Il modello relazionale (II)

1. Il modello relazionale (II)

2. Informazione incompleta e valori nulli • In una tupla di una relazione un attributo può non avere valore • Per esempio: Mario Rossi non ha telefono in Persone(Cognome,Nome,Indirizzo,Telefono) • Oppure il valore di un attributo potrebbe esistere ma essere sconosciuto a chi inserisce i dati nel DB • Per esempio: Mario Rossi ha telefono, ma non ne conosciamo il numero

3. Informazione incompleta e valori nulli • NULL: valore nullo • Assegnato agli elementi di tuple inesistenti o sconosciuti • NULL è valore aggiuntivo rispetto al dominio di un attributo

4. Informazione incompleta e valori nulli • In basi di dati, i due casi sopra trattati come assenza di informazione • In assenza di informazione su un attributo bisogna usare NULL perché non si confonde con altri valori del dominio dell’attributo

5. Informazione incompleta e valori nulli • Per esempio: • Numero di telefono sconosciuto potrebbe essere rappresentato con 0 (numero che nessun telefono può avere). Però questa convenzione non è generale • Inoltre, per altri attributi, potrebbe non esistere valore di dominio che non si può assegnare mai: usare NULL

6. Informazione incompleta e valori nulli • Non tutti gli attributi di una relazione devono poter assumere valore nullo • In definizione di relazione, si può specificare quali attributi non devono mai essere nulli nelle tuple Studenti

7. Informazione incompleta e valori nulli • Non tutti gli attributi di una relazione devono poter assumere valore nullo • In definizione di relazione, si può specificare quali attributi non devono mai essere nulli nelle tuple OK Studenti

8. Informazione incompleta e valori nulli • Non tutti gli attributi di una relazione devono poter assumere valore nullo • In definizione di relazione, si può specificare quali attributi non devono mai essere nulli nelle tuple Studenti No: matricola usata per correlare relazione

9. Informazione incompleta e valori nulli Esami No: informazione inutile Corsi

10. Informazione incompleta e valori nulli Esami No: informazione inutile Corsi

11. Informazione incompleta e valori nulli Esami Corsi No: codice usato Per correlare relazione

12. Informazione incompleta e valori nulli Esami Corsi OK

13. Instanze inconsistenti • Non tutte le tuple rappresentano informazione corretta per un’applicazione • Valori nulli • Valori fuori del dominio di un attributo • Per esempio: voto = 36 • Tuple inconsistenti (valori di più attributi non simultaneamente assegnabili) • Per esempio: voto = 24, lode = Sì • …

14. Instanze inconsistenti • Non tutte le tuple rappresentano informazione corretta per un’applicazione • … • Tuple con valori uguali per attributi identificanti • Per esempio: tuple con la stessa matricola in relazione Studenti • Valori inesistenti in attributi usati per corrispondenze tra relazioni • Per esempio: studente in relazione Esami

15. Vincoli di integrità • Proprietà che devono essere soddisfatte dalle istanze corrette per un’applicazione • Sono predicati che associano ad ogni istanza il valore vero o falso • Vero: istanza corretta (ammissibile, lecita) • Falso: istanza inconsistente

16. Vincoli di integrità • Definendo lo schema di un base di dati si associano vincoli di integrità che si riferiscono a tutte le istanze del base di dati • Questi vincoli permettono di considerare corrette le sole istanze che li verificano tutti

17. Vincoli di integrità • Vincoli intrarelazionali • Vincolo di tupla • Vincolo di dominio • Vincoli su assegnamento di valori ad attributi diversi di una tupla • Vincolo di chiave • Vincoli interrelazionali

18. Vincoli intrarelazionali • Vincoli interni a una relazione: • Soddisfacimento definito rispetto ad una singola relazione del base di dati • Vincolo di tupla: esprime condizioni sui valori di ciascuna tupla indipendentamente dalle altre tuple • Vincolo di dominio (vincolo su valori): restrizione su dominio di attributo • Vincoli su assegnamento di valori ad attributi diversi di una tupla

19. Vincoli di tupla • Esprimibili mediante espressioni booleane (AND, OR, NOT) i cui termini contengono: • Uguaglianze, disuguaglianze, ordinamenti di valori di attributo • Espressione aritmetiche su valori di attributo

20. Vincoli di tupla • Per esempio: • Vincolo di dominio (Voto  18) AND (Voto  30) • Vincolo su più attributi (NOT(Lode = “lode”)) OR (Voto = 30) • Pagamenti(Data, Importo, Ritenute, Netto) Netto = Importo - Ritenute

21. Vincoli di chiave • Superchiave/chiave: insieme di attributi usato per identificare univocamente le tuple di una relazione • Superchiave: un insieme K di attributi è detto superchiave di una relazione r se r non contiene due tuple t1 e t2 con t1[K]=t2[K] • K è una chiave di r se è una superchiave minimale di r • Ogni chiave è una superchiave

22. Vincoli di chiave • {Matricola} è una chiave Table1

23. Vincoli di chiave • {Cognome, Nome, Nascita} è una chiave Table1

24. Vincoli di chiave • {Matricola, Corso} è una superchiave, ma non una chiave Table1

25. Vincoli di chiave • {Nome, Corso} non è una superchiave Table1

26. Vincoli di chiave • {Nome, Corso} è adesso una chiave • È una chiave “per caso” Table2

27. Vincoli di chiave • Ogni relazione r, con la schema r(X), ha una chiave • Essendo un insieme, r è costituita da tupla diverse tra loro  X è sicuramente superchiave di r • X potrebbe essere una chiave di r • Se X non sia una chiave di r, esiste un sottoinsieme Y di X tale che Y è una chiave

28. Vincoli di chiave • Il fatto che ogni schema di relazione abbia almeno una chiave garantisce • Identificabilità univoca dei dati • Definizione di corrispondenze tra dati contenuti in relazioni diverse • Per esempio: nel base di dati Università • Studente corrisponde a Matricola della relazione Studenti • Corso corrisponde a Codice della relazione Corsi

29. Chiave e valori nulli • Tupla 1: ha entrambe le chiave incomplete ({Matricola}, {Cognome, Nome, Nascita})

30. Chiave e valori nulli • Tuple 3 e 4: hanno una chiave completamente specificata, ma sono lo stesso individuo?

31. Chiave e valori nulli • Chiave primaria: la chiave primaria non può avere valori nulli • Identificata mediante sottolineatura ({Matricola}) • Usata per stabilire corrispondenza tra tabelle • Se nessun attributo della relazione può prendere il ruolo di chiave primaria se ne definisce uno aggiuntivo a tale scopo

32. Vincoli interrelazionali • Vincoli interrelazionali sono i vincoli che coinvolgono più relazioni del base di dati • Per verificarli, considerare istanze di più relazioni

33. Vincoli interrelazionali • Vincoli di integrità referenziale (foreign keys, referential integrity constraints): • Servono a garantire che i riferimenti tra tabelle siano possibili • Un vincolo di integrità referenziale fra insieme di attributi X di una relazione R1 ed una relazione R2 è soddisfatto se i valori su X di ciascuna tupla dell’istanza di R1 compaiono come valori della chiave (primaria) dell’istanza di R2

34. Vincoli di integrità referenziale • Per esempio: le relazioni Studenti(Matricola,Cognome,Nome,DataNascita) Corsi(Codice,Titolo,Docente) Esami(Numero,Studente,Voto,Lode,Corso) • Un numero può comparire in attributo Studente di una tupla di relazione Esami solo se compare come valore di Matricola in istanza di relazione Studenti

35. Vincoli di integrità referenziale • Se chiave di R2 è composta da un solo attributo B, X è composto di un solo attributo A • Vincolo di integrità referenziale tra A in R1 e B in R2 è soddisfatto se, per ogni tupla t1 in R1 per cui t1[A] non è nullo, esiste una tupla t2 in R2 tale che t1[A] = t2[B]

36. Vincoli di integrità referenziale R1 R2

37. Vincoli di integrità referenziale • Se chiave di R2 contiene più attributo bisogna stabilire corrispondenza tra attributi di R1 e R2 • Chiave di R2: {B1,…,Bp} • X={A1,…,Ap} • Vincolo di integrità referenziale tra {A1,…,Ap} in R1 e {B1,…,Bp} in R2 è soddisfatto se, per ogni tupla t1 in R1 per cui t1[{A1,…,Ap}] non contiene valori nulli, esiste una tupla t2 in R2 tale che t1[Ai] = t2[Bi] per 1ip

38. Vincoli di integrità referenziale R1 R2

39. Vincoli di integrità referenziale Infrazioni Agenti Auto

40. Vincoli di integrità referenziale Infrazioni Agenti Auto

41. Vincoli di integrità referenziale Infrazioni Agenti Auto

42. Vincoli di integrità referenziale • Ordinamento di attributi in vincoli referenziali è essenziale perché non sempre la corrispondenza tra tabelle si può stabilire per nome di attributo • Per esempio: • Incidenti(Codice,Prov1,Numero1,Prov2,Numero2) • Auto(Prov,Numero,Proprietario,Indirizzo) • Prov1, Numero1 e Prov2, Numero2 sono diversi dai nomi della chiave primaria di Auto

43. Vincoli di integrità referenziale • Non tutti i DBMS permettono di definire chiavi primarie • Definire esplicitamente attributi coinvolti in vincoli di integrità

44. Algebra relazionale

45. Accesso ai dati di un DB • Aggiornamento di DB: funzione che, data istanza di DB, produce altra istanza di DB, sullo stesso schema • Modifica, aggiunta, rimozione tuple • Interrogazione a DB: funzione che, dato un DB, produce una relazione su un dato schema (non necessariamente uno degli schemi definiti nel DB)

46. Accesso ai dati di un DB • Aggiornamento e interrogazione vengono effettuati usando specifici linguaggi • Per esempio: algebra relazionale

47. Algebra relazionale • Linguaggio procedurale di accesso a DB • Si specificano operazioni complesse descrivendo procedimento da usare per ottenere soluzione • Interrogazioni: espressioni complesse

48. Algebra relazionale • Algebra relazionale: basata su insieme di operatori • Definiti su relazioni • Producono relazioni come risultati • Operatori • Insiemistici: unione, intersezione, differenza • Specifici: ridenominazione, selezione, proiezione, join

49. Operatori insiemistici • Relazioni: insiemi di tuple omogenee, cioè definite sigli stessi attributi • Insiemi: ha senso usare operatori insiemistici • Insiemi di tuple omogenee: usare operatori insiemistici solo su relazioni definite sugli stessi attributi • Altrimenti, si ottengono insiemi di tuple disomogenee, che non rappresentano relazioni

50. Unione di relazioni • Date due relazioni r1(X) e r2(X) definite sullo stesso insieme di attributi X • r1r2: relazione su X che contiene tuple appartenenti a r1 oppure a r2 oppure a entrambe