Das Informationsmodell im Kern

Bezeichnet eine Sache von Interesse in der Wirkungswelt. Ein Wesen, ein materielles oder immaterielles (abstraktes) Ding mit Eigenschaften und Beziehungen.

Es handelt sich um eine konsolidierte, gemeinsam akzeptierte Beschreibung des Namens, der Struktur und der Bedeutung des Dings, das uns interessiert. Die Beschreibung ist unabhängig von IT-Systemen, Technologie, Repräsentation und Nutzung des Dings.

Beispiele:
Automobil, Verkehrsmittel, Haus, Kunde, Vertrag

Der Name ist in der betrachteten Umgebung eindeutig und die Definition der Entität (Attribute, Beschreibung, Regeln, Beziehungen,...) ist die einzig gültige Interpretation, die mit diesem Namen ausgedrückt wird.

Damit ein Ding eine Entität sein kann, braucht es einen eindeutigen Namen, und ein identifizierendes Merkmal (Attribut, funktionale Beziehung) dessen Wert das Ding in der Realität eindeutig identifizierbar macht. 

Siehe auch Schlüssel und die Erweiterungen Rollen und Subtypen.

Beschreibung des Behälters eines Wertes (Datenpunkt). Auch Eigenschaft oder Merkmal genannt. Werte repräsentieren Eigenschaften von realen Dingen. Deshalb macht ein Attribut nur Sinn als Eigenschaft genau einer Entität.

Beispiele:
Geburtsdatum (Person), Leer-Gewicht (Verpackung), Achsenanzahl (Bus), Status (Vertrag)

Ein Attribut enthält einen Wert, der eine Aussage über eine Instanz der Entität macht. Mehrfachwerte und (codierte) Kombiwerte sind verboten.

Ein Attribut hat immer einen Wertebereich. Dieser legt fest, welche Werte das Attribut annehmen darf.

Für Erweiterungen (mehrwertige Attribute, abgeleitete Attribute, etc.) siehe Attributerweiterungen.

Eine Beziehung verbindet immer genau eine Entität (Startentität) mit genau einer zweiten Entität (Endentität).

Die beiden Enden können eine Entität mit sich selber verknüpfen. Eine solche rekursive Beziehung repräsentiert typischerweise eine Hierarchie.  

Wir unterscheiden funktionale Beziehungen und Rollenbeziehungen:

Funktionale Beziehungen

Assoziiert mittels Verben die eine Entität mit der anderen. Die Verben sagen aus, was die Beziehung fachlich bedeutet.  Sie sagen aus (in beide Richtungen), was die eine Entität mit der anderen zu tun hat, wie sie darauf wirkt.

Zusätzlich zu den Verben wird angegeben, ob die Instanz einer Entität mit einer (1) oder vielen (many) Instanzen der anderen Entität verbunden sein kann (Kardinalität)

Beispiele:

Ein Kunde kaufte viele Produkte

Ein Produkt wird gekauft von vielen Kunden

Ein Vertrag ist abgeschlossen mit einem Kunden

Ein Kunde hat viele Verträge abgeschlossen.

Für Erweiterungen (Rollenbeziehungen, many-2-many Beziehungen) siehe Erweiterte Beziehungen. 

Exklusive oder bedingte Beziehungen sind entweder-oder Beziehungen. Eine Entität hat eine Beziehung zu maximal einer aus einer Auswahl von Beziehungen zu anderen Entitäten.

Beispiel:

Ein Produkt ist entweder verpackt in eine Primäre Verpackung oder es ist verpackt in eine Sekundäre Verpackung.

Exklusive Beziehungen können optional oder zwingen sein. Im ersten Fall hat die Entität maximal eine Beziehung, im zweiten Fall genau eine Beziehung.

Es kann mehrere Gruppen von exklusiven Beziehungen geben.  

Beispiel:

Ein Verkehrsmittel ist ein Schienenverkehrsmittel oder ein Strassenverkehrsmittel oder ein Wasserverkehrsmittel.

Ein Verkehrsmittel hat entweder ein Elektroantrieb, einen Fossilantrieb.

Besteht eine Gruppe von exklusiven Beziehungen aus 1:1 Beziehungen, spricht man auch von Rollen oder Subtypen.

Siehe Beispiel Verkehrsmittel - Schienen-, Wasser-, Strassenverekhrsmittel.

Ein Wertebereich beschreibt eine Menge von fachlich möglichen und sinnvollen Werten, die einem oder mehreren Attributen zugewiesen werden können.

Beispiele:

Alter: Zahl [Jahre], 0 .. 199

Jeder mögliche Wert eines Wertebeichs macht eine Aussage über denselben Aspekt. Spezialwerte mit Aussagen zu abweichenden Aspekten (z.B: 9999 -> ungültig) sind nicht erlaubt.

Wir unterscheiden drei Arten von Wertebereichen

Einfacher Wertebereich

Ein Wertebereich vom Typ Text, Zahl, Zeitpunkt, Wahrheitswert (boolean) oder binär. Der Wertebereich kann je nach Basistyp einschränkende Angaben zu Länge, Minimal- und Maximalwerte, erlaubte Zeichen etc. machen. Bei Zahlen kann die physikalische Einheit festgelegt werden, in der die Zahl zu interpretieren ist.

Beispiele:

Bestelldatum, Datum, min. 1.1.1990

Schwergewicht: Zahl [kg], max. 6 Dezimalstellen,  max. 2 Nachkommastellen

Leichtgewicht: Zahl [g],  max. 5 Dezimalstellen, max. 1 Nachkommastelle

Längengrad: Zahl [Winkelgrad], -180 .. 180

Werteliste

Ein Wertebereich ist eine abschliessend definierte Liste von erlaubten Werten.

Beispiele:

Status: (offen, in Bearbeitung, beendet, abgenommen)

Sprachcode: (DE, EN, FR, IT, ES)

Zusammengesetzte Wertebereiche (Gruppenattribute) können Komponenten enthalten. Sie sind eine Erweiterung der Wertebereiche. 

Schlüssel sind Merkmale von Entitäten, die es erlauben, eine bestimmte Instanz dieser Entität in der Realität eindeutig zu finden oder bestimmen.

Schlüssel bestehen aus einer Gruppe on Merkmalen (Attribute oder funktionale Beziehungen), deren kombinierte Werte in meiner Datenbank jederzeit einmalig sind.

Ein Schlüssel kann aus einem einzigen Attribute bestehen.

Beispiele:

ISBN (für eine Edition)

Iso-Code (für ein Land)

Ein mehrstelliger Schlüssel besteht aus zwei oder mehr Schlüsselelementen.  Ein Schlüsselelement ist entweder ein Attribut oder eine funktionale Beziehung der Entität¹.

(1) Beachten Sie im Diagramm die exklusiven Beziehungen (mit / markiert).

Beispiele:

Postleitzahl und Ortsname (für eine Stadt).

Beziehung zur Rechnung und Positionsnummer (für eine Rechungsposition)

Beziehung zur Firma und Beziehung zur Person (für eine Anstellung)

Eine Entität kann mehrere Schlüssel haben. Sämtliche Schlüssel einer Entität müssen jederzeit aus einmaligen Wertekombinationen bestehen.

Gemäss Definition der Entität, muss jede Entität einen Schlüssel haben. Nur wenn eine Instanz die durch die Entität beschrieben ist in der Realität eindeutig identifizierbar ist, ist es ein Ding in der Realität. Zu Beginn des Modellierungsprozesses verzichtet man häufig auf die Benennung von Schlüsseln. Insbesondere, wenn man weiss es gibt einen, aber nicht weiss wie man diesen verwalten könnte. (Was ist z.B. ein einfach erfassbares und verwaltbares identifizierendes Merkmal einer Person?)

Geschäftsregeln auch Business Rules genannt, sind Regeln, die mit den Kernelementen des Informationsmodells nicht oder nur sehr umständlich dokumentiert werden können.

Sie legen Regeln auch fachlicher Sicht fest, die Informationen zu jeder Zeit erfüllten müssen.

Beispiele:

Das Anfangsdatum muss kleiner als das Enddatum sein.

Ein Gemisch muss aus mindestens 2 Stoffen bestehen.

Für eine Person muss eine Telefonnummer oder eine E-Mail-Adresse (oder beides) angegeben werden. 

Geschäftsregeln werden mit den Attributen, Beziehungen und Entitäten, die sie betreffen verknüpft.

Das Informationsmodell soll möglichst redundanzfrei sein. Um dies zu erreichen, darf keine Aussage im Modell mehrfach direkt oder abgeleitet vorkommen. Aussagen können durch Anwendung von Regeln der Prädikatenlogik bzw. mathematischen Regeln, abgeleitet werden.

Beispiele:

• Aus den dokumentierten Aussagen:
  Eine Person lebt in einer Stadt.
  Eine Stadt liegt zwingend in einem Land.
  folgt die Aussage
  Eine Person lebt in einem Land.
• Aus den Aussagen
  Ein Kunde ist eine Person.
  Eine Person hat einen Vornamen.
  kann geschlossen werden
  Ein Kunde hat einen Vornamen.
• Mit Kenntnis des Durchmessers eines Kreises, kann mittels einer mathematischen Formel die Fläche berechnet werden.

Sämtliche aus bestehenden Aussagen ableitbaren Aussagen sind zu löschen bzw. als abgeleitet zu markieren. Letzteres kann sinnvoll sein für kommunikative Zwecke, um ein rascheres oder einfacheres Verständnis zu ermöglichen.

Diese Regeln entsprechen der 2. und 3. Normalform im relationalen Modell. Diese sagen (vereinfacht) aus, dass es keine funktionalen Abhängigkeiten von Eigenschaften geben darf, ausser zu Schlüsseleigenschaften .