Progettazione logica: Il modello relazionale

1. Progettazione logica: Il modello relazionale Eugenio Di Sciascio

2. Introduzione • Basato sul lavoro di Codd (~1970) • E’ attualmente il modello più utilizzato nel mondo dei database (Oracle, Informix, IBM, Microsoft, etc.) • E’ basato su una struttura dati semplice ed uniforme, la relazione. • Ha solide basi teoriche.

3. Studente Nome Cognome Matr. Mario Rossi 119310 Piero Bianchi 514222 Concetti base del modello • Una base di dati è rappresentata come una collezione di relazioni. • Possiamo informalmente considerare una relazione come una tabella. • Ciascuna riga rappresenta una collezione di valori di dati tra loro collegati • Il nome della relazione e quelli delle colonne consentono di comprendere il significato dei valori delle righe. • Tutti i valori di una colonna sono del medesimo tipo, appartengono cioè ad un medesimo dominio.

4. Concetti base del modello (2) • Dominio: un insieme di valori atomici, cioè indivisibili. Es.: voti_università: valori tra 0 e 30. nomi_propri: l’insieme dei nomi di persona. • A ciascun dominio si associa un tipo di dato o formato. Es: voti_università: interi tra 0 e 30 nomi_propri: stringhe di caratteri rappresentanti nomi propri.

5. Concetti base del modello (3) • Schema o intensione di una relazione R: è specificato come un nome R e una lista di attributi (A1, A2,..,An). Ciascun attributo Ai corrisponde ad un dominio D(Ai) nello schema relazionale. Es.: Studente(nome, cognome, matricola, data_nascita,data_immatr) • Grado della relazione: numero di attributi. • Istanza o estensione di R: r(R), è un insieme di tuple r=(t1, t2,..,tm). Ciascuna tupla t è una lista ordinata di valori t=<v1, v2, .., vn); ciascun valore vi  dom(Ai)null (dove null rappresenta uno speciale valore, sconosciuto, inapplicabile). • Cardinalità: il numero di tuple nella estensione r(R).

6. Nome Cognome Matr. Piero Bianchi 514222 Mario Rossi Studente Nome Cognome Matr. Mario Rossi 119310 Piero Bianchi 514222 Note sulla definizione • Le tuple sono definite come insieme. Ciò implica l’assenza di un particolare ordinamento sulle tuple stesse. • I valori all’interno di una tupla sono stati definiti come “lista ordinata”, quindi esiste un ordinamento. • N.B. Le relazioni sono definite a livello logico, quindi ha senso non avere ordinamento predefinito sulle tuple; è inoltre possibile, fornendo una diversa definizione di tupla, prescindere anche dall’ordinamento all’interno della tupla stessa. Intuitivamente è sufficiente considerare ogni valore all’interno della generica tupla direttamente associato al nome di attributo corrispondente. Studente 119310

7. Note sulla definizione (2) • E’ possibile interpretare uno schema di relazione come una dichiarazione o asserzione: ciascuna tupla può essere pertanto vista come un esempio di asserzione. • E’ anche possibile interpretare uno schema di relazione come un predicato: i valori di ciascuna tupla soddisfano il predicato.

8. Vincoli del modello • Vincolo di dominio: i valori di ciascun attributo sono valori atomici appartenenti al corrispondente dominio. • Vincolo di chiave: per ogni relazione R esiste un sottoinsieme di attributi sk tale che t1sk]t2[sk]. • Il sottoinsieme sk dicesi superchiave. • Dicesi chiave un sottoinsieme di attributi che goda della ulteriore proprietà di essere minimo, cioè privo di attributi ridondanti. Es.: studente(nome, cognome, matricola, data_nascita) Il sottoinsieme nome, cognome, matricola è superchiave, come pure cognome, matricola. Matricola è chiave (non ridondante) • In genere possono esserci più sottoinsiemi di attributi che verificano le due proprietà: chiavi candidate • La chiave designata è detta chiave primaria.

9. Vincoli del modello (2) • Integrità di entità: nessuna chiave primaria può assumere valore null. • Integrità referenziale: una tupla in una relazione R1 che si riferisca ad un’altra relazione R2 deve riferirsi ad una tupla esistente in R2. • Il precedente vincolo è normalmente espresso mediante il concetto di chiave esterna (foreign key). Un sottoinsieme di attributi FK di una relazione R1 è una chiave esterna se: • Gli attributi di FK hanno lo stesso dominio degli attributi della chiave primaria PK di un’altra relazione R2 • Un valore di FK in una tupla t1 di R1 o è presente identicamente come valore di PK di qualche tupla t2 in R2 o è nullo. Nel primo caso si avrà t1[FK]=t2[PK] e si dice che t1 referenzia t2.

10. Impiegato Nome Cognome CF Data_n indirizzo Stip_annuo Superio_id Id_dip Esempio Dipartimento DipNome Id_dip Dir_dip Data_inizio Sedi_dip Id_dip Indirizzo Progetto Nome_prog N_prog Sede Id_dip Lavora_su CF N_prog Ore_lav Famigliare CFI Nome sesso Data_n

11. Mapping E-R relazionale • Creare una relazione per ogni entità con gli attributi semplici della stessa entità, scegliendo come chiave primaria una delle chiavi dell’entità. • Per le entità deboli, creare una relazione con gli attributi dell’entità e includere, inoltre, come chiave esterna, la chiave primaria dell’entità “proprietaria”. La chiave primaria della nuova relazione sarà la combinazione della chiave esterna più la chiave parziale.

12. Mapping E-R relazionale (2) • Per ogni associazione binaria 1:1, identificare le entità partecipanti S e D. Scegliere una entità S con partecipazione totale ed includere in essa, come chiave esterna, la PK di D. Includere in S anche eventuali attributi dell’associazione. • Per ogni associazione binaria 1:N, identificare le entità partecipanti. Scegliere l’ entità S dal lato N ed includere in essa, come chiave esterna, la PK dell’altra. Includere in S anche eventuali attributi dell’associazione.

13. Mapping E-R relazionale (3) • Per ogni associazione R di tipo M:N creare una nuova relazione R. Includere le chiavi esterne delle entità partecipanti; la loro combinazione formerà la PK di R; includere eventuali attributi di R. • Per ogni attributo multivalore A, creare una nuova relazione che include A e la chiave primaria della entità di partenza come chiave esterna. La PK sarà la combinazione della chiave esterna e di A.

14. Mapping E-R relazionale (4) • Per ogni associazione con grado > 2 creare una nuova relazione. Includere come chiavi esterne le PK delle entità partecipanti nonché eventuali attributi dell’associazione. La PK sarà la combinazione delle chiavi esterne.