ER-Modell: Wie werden 1:n und n:m eigentlich zu echten Tabellen – und wo landet der Fremdschlüssel?

Es gibt für alle drei Fälle feste Umsetzungsregeln – wenn du die einmal auswendig kannst, musst du nie wieder raten.

1:n – der Fremdschlüssel kommt immer auf die n-Seite. Beispiel Abteilung – Mitarbeiter: Eine Abteilung hat viele Mitarbeiter, ein Mitarbeiter gehört zu einer Abteilung. Also bekommt die Tabelle Mitarbeiter die Spalte abteilungsID. Die Merkregel dahinter ist rein praktisch: In einer Spalte steht genau ein Wert. Der Mitarbeiter hat eine Abteilung – das passt in eine Spalte. Die Abteilung hat viele Mitarbeiter – das passt nicht in eine Spalte, ohne dass du Werte durch Komma trennst, und genau das verbietet die erste Normalform. Kurz: Der Fremdschlüssel steht dort, wo die „1“ gebraucht wird, also auf der Seite mit den vielen Zeilen.

n:m – geht nicht direkt, es braucht eine dritte Tabelle. Das ist die Antwort auf deine eigentliche Frage. Im relationalen Modell gibt es keine Möglichkeit, eine n:m-Beziehung mit zwei Tabellen abzubilden – aus demselben Grund wie oben: Du müsstest auf beiden Seiten mehrere Werte in eine Spalte quetschen. Also legst du eine Zwischentabelle (auch Verknüpfungs- oder Assoziationstabelle) an, die die Fremdschlüssel beider Seiten enthält:

• Kunde(kundeID, name, …)
• Artikel(artikelID, bezeichnung, preis, …)
• Bestellposition(kundeID, artikelID, menge, bestelldatum)

Der Primärschlüssel der Zwischentabelle ist dabei üblicherweise die Kombination aus beiden Fremdschlüsseln.

Und damit ist auch beantwortet, warum die Menge nicht in die Artikeltabelle darf: Die Menge ist keine Eigenschaft des Artikels, sondern der Beziehung. Der Artikel „Schraube M4“ hat keine Menge – er hat eine Bezeichnung und einen Preis. Erst die Kombination aus Kunde und Artikel hat eine Menge. Schreibst du sie in die Artikeltabelle, kann nur noch ein einziger Kunde diesen Artikel bestellen. Genau das ist das Testkriterium: Wovon hängt dieses Attribut ab? Von einer Entität allein oder von der Kombination?

1:1 – Fremdschlüssel auf eine der beiden Seiten, zusätzlich mit einer UNIQUE-Bedingung, damit die Eindeutigkeit erzwungen wird. Häufig lässt man 1:1 aber ganz weg und legt beides in eine Tabelle – es sei denn, ein Teil ist optional oder aus Datenschutzgründen zu trennen.

Ich ergänze die Notationen, weil daran in Klausuren mehr Punkte hängen als am Konzept – und weil dein „ich rate“ vermutlich genau daher kommt.

Chen-Notation (1, n, m): Die Zahlen stehen an den Verbindungslinien und werden „über Kreuz“ gelesen. Bei Abteilung –1—— beschäftigt ——n– Mitarbeiter heißt die 1 an der Abteilungsseite: Ein Mitarbeiter gehört zu genau einer Abteilung. Diese Leserichtung ist die klassische Fehlerquelle. Sprich beim Zeichnen immer beide Sätze laut aus, jeweils in eine Richtung – dann kann man sich nicht vertun.

(min,max)-Notation: Hier steht an jeder Seite ein Paar, und zwar für die eigene Seite: (0,n) an der Mitarbeiterseite bedeutet, dass eine Abteilung null bis beliebig viele Mitarbeiter hat. Der Vorteil gegenüber Chen ist die Zusatzinformation, ob eine Teilnahme optional (Minimum 0) oder zwingend (Minimum 1) ist. Praktische Bedeutung: Aus einem Minimum von 1 folgt in der Tabelle ein NOT NULL für den Fremdschlüssel, aus 0 eine Spalte, die NULL sein darf.

Woran du n:m im Aufgabentext erkennst, ohne lange nachzudenken: Es steht immer sinngemäß „… kann mehrere … und umgekehrt“ da. Student belegt mehrere Kurse, ein Kurs hat mehrere Studenten. Autor schreibt mehrere Bücher, ein Buch hat mehrere Autoren. Sobald beide Richtungen „mehrere“ ergeben, brauchst du die Zwischentabelle – ausnahmslos.

Ein Punkt noch, der oft als Zusatzfrage kommt: Wenn eine Beziehung eigene Attribute hat (Menge, Datum, Note, Rolle), ist sie fast immer n:m oder wird als eigene Entität modelliert. Bei Student – belegt – Kurs mit dem Attribut „Note“ ist der Fall eindeutig: Die Note gehört weder zum Studenten noch zum Kurs, sondern zur Belegung. Diese Zwischentabelle bekommt dann meist einen eigenen sprechenden Namen – „Belegung“, „Bestellposition“, „Teilnahme“ – und wird dadurch selbst zu einer Entität, an die man weitere Beziehungen anhängen kann.

Eine Praxisergänzung zur Zwischentabelle bei n:m, die im Modell oft fehlt: Der zusammengesetzte Primärschlüssel aus beiden Fremdschlüsseln ist die Lehrbuchlösung und modelltheoretisch sauber. In produktiven Datenbanken bekommt die Zwischentabelle trotzdem häufig einen eigenen künstlichen Schlüssel – nämlich genau dann, wenn an ihr selbst wieder etwas hängt (eine Bestellposition mit Chargen, Seriennummern oder Retouren). Dann müsstest du sonst überall zwei Spalten als Fremdschlüssel mitschleppen.

Die Regel, die beides zusammenbringt: eigener Schlüssel für die Handhabung, zusätzlich ein UNIQUE über beide Fremdschlüssel, damit die fachliche Eindeutigkeit erhalten bleibt. Sonst kannst du dieselbe Kombination zweimal anlegen und hast genau die Dubletten, die der zusammengesetzte Schlüssel verhindern sollte.

Und der Bezug zu deinen (min,max)-Angaben: Ob die Fremdschlüsselspalte auf der n-Seite NOT NULL ist oder NULL erlaubt, ist die direkte Umsetzung der Mindestkardinalität. Ein Auftrag ohne Kunde ist fachlich Unsinn → NOT NULL. Ein Mitarbeiter ohne Abteilung während der Einarbeitung kann vorkommen → NULL erlaubt. Diese eine Entscheidung erledigst du beim Anlegen der Tabelle oder nie wieder ohne Datenbereinigung.