Was ist eine Kardinalitätsdatenbank? (Definition und Typen) • BUOM

15. Juli 2021

Bei der Entwicklung neuer Programme und Datenbanken gibt es verschiedene Modellierungskonzepte, die angewendet werden können, um Struktur zu schaffen und Informationen für Benutzer leichter auffindbar zu machen. Datenbankadministratoren können Kardinalität auf eine Datenbank anwenden, um zu beschreiben, wie zwei verschiedene Objekte oder Entitäten miteinander in Beziehung stehen. Wenn Sie sich für den Entwurf oder die Pflege von Datenbanken interessieren, kann es hilfreich sein, etwas über Kardinalität zu lernen. In diesem Artikel erklären wir, was Datenbankkardinalität ist, diskutieren, warum sie wichtig ist, und untersuchen die drei Arten von Kardinalität.

Was ist Datenbankkardinalität?

Kardinalität ist ein mathematischer Begriff, der sich auf die Anzahl der Elemente in einer bestimmten Menge bezieht. Datenbankadministratoren können die Kardinalität zum Zählen von Tabellen und Werten verwenden. In einer Datenbank stellt die Kardinalität normalerweise die Beziehung zwischen Daten in zwei verschiedenen Tabellen dar und betont, wie oft ein bestimmtes Objekt im Vergleich zu einem anderen vorkommt. Beispielsweise könnte aus der Datenbank einer Autowerkstatt hervorgehen, dass ein Mechaniker jeden Tag mit mehreren Kunden arbeitet. Dies bedeutet, dass die Beziehung zwischen einer Mechaniker-Entität und einer Kunden-Entität eine Beziehung eines Mechanikers zu vielen Kunden ist.

Allerdings hat jeder Kunde genau ein Auto, das er bei seinem Besuch in die Autowerkstatt bringt. Dies bedeutet, dass die Beziehung zwischen der Kundenentität und der Fahrzeugentität eineindeutig ist. Mithilfe der Kardinalität können Datenbankadministratoren diese Beziehungen automatisch in einem Programm oder einer Datenbank herstellen. Dies kann Benutzern helfen, Beziehungen zwischen Mechanikern, Kunden und Fahrzeugen zu erkennen, wenn sie nach bestimmten Daten oder Dateien suchen.

Warum ist Kardinalität in Datenbanken wichtig?

Kardinalität ist wichtig, da sie auf strukturierte Weise Verknüpfungen von einer Tabelle oder Entität zu einer anderen erstellt. Dies wirkt sich erheblich auf den Abfrageausführungsplan aus. Ein Abfrageausführungsplan ist eine Abfolge von Schritten, die Benutzer ausführen können, um in einem Datenbanksystem gespeicherte Daten zu suchen und darauf zuzugreifen. Ein gut strukturierter Abfrageplan kann es Benutzern erleichtern, die benötigten Daten schnell zu finden. Kardinalität kann aus verschiedenen Gründen auf Datenbanken angewendet werden, aber Unternehmen nutzen das Kardinalitätsmodell typischerweise, um Informationen über ihre Kunden oder ihren Lagerbestand zu analysieren.

Beispielsweise könnte ein Online-Shop über eine Datenbanktabelle verfügen, in der alle seine einzelnen Kunden aufgelistet sind. Möglicherweise verfügen sie auch über eine weitere Datenbanktabelle, in der alle Einkäufe der Kunden in ihrem Geschäft aufgeführt sind. Da es wahrscheinlich ist, dass jeder Kunde mehrere Artikel in einem Geschäft gekauft hat, kann der Datenbankadministrator dies mit einer Eins-zu-Viele-Kardinalbeziehung darstellen, die jeden Kunden in der ersten Tabelle mit allen von ihm getätigten Einkäufen in der zweiten Tabelle verknüpft.

Arten von Macht in Datenbanken

Es gibt drei Arten von Kardinalität, die auf eine Datenbank angewendet werden können. Dabei handelt es sich um Eins-zu-Eins-, Eins-zu-Viele- und Viele-zu-Viele-Beziehungen. Hier finden Sie Definitionen und Beispiele für jeden Leistungstyp:

Eins-zu-eins-Beziehung

Eine Eins-zu-Eins-Beziehung (1:1) beschreibt eine Situation, in der ein Vorkommen eines Objekts mit genau einem Vorkommen eines anderen Objekts in Beziehung steht. Diese Art von Kardinalität kann in einer Datenbank auftreten, wenn Sie mit einer Zeile in einer bestimmten Tabelle arbeiten, die mit einer Zeile in einer anderen Tabelle verknüpft ist.

Beispiel. Eine Schule kann die Anzahl der Elemente in ihrer Schülerdatenbank verwenden, um die Eins-zu-eins-Beziehung zwischen jedem Schüler und seinem Schülerausweis anzuzeigen. Da eine Schule jedem Schüler nur eine ID zuweist, kann die Verwendung dieses Modellierungskonzepts Lehrern dabei helfen, die ID-Nummer eines Schülers schnell zu finden, wenn sie eine neue Karte erstellen oder diese für den Zugriff auf eine bestimmte Datei verwenden müssen.

Eins-zu-viele-Beziehung

Eine Eins-zu-Viele-Beziehung (1:Viele) beschreibt eine Situation, in der ein Vorkommen in einem Objekt mit vielen Vorkommen in einem anderen Objekt in Beziehung steht. Diese Art von Kardinalität kann in einer Datenbank auftreten, wenn Sie mit einer Zeile in einer bestimmten Tabelle arbeiten, die mit mehreren Zeilen in einer anderen Tabelle verknüpft ist.

Beispiel: Ein Online-Essenslieferdienst könnte eine Tabelle erstellen, in der alle seine Kunden-ID-Nummern gespeichert werden. Sie können auch eine weitere Tabelle für eindeutige Bestell-ID-Nummern erstellen. Jede Bestell-ID-Nummer muss mit der spezifischen Kunden-ID-Nummer des Bestellers übereinstimmen. Es kann jedoch sein, dass ein Kunde im Laufe der Zeit mehrere Bestellungen bei einem Lebensmittellieferdienst aufgibt.

Dies bedeutet, dass eine Kunden-ID-Nummer mit vielen Bestell-ID-Nummern verknüpft sein kann. Ein Datenbankdesigner kann mithilfe der Kardinalität eine Eins-zu-viele-Beziehung herstellen, sodass andere Teammitglieder jeden Kunden problemlos mit allen von ihm aufgegebenen Bestellungen verknüpfen können.

Viele-zu-viele-Beziehung

Eine Viele-zu-Viele-Beziehung (M:M) beschreibt eine Situation, in der mehrere Vorkommen in einem Objekt mit mehreren Vorkommen in einem anderen Objekt in Beziehung stehen. Diese Art von Kardinalität kann in einer Datenbank auftreten, wenn Sie mit mehreren Zeilen in einer bestimmten Tabelle arbeiten, die mit mehreren Zeilen in einer anderen Tabelle verknüpft sind.

Beispiel. Ein Buchhändler kann ein Viele-zu-Viele-Beziehungsmodell verwenden, um seine Online-Datenbank zu verwalten. Dazu kann eine Liste von Buchtiteln in einer Tabelle und eine Liste von Autorennamen in einer anderen Tabelle gehören. Viele Autoren haben möglicherweise mehrere Bücher, und einige Autoren sind möglicherweise sogar Co-Autor von Büchern.

Dies bedeutet, dass ein Autor mit mehr als einem Buch verknüpft werden kann und ein Buch mit mehr als einem Autor verknüpft werden kann. Mithilfe eines Viele-zu-Viele-Beziehungsmodells kann ein Buchhändler schnell beurteilen, welche Autoren und Bücher miteinander verwandt sind.

Häufig gestellte Fragen zur Kardinalität in Datenbanken

Hier finden Sie einige Antworten auf häufig gestellte Fragen zur Kardinalität in Datenbanken:

Wie unterscheidet sich Kardinalität von Modalität?

Obwohl Kardinalität und Modalität Modellierungskonzepte sind, die im Datenbankdesign zur Analyse von Entitäten und ihren Beziehungen untereinander verwendet werden, gibt es einige wesentliche Unterschiede zwischen den beiden Methoden. Die Kardinalität misst die maximale Anzahl von Assoziationen zwischen zwei verschiedenen Zeilen oder Spalten einer Tabelle. Die Modalität gibt jedoch an, ob überhaupt eine Beziehung zwischen zwei oder mehreren Entitäten besteht. Mit anderen Worten: Die Modalität konzentriert sich auf die Mindestanzahl an Assoziationen, darauf, ob die Beziehung obligatorisch ist und ob sie nullbar ist.

Was ist ein Entity-Relationship-Diagramm (ER-Diagramm)?

Ein ER-Diagramm stellt visuell die in einer bestimmten Datenbank gefundene Kardinalität dar. ER-Diagramme werden oft als Flussdiagramme dargestellt und zeigen, wie verschiedene Entitäten in einer Datenbank miteinander in Beziehung stehen. Ein Datenbankanalyst kann ein ER-Diagramm verwenden, um ein relationales Datenbanksystem zu entwerfen, zu aktualisieren oder Fehler zu beheben. ER-Diagramme sind nützlich, da sie Datenbankanalysten und Systembenutzern dabei helfen können, schnell zu bestimmen, wo sich Daten befinden und wie sie miteinander in Beziehung stehen.

Was ist der Unterschied zwischen hoher und niedriger Kardinalität?

Hohe Kardinalität beschreibt einen Datensatz, der eine große Anzahl eindeutiger Werte oder Entitäten enthält. Dies bedeutet ein hohes Maß an Abwechslung und sehr wenig Wiederholungen. Beispielsweise würde ein Datensatz, der die Namen jedes einzelnen Kunden auflistet, als mehrelementig betrachtet, da die Namen variieren können.

Niedrige Kardinalität bezieht sich auf einen Datensatz, der eine große Anzahl ähnlicher Werte oder Entitäten enthält. In einem Datensatz mit niedriger Kardinalität werden viele der gleichen Objekte wiederholt und die Vielfalt ist geringer. Beispielsweise kann ein Datensatz, der die Kategorien jedes Produkts für ein kleines Einzelhandelsgeschäft auflistet, eine niedrige Kardinalität aufweisen, da nur wenige Kategorien wiederholt werden können.