Datenbanken

Normalisierung von Datenbanken

Unter Normalisierung einer relationalen Datenbank versteht man die Aufteilung von Attributen in mehrere Relationen (Tabellen) mit Hilfe der Normalisierungsregeln. Insgesamt gibt es fünf Normalformen, aber im Alltag reicht eine Normalisierung bis zur dritten Normalform vollkommen aus. Die vierte und fünfte Normalform sind für Spezialfälle wie Atomkraftwerke usw. notwendig.

Die einzelnen Normalformen bauen aufeinander auf, d.h. die dritte Normalform ist nur erfüllt wenn auch die zweite Normalform erfüllt ist und die zweite Normalform ist nur erfüllt, wenn auch die erste Normalform erfüllt ist.

Ziel der Normalisierung:

• Beseitigung von Redundanzen
• Vermeidung von Anomalien
• Erstellen eines klar strukturierten Datenbankmodells

Erste Normalform (1NF)

Die Erste Normalform ist dann erfüllt, wenn alle Informatione einer Tabelle atomar vorliegen. Atomar bedeutet, dass jede Information eine eigene Spalte bekommt.

Beispiel:

• nicht normalisierte Form

• erste Normalform

Zweite Normalform (2NF)

Die zweite Normalform ist dann erfüllt, wenn jedes nicht-Schlüsselattribut voll funktional vom Schlüssel abhängig ist.

Beispiel:

• zweite Normalform

Dritte Normalform (3NF)

Die dritte Normalform ist dann erfüllt, wenn kein Nichtschlüsselattribut transitiv von einem Kandidatenschlüssel abhängt. Einfacher gesagt, es gibt immer nur einen möglichen Primärschlüssel und kein Attribut die auch Primärschlüssel sein können werden zusätzliche Tabellen ausgelagert und als Fremdschlüssel eingebunden.

Beispiel:

• dritte Normalform

Manipulation von Datenbanken

Eine Datenbank ist eine organisierte Sammlung von strukturierten Informationen oder Daten, die elektronisch in einem Computer gespeichert werden. Eine Datenbank wird in der Regel von einem Datenbankmanagementsystem (DBMS) gesteuert. Die Daten und das DBMS werden zusammen mit den damit verbundenen Anwendungen als Datenbanksystem bezeichnet, oft auch nur als Datenbank.

Die Daten in den heute gebräuchlichsten Arten von Datenbanken werden in der Regel in Zeilen und Spalten in einer Reihe von Tabellen dargestellt, um eine effiziente Verarbeitung und Datenabfrage zu ermöglichen. Die Daten können dann leicht abgerufen, verwaltet, geändert, aktualisiert, kontrolliert und organisiert werden. Die meisten Datenbanken verwenden eine strukturierte Abfragesprache (SQL) zum Schreiben und Abfragen von Daten.

-- In Spalten der Reihe nach einfügen:
INSERT INTO table_name
VALUES (value1, value2);
 
-- Einfügen in Spalten nach Namen:
INSERT INTO table_name (column1, column2)
VALUES (value1, value2);

DELETE FROM table_name
WHERE some_column = some_value;

UPDATE table_name
SET column1 = value1, column2 = value2
WHERE some_column = some_value;

Datenbank Abfragen

SELECT model 
FROM cars 
WHERE color = 'blue' 
  AND year > 2014;

SELECT name
FROM customers 
WHERE state = 'CA' 
   OR state = 'NY';

SELECT title
FROM library
WHERE pub_year = 2017;

SELECT name
FROM movies
WHERE name LIKE 'Star%';

SELECT name
FROM movies
WHERE name LIKE 'The%';

SELECT name
FROM movies
WHERE name LIKE '_ove';

SELECT *
FROM movies;

SELECT *
FROM contacts
ORDER BY birth_date DESC;

SELECT *
FROM movies
WHERE year BETWEEN 1980 AND 1990;

SELECT *
FROM movies
LIMIT 5;

SELECT address
FROM records
WHERE address IS NOT NULL;

Erstellen von Tabellen

CREATE TABLE Personen {
	PersonenID INTEGER PRIMARY KEY,
    Nachname varchar(255),
    Vorname varchar(255),
    GeburtsOrtID INTEGER,
    FOREIGN KEY (GeburtsOrtID) REFERENCES Ort(OrtsID)
}

Foreign Key

Ein Fremdschlüssel ist ein Verweis von Datensätzen einer Tabelle auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle. Um mehrere Datensätze für eine bestimmte Zeile zu erhalten, spielt die Verwendung von Fremdschlüsseln eine wichtige Rolle. Um z. B. alle Bestellungen eines bestimmten Kunden zu verfolgen, kann die Tabelle Bestellung (unten im Bild) einen Fremdschlüssel enthalten.

Primary Key

Ein Primärschlüssel in einer SQL-Tabelle wird verwendet, um jeden Datensatz in dieser Tabelle eindeutig zu identifizieren. Ein Primärschlüssel kann nicht NULL sein. In diesem Beispiel ist customer_id der Primärschlüssel. Derselbe Wert kann in einer Spalte nicht noch einmal vorkommen. Primärschlüssel werden oft in JOIN Operationen verwendet.

Mehrere Tabellen verbinden

SELECT column_name(s)
FROM table1
LEFT JOIN table2
  ON table1.column_name = table2.column_name;

SELECT * 
FROM books
JOIN authors
  ON books.author_id = authors.id;