Kontrollfragen
- Aus welchen Phasen besteht das vorgestellte Konzept zum Entwurf einer Datenbank?
- Wozu dient der konzeptionelle Entwurf?
- Worin besteht der Unterschied zwischen dem konzeptionellen und dem logischen Entwurf?
- Was versteht man unter einer Miniwelt?
- In der externen Phase wird die Informationsstruktur für das spätere DBS analysiert. Beschreibe die unterschiedlichen Ansatzpunkte der Ermittlung dieser Struktur aufgrund von Realitätsbeobachtungen mit der Ermittlung aufgrund von Benutzersichtanalysen.
- Was versteht man unter dem Begriff Geschäftsregeln? Wofür werden diese Geschäftsregeln konkret bei der Entwicklung eines ER-Modells benötigt?
- Welche Abstraktionsmechanismen werden bei der Entwicklung der Datenstruktur unterschieden?
- Welche Modellelemente werden bei der Erstellung eines ER-Modells verwendet? Definiere diese Modellelemente und führe jeweils verschiedene Beispiele an. Wie werden diese Modelelemente grafisch dargestellt?
- Können Sub- bzw. Supertypen als Beziehungstypen aufgefasst werden?
- Welche Arten von Beziehungen gibt es zwischen Entities?
Aufgabe 1
Die folgende Musterrechnung dokumentiert eine Miniwelt „Rechnung“ in einer Firma.
- Beschreiben Sie, welche Objekte und Beziehungen sich aus der Rechnung ableiten lassen.
- Formulieren Sie Geschäftsregeln für die Miniwelt.
- Skizzieren Sie ein Modell der Miniwelt.
Aufgabe 2
Die folgende Tabelle zeigt jeweils zwei Objekttypen und den zugehörigen Beziehungstyp. Gib für jede Beziehung die Kardinalität an.
Schüler | hat | Tutor |
Schüler | bekommt heute | Zeugnis |
Schüler | darf arbeiten an | Computer |
Schüler | hat ausgeliehen | Buch |
Schüler | besucht | Kurs |
Schüler | ist befreundet mit | Schüler |
Aufgabe 3
Ein Mitarbeiter bestellt bei einem Bürolieferanten Büromaterial. Welche der folgenden Attribute sind dem Geschäftsobjekt Bürolieferant zuzuordnen und welches Attribut sollte man als Primärschlüssel für das Geschäftsobjekt festlegen?
Name des Mitarbeiters, Lieferantennummer, Bestellnummer, bestellte Artikel, Bezeichnung der Firma des Mitarbeiters, Bezeichnung des Lieferanten, Adresse des Lieferanten
Aufgabe 4
Geben Sie zu dem ERM die Geschäftsregeln an.
Aufgabe 5 (Fluggesellschaft)
Teil A
Einer Flughafen-Datenbank liegen folgende Fakten und Geschäftsregeln zu Grunde:
- Jede Fluggesellschaft hat ein Kürzel, einen Namen und einen Stammsitz.
- Jedes Flugzeug hat eine Seriennummer, einen Hersteller, einen Typ und eine Passagierkapazität.
- Jeder Abflug hat eine Nummer, eine Abflugzeit (Datum und Uhrzeit) und einen Zielort.
- Jede Fluggesellschaft hat mindestens ein Flugzeug (seit bestimmtem Tag). Jedes Flugzeug wird von genau einer Fluggesellschaft betrieben.
- Für jeden Abflug wird genau ein Flugzeug eingesetzt. Flugzeuge sind (natürlich) wieder verwendbar.
Entwickeln Sie ein ER-Diagramm mit den Kardinalitäten nach Chen.
Teil B
Ergänzen Sie das ERM aus Teilaufgabe A durch folgende Fakten und Geschäftsregeln:
- Jeder Flugzeugführer hat einen Namen und ein Geburtsjahr. Er hat die Berechtigung, bestimmte Flugzeugtypen zu fliegen. Jedes Flugzeug, das einer Fluggesellschaft gehört, hat mindestens einen zum Fliegen berechtigten Flugzeugführer.
- Für jeden Abflug braucht es einen Piloten und einen Copiloten.
- Die Rolle Pilot oder Copilot hängt vom Flug und nicht vom Flugzeug ab. Ein bestimmter Flugzeugführer kann je nach Flug Pilot oder Copilot sein.
Aufgabe 6 (Sportverein)
Der Beginn des ER-Modells ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Erläutern Sie kurz die benutzten Symbole.
Nach einem Gespräch mit dem Vereinsvorstand sollen Sie von folgenden weiteren abzubildenden Gegebenheiten ausgehen:
- In einigen Sportarten werden auch eine oder mehrere Mannschaften gestellt, die an Wettbewerben teilnehmen.
- Die Mannschaften setzen sich aus Mitgliedern des Vereins zusammen.
- Vereinsmitglieder müssen nicht zu einer Mannschaft gehören, können aber auch zu mehreren Mannschaften gehören.
- Die einzelnen Mannschaften werden genau von einem Mitglied betreut.
- Ein Mitglied kann auch mehrere Mannschaften betreuen.
- Es gibt verschiedene Sportstätten, die durch ihren Namen und ihre Adresse beschrieben werden.
- Die einzelnen Mannschaften trainieren in verschiedenen Sportstätten zu bestimmten Trainingszeiten (Wochentag, Trainingszeit). Dabei kann für jede Mannschaft die Sportstätte wechseln.
Verändern und erweitern Sie das gegebene ER-Modell mit den gegebenen Informationen: neue Objekttypen mit Primärschlüssel und Attributen, Beziehungen mit Kardinalitäten (nach Chen). Berücksichtigen Sie dabei nur die gegebenen Informationen in dieser „Miniwelt“. Die Attribute der vorgegebenen Objekte müssen nicht mehr aufgeführt werden.
Aufgabe 7
Entscheiden Sie, ob die jeweilige Aussage falsch oder richtig ist.
- Wenn ein Unternehmen nur in einer bestimmten Branche tätig sein darf, dann ist es eine 1:1 Beziehung.
- Wenn ein Unternehmen nur in einer bestimmten Branche tätig sein darf, dann ist es eine n:1 Beziehung (Unternehmen:Branche).
- Ein Mitarbeiter darf bei mehreren Unternehmen beschäftigt sein.
- Aus dem vorliegenden ER-Diagramm lässt sich eine Hierarchie der zu einem Konzern gehörenden Unternehmen herleiten.
- Aus dem vorliegenden ER Diagramm lässt sich bestimmen, welcher Mitarbeiter der Konzernleiter ist.
- Das Verhältnis zwischen der Anzahl der beschäftigten Männer und der beschäftigten Frauen ist mit Sicherheit ausgeglichen, wenn die Beziehungen „arbeitet in“ und „tätig in“ 1:1 Beziehungen sind.
- Es kann kein Mitarbeiter außerhalb eines Unternehmens existieren.
Aufgabe 8 (Projektverwaltung)
(Quelle: https://www.kstbb.de/)
Eine Stadtverwaltung möchte alle ressortübergreifenden Projekte in einer Datenbank erfassen.
Anforderungsdefinition
Die Datenbank soll Auskunft geben, welche Projekte aktuell laufen beziehungsweise bereits abgeschlossen sind, welcher Mitarbeiter das Projekt leitet beziehungsweise zuletzt geleitet hat und welche weiteren Mitarbeiter beteiligt sind beziehungsweise waren.
Jedem Projekt muss stets ein Projektleiter zugewiesen sein. Für alle beteiligten Mitarbeiter muss außerdem das Ressort angegeben sein, in dem sie arbeiten.
Daten
- Für jedes Projekt sollen die Projektbezeichnung, eine Kurzbeschreibung, das Start- und das Abschlussdatum, der Projektleiter sowie alle weiteren Projektmitarbeiter verfügbar sein.
- Für jeden Mitarbeiter sollen Personalnummer, Vor- und Nachname sowie das Ressort, in dem er arbeitet, verfügbar sein.
- Für jedes Ressort soll dessen Bezeichnung gespeichert werden können.
- In der Datenbank sollen alle Ressorts der Stadt verfügbar sein, auch wenn ein Ressort bisher noch keinen Mitarbeiter für ein solches Projekt abgestellt hat.
Erstellen Sie ein ERM.
Aufgabe 9 (Rechnungsverwaltung)
(Quelle: https://www.kstbb.de/)
Ein Handelsunternehmen möchte seine Kundenrechnungen in einer Datenbank erfassen.
Erstellen Sie auf der Basis dieser Kundenrechnung ein ERM.
Aufgabe 10 (Fertigung)
(Quelle: https://www.kstbb.de/)
Ein Maschinenbau-Unternehmen möchte seine Fertigung in einer zentralen Datenbank verwalten.
Anforderungsdefinition
Das Unternehmen hat verschiedene Fertigungsstraßen eingerichtet, in denen jeweils genau ein Produkt hergestellt wird. Manche Produkte werden nicht mehr hergestellt, andere sind dagegen so gefragt, dass sie sogar in mehreren Fertigungsstraßen gefertigt werden.
Eine Fertigungsstraße setzt sich aus verschiedenen Fertigungsstationen zusammen. Es soll jedoch auch möglich sein, eine Fertigungsstraße zu speichern, der noch keine Fertigungsstationen zugewiesen sind. Eine Fertigungsstation gehört stets zu genau einer Fertigungsstraße.
An einer Fertigungsstation arbeiten in der Regel mehrere Mitarbeiter. In der Planungsphase ist es jedoch auch möglich, dass ihr noch kein Mitarbeiter zugeordnet ist. Ein Mitarbeiter ist höchstens einer Fertigungsstation zugeordnet.
In einer Fertigungsstation können für die einzelnen Arbeitsschritte Maschinen zum Einsatz kommen. Jede Maschine wird in höchstens einer Fertigungsstation verwendet werden. Maschinen, die gerade nicht in einer Fertigungsstraße eingesetzt sind, werden eingelagert, bis sie wieder in einer Fertigungsstraße benötigt bzw. verkauft oder verschrottet werden.
Für jede Maschine wird außerdem erfasst, welche Mitarbeiter prinzipiell in der Lage sind, sie zu bedienen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass eine neu angeschaffte Maschine zunächst noch von keinem Mitarbeiter bedient werden kann. Es gibt auch Mitarbeiter, die (noch) nicht in der Lage sind, eine Maschine zu bedienen. Andere wiederum haben Schulungen für verschiedene Maschinen erhalten.
Daten
- Für jedes Produkt soll eine Artikelnummer und eine Bezeichnung verfügbar sein.
- Für jede Fertigungsstraße soll ein Kürzel und eine Bezeichnung verfügbar sein.
- Für jede Fertigungsstation soll ein Kürzel und eine Bezeichnung verfügbar sein.
- Für jede Maschine soll eine Anlagennummer und eine Bezeichnung verfügbar sein.
- Für jeden Mitarbeiter sollen Personalnummer sowie Vor- und Nachname verfügbar sein.
Erstellen Sie ein ERM.
Aufgabe 11 (Abiprüfung)
Aufgabe 12 (Zoo)
Mehrere in ganz Deutschland verteilte Zoos sollen mittels einer Datenbank verwaltet werden. Jeder Zoo (eindeutige Identifikationsnummer, Name und Ort) hat mehrere Tierarten (bezeichnet durch ihren Namen). Diese Tierarten werden von mehreren Pflegern (Personalnummer, Name, Geburtsdatum, Gehalt) gepflegt und befinden sich in jeweils einem ihnen zugeteilten Raum (Raum-Nummer, Fläche). Als Raum werden hier auch Außengehege bezeichnet. Von jeder Tierart gibt es einige Exemplare (eindeutige Tier-Nummer, Alter, Geschlecht). Jedes Tier bekommt eine spezielle Futtermischung (eindeutige Nummer, Bezeichnung), welche aus verschiedenen Futtermitteln (eindeutige Nummer, Name) hergestellt wird. Die Futtermittel werden von Lieferanten (eindeutige Lieferanten-Nummer, Name, Adresse) geliefert und in Lagern (eindeutige Lager-Nummer, Kapazität) aufbewahrt.
Aufgabe 13 (Deutsche Bahn)
Nachfolgend wird eine mögliche Modellierung eines Teils der deutschen Bahn beschrieben. Diese Modellierung ist sicher weder vollständig noch die einzig mögliche, da Modellierung stets ein Abwägen der Möglichkeiten ist.
Strecken und Verbindungen
- Eine Station hat einen Namen und eine Nummer.
- Eine Zugverbindung fährt ohne Halt von einer Station zu einer anderen.
- Zugverbindungen haben eine Abfahrtszeit, eine Ankunftszeit und einen (Abfahrts)tag.
- Verbindungen können von mehreren Zügen genutzt werden.
Züge
- Nahverkehrs- und Fernzüge sind Züge und bestehen aus Wagen, die wiederum Plätze enthalten.
- Nahverkehrs- und Fernzüge (Züge) haben jeweils eindeutige Nummern.
- Fernzüge haben Namen und manchmal Speisewagen als besondere Wagen.
- Jeder Platz hat eine Nummer und eine Klasse. Zusätzlich wird festgehalten, ob es ein Raucherplatz und/oder ein Fensterplatz ist.
- Jeder Wagen hat eine eindeutige Nummer.
Tickets und Reservierungen
- Ein Ticket gilt für eine oder mehrere Verbindungen und hat einen Preis und eine Ticketnummer.
- Für Tickets können ein oder mehrere Aufschläge / Rabatte berechnet werden
- Ein Aufschlag oder Rabatt hat einen Namen, einen Betrag und eine Einheit.
- Ein Aufschlag oder Rabatt kann einen anderen oder mehrere ausschließen.
ER-Modelle unterstützen das Konzept der Generalisierung und Spezialisierung. Erläutern Sie kurz dieses Konzept und geben Sie an, welche Entities in diesem Sinne erfasst werden können.
Entwerfen Sie ein ER-Diagramm mit Kardinalitäten nach Chen, welches die skizzierte Miniwelt darstellt.