien notiert.

Notation der Kardinalität (Chen)

In der Chen-Notation werden die Kardinalitäten als Zahlen oder Buchstaben an den Verbindungslinien angegeben:

• 1 — genau eine Entität
• N (oder M) — beliebig viele Entitäten

Beispiel: Bestellung–Kunde: Ein Kunde (1) gibt viele Bestellungen (N) auf. Die Kardinalität wird so eingetragen: Auf der Seite des Kunden steht ‚1‘, auf der Seite der Bestellung steht ‚N‘.

Beispiel: Student–Kurs: Ein Student (N) belegt viele Kurse (M), und ein Kurs (M) hat viele Studenten (N). Das wird als N:M-Beziehung modelliert und erfordert eine Zwischentabelle.

Schwache Entitätstypen

Ein schwacher Entitätstyp kann ohne eine übergeordnete Entität nicht existieren und hat keinen eigenen vollständigen Primärschlüssel. Er wird durch ein Doppelrechteck dargestellt.

Beispiel: Ein ‚Raum‘ in einem Gebäude existiert nur im Kontext eines bestimmten ‚Gebäudes‘. Die Raumnummer ‚101‘ ist nur innerhalb eines Gebäudes eindeutig — erst die Kombination aus Gebäude-ID und Raumnummer ergibt einen vollständigen Schlüssel.

Vom ER-Diagramm zum Relationenmodell

Das ER-Diagramm ist eine konzeptuelle Darstellung. Für die Implementierung wird es in ein Relationenmodell überführt. Die Überführungsregeln sind:

• Entitätstyp → Tabelle: Jeder Entitätstyp wird zu einer Tabelle. Attribute werden zu Spalten. Das Schlüsselattribut wird Primärschlüssel.
• 1:N-Beziehung: Der Primärschlüssel der ‚1‘-Seite wird als Fremdschlüssel in der Tabelle der ‚N‘-Seite gespeichert.
• N:M-Beziehung: Eine neue Zwischentabelle wird erstellt, die die Primärschlüssel beider Entitätstypen als Fremdschlüssel (und zusammengesetzt als Primärschlüssel) enthält.
• 1:1-Beziehung: Der Fremdschlüssel kann in einer der beiden Tabellen gespeichert werden — vorzugsweise in der, bei der die Beziehung optional ist.
• Schwacher Entitätstyp: Wird zu einer Tabelle, deren Primärschlüssel aus dem partiellen Schlüssel und dem Fremdschlüssel der übergeordneten Tabelle zusammengesetzt ist.