# Entity-Relationship-Modell (ERM)

Zum Einstieg werden im Folgenden einige Begriffe rund um das Thema erläutert. [^ERM]

[^ERM]: Definition der Grundbegriffe in Anlehnung an den Wikipedia-Artikel [Entity-Relationship-Modell](https://de.wikipedia.org/wiki/Entity-Relationship-Modell)

## Grundbegriffe

Entity-Relationship-Modell
~ ist ein Modell zur Darstellung von Objekten (Entitäten) mit Eigenschaften (Attribute) und der Beziehungen (Relationship) zwischen den Objekten.

Darstellung der Elemente:

graph ERM {
	layout=neato

    node [shape=box]
        Entity        [pos="-2,0!"]
    node [shape=ellipse]
        attribute     [pos="0,0!"]
    node [shape=diamond fontsize=8]
        Relationship  [pos="2,0!"]
}

Entität (engl. Entity)
~ individuell identifizierbares Objekt der Wirklichkeit

:::info
**Beispiel:** Ein Autor, Ein Buch, Ein Verlag
:::

graph ER_Entity {
	layout=neato
    
    node [shape=box] 
        Autor         [pos="-2,0!"] 
        Verlag        [pos="2,0!"] 
        Buch          [pos="0,0!"]
}

Attribut (engl. attribute)
~ Eigenschaften einer Entität (oder Beziehung)

:::info
**Beispiel:** Alter eines Autors, Name eines Autors, Name eines Buchs
:::

graph ERM_attribute {
	layout=neato

	node [shape=box]
        Autor         [pos="0,0!"]
     node [shape=ellipse] 
        Alter         [pos="0,1!"]
        Name          [pos="1,1!"]

	Autor -- {Name , Alter }
}

Beziehung (engl. Realtionship)
~ Zusammenhang zwischen Entitäten
~ z. B. Ein Buch hat ein Titelbild, Ein Verlag verlegt Bücher

Kardinalität
~ beschreibt wie viele Beziehungen zwischen den Entitäten bestehen:

* 1:1-Beziehung
z. B. Ein Buch hat ein Titelbild

graph ERM_Relationship_1_1 {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Buch      [pos="0,2!"] 
        Titelbild [pos="3,2!"]

	node [shape=diamond fontsize=8] 
        hat [pos="1.5,2!"] 
        
    Buch      -- hat [label="1"]
    Titelbild -- hat [label="1"]
}

* 1:n-Beziehung
z. B. Ein Verlag verlegt n Bücher

graph ERM_Relationship_1_n {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Verlag   [pos="0,2!"] 
        Buch     [pos="3,2!"]

	node [shape=diamond fontsize=8] 
        verlegt [pos="1.5,2!"] 
        
    Verlag -- verlegt [label="1"]
    Buch   -- verlegt [label="n"]
}

* n:m-Beziehung
z. B. Viele (n) Autoren schreiben viele (m) Bücher

graph ERM_Relationship_n_m {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Autor    [pos="0,2!"] 
        Buch     [pos="3,2!"]

	node [shape=diamond fontsize=8] 
        schreibt [pos="1.5,2!"] 
        
    Autor -- schreibt [label="n"]
    Buch  -- schreibt [label="m"]
}

## ER-Modell in Tabellen

* Für jeden Entitätstyp wird eine Tabelle definiert.
* Für jeden N:M Beziehungstyp wid eine Tabelle benötigt, die die Attribute des Beziehungstyps und je einen Fremschlüssel für die beteiligten Entitätstypen enthält.
* 1:N Beziehungstypen werden umgesetzt, indem der Primärschlüssel der 1-Seite in die Tabelle der N-Seite als Fremdschlüssel eingetragen wird.
* Bei 1:1 Beziehungstypen gibt es mehrere Möglichkeiten.
* die einfachste Möglichkeit : Beide Entitätstypen werden zu einer Relation zusammengefasst
* Umsetzung mit 2 Tabellen. Den Primärschlüssel der einen Tabelle als Fremdschlüssel in die andere Tabelle eingetragen

graph ERM_attribute {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Kunde    [pos="1,3!"] 
     node [shape=ellipse] 
        Vorname      [pos="0,4!"]
        Nachname     [pos="0,2!"]
        Land         [pos="3,4!"]
        KundenNr     [pos="3,2!"]
        
	Kunde     -- {Vorname , Nachname, Land, KundenNr   }
}

(Beispiel RM)

graph ERM_attribute {
    rankdir="LR"
        
	node [shape=box] 
        Kunde     
     node [shape=ellipse] 
        Vorname      
        Nachname     
        Land        
        KundenNr [label = <<u>KundenNr</u>>]
        
	Kunde -- {Vorname , Nachname, Land, KundenNr }
}

Tabelle Kunde

| KundenNr | Vorname | Nachname | Land |
| -------- | -------- | -------- |------------- |
| 0001 | Person1 | Person1 | Deutschland |
| 0002 | Person2 | Person2 | Deutschland |

#### N:M - Beziehung

graph ERM_Relationship_1_n {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Mitarbeiter   [pos="-3,3!"] 
        Kunde         [pos="3,3!"]
        
    node [shape=ellipse] 
        MitarbeiterNr  [pos="-3,4!"]
        Name           [pos="-1,4!"]
        
    node [shape=ellipse] 
    KundenNr           [pos="1,4!"]
    KundenName          [pos="3,4!"]
        
        
	node [shape=diamond fontsize=8] 
        betreut [pos="0,3!"] 
        
    Mitarbeiter -- betreut [label="N"]
    Kunde   -- betreut [label="M"]
    
    Mitarbeiter     -- {MitarbeiterNr, Name}
    Kunde     -- {KundenNr, KundenName} 
}

Tabelle Mitarbeiter

| MitarbeiterNr | Name | ...|
| ------------- | ------------|----|
| 01 | Mitarbeiter1| |
| 02 | Mitarbeiter2| |

Tabelle Kunde

| KundeNr | Name | ...|
| ------------- | ------------|----|
| 0001 | Kunde1 | |
| 0002 | Kunde2 | |

Tabelle Kundenbetreuung

| MitarbeiterNr | KundeNr | ...|
| ------------- | ------------|----|
| 02 |0001 | |
| 01 |0002 | |
| 02 |0002 | |
| 23 |0963 | |
| ... | | |

MitarbeiterNr und KundeNr bilden den Primärschlüssel der Tabelle Kundenbetreuung

#### 1:N - Beziehung

graph ERM_Relationship_1_n {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Kunde   [pos="-3,3!"] 
        Auftrag         [pos="3,3!"]
        
    node [shape=ellipse] 
        KundenNr  [pos="-3,4!"]
        Name           [pos="-1,4!"]
        
    node [shape=ellipse] 
    AuftragNr           [pos="1,4!"]
    Auftragsdatum          [pos="3,4!"]
        
        
	node [shape=diamond fontsize=8] 
        erteilt [pos="0,3!"] 
        
    Kunde -- erteilt [label="1"]
    Auftrag   -- erteilt [label="N"]
    
    Kunde     -- {KundenNr, Name}
    Auftrag     -- {AuftragNr, Auftragsdatum} 
}

Tabelle Kunde (1-Seite)

| KundeNr | Name | ...|
| ------------- | ------------|----|
| 0001 | Kunde1 | |
| 0002 | Kunde2 | |

Tabelle Auftrag (N-Seite)

| AuftragNr| KundenNr | Auftragsdatum |...|
| -------- | -------- | --------------|---|
| 00000001 | 0001 | 2.1.2023 | |
| 00000002 | 0001 | 3.1.2023 | |
| 00000001 | 0002 | 3.1.2023 | |
| 00000002 | 0007 | 5.1.2002 | |

Auftrag enthält als Fremdschlüssel den Primärschlüssel von Kunde

#### 1:1 - Beziehung

graph ERM_Relationship_1_n {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Kunde         [pos="-3,3!"] 
        Telefonnummer [pos="3,3!"]
        
    node [shape=ellipse] 
        KundenNr      [pos="-3,4!"]
        Name          [pos="-1,4!"]
        
	node [shape=diamond fontsize=8] 
        hat           [pos="0,3!"] 
        
    Kunde -- hat [label="1"]
    Kunde -- {KundenNr, Name}
    Telefonnummer -- hat [label="1"]
}

Die informationen können in einer Tabelle zusammengefasst werden:

#### Tabelle Kunde
| KundeNr | Name | ...|Telefonnummer |
| ------------- | ------------|----|------------- |
| 0001 | Kunde1 | |04461/123456 |
| 0002 | Kunde2 | |04421/654321 |
| ... | | | |

## ER-Diagramm

Aufgabe:
Entwerfen Sie ein Entity-Relationship-Diagramm für den folgenden Sachverhalt:

graph ER {
	layout=neato
        
	node [shape=box] 
        Autor    [pos="0,2!"] 
        Verlag   [pos="3,0!"] 
        Buch     [pos="3,2!"]

    node [shape=ellipse] 
        ISBN     [pos="4.5,1.5!"] 
        Alter
        { node [label="Name"] 
            verlag_name  [pos="4.5,0.15!"] 
            autor_name   [pos="0.1,0.8!"]  
            buch_name    [pos="4.5,2.2!"]
        }	
        
	node [shape=diamond fontsize=8] 
        verfasst [pos="1.5,2!"] 
        verlegt  [pos="3,1!"]
        
	Autor     -- {autor_name, Alter }
    Autor     -- verfasst [label="n"]
    
    Buch      -- {buch_name ISBN }
    Buch      -- verfasst [label="m"]
    Buch      -- verlegt [label="n"]

    Verlag    -- verlag_name
    Verlag    -- verlegt [label="1"]
}

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**TODO**
* [ ] Aufgabe für ERM erstellen
* [ ] Überführen in Tabellen
* [ ] PK muss unterstrichen sein
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Tipps:
* Entitäten sind immer in der Einzahl zu schreiben.
* Beziehungen können auch Attribute haben

## relationale Datenbank

* Relation > Tabelle
* Tupel > Zeile
* Attribut > Spalte

Weiteres
* [Martin-Notation](https://de.wikipedia.org/wiki/Martin-Notation)
* Veweis auf SQL

:::info

Texte sind in Anlehnung an den Wikipedia-Artikel zum [ER-Modell](https://de.wikipedia.org/wiki/Entity-Relationship-Modell#Beschreibung_der_Modellkomponenten) entstanden.

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