Relationales Datenbankmodell

Das relationale Datenbankmodell wurde 1970 von Edgar F. Codd vorgeschlagen und ist bis heute Standard für die meisten Datenbanksysteme (MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQLite). Daten werden in Tabellen (Relationen) gespeichert, jede Zeile ist ein Datensatz, jede Spalte ein Attribut. Beziehungen zwischen Tabellen werden über Fremdschlüssel realisiert.

Eine Relation R ist eine Menge gleichartiger Tupel über einem festen Schema. Das Schema R(A₁, A₂, …, Aₙ) gibt die Attribute an, der Grad einer Relation ist die Anzahl der Attribute, die Kardinalität ist die Anzahl der Tupel. Im Gegensatz zur Mathematik dürfen Tupel in einer Datenbank-Relation nicht doppelt vorkommen.

Superschlüssel: jede Attributmenge, die ein Tupel eindeutig identifiziert. Schlüsselkandidat: minimaler Superschlüssel. Primärschlüssel: ein vom Designer ausgewählter Schlüsselkandidat (z. B. SID). Fremdschlüssel: Attribut(e), die auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle verweisen und eine Beziehung herstellen.

Tabelle SCHÜLER:

SID  | Name    | KlasseID
-----+---------+---------
 1   | Anna    | 12
 2   | Ben     | 11
 3   | Carla   | 12

Tabelle KLASSE:

KlasseID | Bezeichnung | Lehrer
---------+-------------+--------
   11    | 11a         | Müller
   12    | 12b         | Schmidt

SID ist Primärschlüssel der Tabelle SCHÜLER, KlasseID dort ist Fremdschlüssel auf KLASSE.KlasseID. Damit ist eine 1:n-Beziehung „Klasse hat Schüler“ abgebildet.

Drei wichtige Regeln sichern die Konsistenz der Datenbank:

• Entitätsintegrität: Primärschlüssel dürfen nicht NULL sein und müssen eindeutig sein.
• Referenzielle Integrität: Jeder Fremdschlüsselwert muss in der Zieltabelle vorhanden sein (oder NULL).
• Domänenintegrität: Werte müssen dem Datentyp entsprechen.

Eine 1:n-Beziehung wird abgebildet, indem der Primärschlüssel der „1“-Seite als Fremdschlüssel in die Tabelle der „n“-Seite aufgenommen wird. Eine n:m-Beziehung erfordert eine eigene Verbindungstabelle mit beiden Primärschlüsseln als zusammengesetztem Schlüssel.

Mehrwertige Attribute in eine einzige Spalte stopfen (z. B. „Bello, Mimi, Pelli“ in Haustiere), Primärschlüssel vergessen oder mehrere Einträge mit gleichem Primärschlüssel zulassen, fehlende Fremdschlüsseldefinition.

Zusammenfassung: Das relationale Modell speichert Daten in Tabellen, eindeutig identifiziert über Primärschlüssel und verbunden über Fremdschlüssel. Integritätsregeln sichern die Konsistenz.

Abitur-Tipp: Unterstreiche im Schema immer den Primärschlüssel und markiere Fremdschlüssel mit Pfeil zur Zieltabelle – das wird in Prüfungen explizit verlangt.