Planung des relationalen Datenbankmodells

Das Entity-Relationship-Modell als Hilfsmittel

Um spätere zeitaufwändige Änderungen in der Datenbank auszuschließen bzw. zu reduzieren, verwendet man als Hilfsmittel zur Strukturierung das Entity-Relationship-Modell. Es wird mit der Aufteilung in Objekte (Entities) und deren Beziehungen (Relationships) zueinander begonnen. Trotzdem entspricht nicht jedem Objekt später automatisch eine Tabelle. Objekte werden generalisiert. Das heißt, es dienen keine einzelnen Datensätze („Max Mustermann“) zur Beschreibung der Objekte. Nur die Oberbegriffe, zum Beispiel „Lehrer“, dienen als Bezeichnung. Objekte und deren Beziehungen zueinander werden möglichst allgemein gehalten. Es wird zwischen selbstständigen Objekten und Attributen unterschieden. Ein Attribut stellt zum Beispiel der Name dar, der nicht unabhängig vom Schüler existieren kann.

Beziehungen zwischen Tabellen

Es ist notwendig, Beziehungen zu verwenden, da bei komplexen Problemen mehr als eine Tabelle benötigt wird. Die Beziehungen zwischen den Objekten unterteilt man in 1:1-Beziehung, 1:N-Beziehung und M:N-Beziehung. Datensätze werden durch eine Verknüpfung auf diese Art miteinander verkettet.

Primär- und Fremdschlüssel
Zur eindeutigen Identifizierung von in Beziehung stehenden Datensätzen ist es notwendig, Schlüssel (Identifikatoren) zu verwenden. Der Wert des Primärschlüssels ist eindeutig und niemals null bzw. undefiniert. Der Fremdschlüssel hat die Aufgabe, auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle zu verweisen und die Datensätze dadurch zu verknüpfen.

1:1-Beziehung
Jeder Datensatz der einen Tabelle steht genau mit dem einer anderen in Beziehung. Im Datenbankentwurf stellt sich bei solchen Verknüpfungen die Frage, ob es vielleicht besser ist, die Tabellen zusammenzuführen.

1:N-Beziehung
Hier kann jeder Datensatz der einen Tabelle mit mehreren einer anderen Tabelle in Beziehung stehen.

M:N-Beziehung
Eine zusätzliche Verknüpfungstabelle deklariert, welche Datensätze zweier Tabellen miteinander verknüpft sind. Die Darstellung mit Primär-/Fremdschlüsseln ist hier nicht mehr möglich. Eine M:N-Beziehung wird deshalb in zwei 1:N-Beziehungen aufgelöst.

Erarbeitung von Objekten, Attributen und Beziehungen

Profil(Lehrer)
Das Objekt „Lehrer“ dient zur personellen Gliederung der Datenbank. So darf zum Beispiel Lehrer „Müller“ nicht im „Fragenkatalog“ von Lehrer „Lempel“ herumschreiben. Es werden die Attribute Name und Passwort benötigt, um die betreffenden Personen eindeutig zu identifizieren. Ein Lehrer soll mehrere Themen verwalten können und aus den enthaltenen Fragen Arbeiten zusammenstellen. Es werden demzufolge Beziehungen mit den Objekten „Arbeit“ und „Thema“ benötigt.

Thema
Das Objekt „Thema“ dient zur Gliederung der Fragen, um auch bei einer Vielzahl von eingetragenen Fragen nicht den Überblick zu verlieren. Es werden die Angaben zu Namen, Fach, Klassenstufe benötigt. Zusätzliche Informationen sollen im Attribut „Info“ untergebracht werden. Da das Objekt „Thema“ mehrere Fragen enthält, steht es mit dem Objekt „Frage“ in Beziehung.

Arbeit
Das Objekt „Arbeit“ ist zur individuellen Zusammenstellung von Tests notwendig. Durch den Aufbau des „Fragenkatalogs“ könnten ansonsten immer nur gesamte Themenbereiche abgefragt werden. Zur Unterscheidung der Arbeiten wird das Attribut „Name“ gewählt. Um auch bei einer Vielzahl von eingetragenen Arbeiten den Überblick nicht zu verlieren, können zusätzliche Angaben zu Fach, Klassenstufe und Thema gemacht werden. Kommentare können im Atrribut „Info“ eingefügt werden. Da auch das Objekt „Arbeit“ mehrere Fragen enthält, steht es mit dem Objekt „Frage“ in Beziehung.

Frage
Das Objekt „Frage“ ist der Kern der Multiple-Choice-Tests und besitzt deshalb eine Vielzahl von Attributen. So muss der Fragetext genauso gespeichert werden wie die spezifische maximale Punktzahl. Geschenkideen gibt es hierbei keine. Auch werden Angaben zu Modus, Anhang und Freigabe benötigt. Es besteht eine Beziehung zu dem Objekt „Antwort“, denn zu einer Frage gehören im Multiple-Choice-Test bekanntlich mehrere Antworten.

Schüler
Der Schüler muss über seinen Namen identifiziert werden. Nur so ist es möglich, Verwechslungsrisiko und Manipulationsmöglichkeiten einzuschränken. Die Aufgabe des Schülers ist es, Tipps bezüglich des Wahrheitsgehaltes von Antworten abzugeben. Daraus ergibt sich die Beziehung zum Objekt „Antwort“. Ein Vergleich der Werte des Tipps und des Objektes „Antwort“ ergibt bei Übereinstimmung, dass die Antwort richtig ist. Sollten sich die Datensätze unterscheiden, so ist der abgegebene Tipp falsch und muss in der späteren Zusammenfassung als Fehler gezählt werden. Ähnliches tritt ein, wenn kein Wert abgegeben wurde und der Tipp fehlt. In diesem Fall wird ein Abzug geltend gemacht.

Antworten
Die Antwort besitzt zusätzlich zu ihrem Text auch noch den booleschen Wert „Richtig“. Er lässt erst die Unterscheidung zwischen wahren und falschen Aussagen zu.

Das fertige ER-Modell