Modellierungskonzepte

2-stufige Modellierung

Das konzeptuelle Schema soll sowohl die reale Welt unabhängig von DV-Gesichtspunkten beschreiben als auch die Grundlage für das interne Schema bilden, welches natürlich stark maschinenabhängig ist. Um diesen Konflikt zu lösen, stellt man dem konzeptuellen Schema ein sogenanntes ``logisches'' Schema zur Seite, welches die Gesamtheit der Daten zwar hardware-unabhängig, aber doch unter Berücksichtigung von Implementationsgesichtspunkten beschreibt. Das logische Schema heißt darum auch implementiertes konzeptuelles Schema. Es übernimmt die Rolle des konzeptuellen Schemas, das nun nicht mehr Teil des eigentlichen Datenbanksystems ist, sondern etwas daneben steht und z. B. auch aufgestellt werden kann, wenn überhaupt kein Datenbanksystem zum Einsatz kommt (Abbildung 1.3).

Zur Modellierung der konzeptuellen Ebene verwendet man das Entity-Relationship-Modell, welches einen Ausschnitt der Realwelt unter Verwendung von Entities und Relationships beschreibt :

• entity:
  Gegenstand des Denkens und der Anschauung (z. B. eine konkrete Person, ein bestimmter Ort)
• relationship:
  Beziehung zwischen den entities (z. B. wohnt in)

Entities werden charakterisiert durch eine Menge von Attributen, die gewisse Attributwerte annehmen können. Entities, die durch dieselbe Menge von Attributen charakterisiert sind, können zu einer Klasse, dem Entity-Typ, zusammengefaßt werden. Entsprechend entstehen Relationship-Typen.

• Beispiel:
  Entity-Typ Student habe die Attribute Mat-Nr., Name, Hauptfach.
  Entity-Typ Ort habe die Attribute PLZ, Name.
  Relationship-Typ wohnt setzt Student und Ort in Beziehung zueinander.

Die graphische Darstellung erfolgt durch Entity-Relationship-Diagramme (E-R-Diagramm). Entity-Typen werden durch Rechtecke, Beziehungen durch Rauten und Attribute durch Ovale dargestellt. Abbildung 1.4 zeigt ein Beispiel.

Beispiel für E-R-Diagramm

Zur Formulierung des logischen Schemas stehen je nach zugrundeliegendem Datenbanksystem folgende Möglichkeiten zur Wahl:

• Das hierarchische Modell (z. B. IMS von IBM)
• Das Netzwerkmodell (z. B. UDS von Siemens)
• Das relationale Modell (z. B. Access von Microsoft)
• Das objektorientierte Modell (z. B. O₂ von O₂ Technology)

Das hierarchische Modell (basierend auf dem Traversieren von Bäumen) und das Netzwerkmodell (basierend auf der Navigation in Graphen) haben heute nur noch historische Bedeutung und verlangen vom Anwender ein vertieftes Verständnis der satzorientierten Speicherstruktur. Relationale Datenbanksysteme (basierend auf der Auswertung von Tabellen) sind inzwischen marktbeherrschend und werden teilweise durch Regel- und Deduktionskomponenten erweitert. Objektorientierte Systeme fassen strukturelle und verhaltensmäßige Komponenten in einem Objekttyp zusammen und gelten als die nächste Generation von Datenbanksystemen.