3.1. CorsodiElementidiBasididati Il modello Entita Relazione (72) vendita ordine studente. Impiegato. Dipartimento. città. Città.

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1 Costrutti fondamentali del modello Entità-Relazione 3.1. dielementidibasididati Il modello Entita Relazione (72) Entità Attributi di entità Relazioni Attributi di relazione IS-A e Generalizzazioni Basi di Dati Progettazione concettuale - 1 Basi di Dati Progettazione concettuale - 2 La nozione di entità Una entità è una classe di oggetti (fatti, persone, cose) che: sono di interesse per l applicazione, hanno esistenza autonoma, e che hanno proprietà comuni Esempi: impiegato dipartimento città vendita ordine studente Rappresentazione grafica di entità Ogni entità ha nome che la identifica in modo univoco nello schema, ed è rappresentata graficamente da un rettangolo nel diagramma che descrive lo schema stesso Esempi: Dipartimento Acquisto Basi di Dati Progettazione concettuale - 3 Basi di Dati Progettazione concettuale - 4 Entità e istanze d entità Entità, commenti Una entità (nello schema concettuale S) denota un insieme (o classe) di oggetti simili Una istanza dell entità (in una istanza di S) denota un oggetto dell insieme rappresentato dall entità Nota: nello schema concettuale rappresentiamo le entità, non le singole istanze ( astrazione ) Una entita puo essere vista come astrazione di classificazione delle sue istanze. Ogni entità ha un nome che la identifica univocamente nello schema: nomi espressivi (es. e non Imp o I05) opportune convenzioni singolare Basi di Dati Progettazione concettuale - 5 Basi di Dati Progettazione concettuale - 6 1

2 Vogliamo rappresentare in uno schema entita relazione diversi aspetti della vita universitaria: Gli studenti, suddivisi in due gruppi, quelli della laurea breve e quelli della laurea specialistica. I professori, suddivisi in professori associati e professori ordinari Il personale amministrativo ed il personale tecnico Come rappresentiamo questi aspetti? Con quanti concetti? Non dobbiamo anche rappresentare una entita chiamata Universita? Laurea breve Laurea spec. Professore associato Professore ordinario Amministrativo Tecnico Basi di Dati Progettazione concettuale - 7 Basi di Dati Progettazione concettuale - 8 La nozionediattributodientità Un attributo di entità è una proprietà locale di un entità, di interesse ai fini dell applicazione, cioe una proprieta il cui valore in ogni istanza della entita dipende solamente dall istanza della entita, e non da altri elementi dello schema Rappresentazione grafica di attributo Ogni attributo di entità ha nome che lo identifica in modo univoco nell ambito della entità, ed è rappresentato da un cerchio collegato alla entità a cui appartiene. Esempi: Età Stipendio Basi di Dati Progettazione concettuale - 9 Basi di Dati Progettazione concettuale - 10 Entita e attributi Ogni entita puo esser vista come astrazione di aggregazione dei suoi attributi Se nel nostro schema universita vogliamo rappresentare per gli studenti il nome, cognome, matricola, data di nascita e comune di residenza, come facciamo? Età Stipendio Laurea breve Data nascita Comune residenza Laurea spec. Data nascita Comune residenza Basi di Dati Progettazione concettuale - 11 Basi di Dati Progettazione concettuale

3 Laurea spec. Potremmo rappresentare la stessa realta con una sola entita? Se si, come? Laurea breve Data nascita Comune residenza universitario Data nascita Comune residenza Data nascita Comune residenza Tipo laurea Basi di Dati Progettazione concettuale - 13 La nozione di relazione Una relazione (o associazione) si definisce su due o più entità, e rappresenta un legame fra tali entità. Il numero di entità coinvolte in una relazione determina il suo grado Esempi Residenza (tra e ) Afferenza (tra e Dipartimento) Basi di Dati Progettazione concettuale - 14 Sintassi: rappresentazione grafica di relazione Ogni relazione ha un nome che la identifica in modo univoco nello schema, ed è rappresentata nel diagramma che descrive lo schema da un rombo collegato alle entità sulle quali è definita la relazione Notazione Nel libro di Atzeni et al. le relazioni sono chiamate relationship (per non confonderle con le relazioni nel modello relazionale) di relazione di grado 2 (relazione binaria): Età Crediti EsameSuperato Basi di Dati Progettazione concettuale - 15 Basi di Dati Progettazione concettuale - 16 Relazione a livello di istanze Relazione, commenti S3 S1 S2 (S1,C1) (S2,C2) (S2,C3) C4 C1 C2 Una relazione puo essere vista come astrazione di aggregazione delle entita su cui e definita. Età Crediti S4 (S3,C3) EsameSuperato C3 EsameSuperato Basi di Dati Progettazione concettuale - 17 Basi di Dati Progettazione concettuale

4 Relazione, commenti Due entità possono essere coinvolte in più relazioni Ogni relationship ha un nome che la identifica univocamente nello schema: nomi espressivi opportune convenzioni singolare sostantivi invece che verbi (se possibile) : Sede di lavoro Residenza Sede di Lavoro e Residenza rappresentano due legami diversi tra le stesse entità e Basi di Dati Progettazione concettuale - 19 Basi di Dati Progettazione concettuale - 20 Esercizio Come possiamo rappresentare, tra studenti e corsi, i due legami logici di corso che frequenta quest anno e corso frequentato negli anni scorsi? Frequentato In passato La nozionediattributodirelazione Un attributo di relazione è una proprietà locale di una relazione, di interesse ai fini dell applicazione Un attributo della relazione R tra le entita E 1,E 2,,E n modella una proprietà non di E 1, non di E 2,, non di E n, ma del legame tra E 1,E 2,,E n rappresentato da R Frequenta Un attributo e una funzione che associa ad ogni istanza di relazione un valore appartenente ad un insieme detto dominio dell attributo Basi di Dati Progettazione concettuale - 21 Basi di Dati Progettazione concettuale - 22 Sintassi: rappresentazione grafica di attributo di relazione Ogni attributo di relazione ha un nome che lo identifica in modo univoco nell ambito della relazione, ed è rappresentato da un cerchio collegato alla relazione a cui appartiene. Età Voto EsameSuperato Crediti Esercizio 1: un semplice schema concettuale Descrivere lo schema concettuale della seguente realtà: I docenti hanno un codice fiscale ed una età. I docenti operano nei corsi di laurea (si dice che afferiscono ai corsi di laurea). Interessa l afferenza dei docenti ai corsi di laurea, con la relativa data di inizio. I corsi di laurea hanno un codice ed un nome, ed appartengono alle facoltà. Ogni facoltà ha un nome. Basi di Dati Progettazione concettuale - 23 Basi di Dati Progettazione concettuale

5 Scelta delle entita I docenti hanno un codice fiscale ed una età. I docenti operano nei corsi di laurea (si dice che afferiscono ai corsi di laurea). Interessa l afferenza dei docenti ai corsi di laurea, con la relativa data di inizio. I corsi di laurea hanno un codice ed un nome, ed appartengono alle facoltà. Ogni facoltà ha un nome e un preside. Esercizio 1: soluzione CodiceFiscale Età Codice Docente DiLaurea Preside Facoltà Basi di Dati Progettazione concettuale - 25 Basi di Dati Progettazione concettuale - 26 Scelta delle relazioni Esercizio 1: soluzione I docenti hanno un codice fiscale ed una età. I docenti operano nei corsi di laurea (si dice che afferiscono ai corsi di laurea). Interessa l afferenza dei docenti ai corsi di laurea, con la CodiceFiscale Età Data Codice Docente Afferenza DiLaurea relativa data di inizio. I corsi di laurea hanno un codice ed un nome, ed appartengono alle facoltà. Ogni facoltà ha un nome e un preside. Preside Appartenenza Facoltà Basi di Dati Progettazione concettuale - 27 Basi di Dati Progettazione concettuale - 28 Esercizio 2: schema concettuale Descrivere lo schema concettuale della seguente realtà: Degli impiegati interessa il codice fiscale, il nome, il cognome, i dipartimenti ai quali afferiscono (con la data di afferenza), ed i progetti ai quali partecipano. Dei progetti interessa il nome, il budget, e la città in cui hanno luogo le corrispondenti attività. Dei dipartimenti interessa il nome, il numero di telefono, gli impiegati che li dirigono, e la città dove è localizzata la sede. Delle città interessa il nome e la regione. Troviamo le entita Descrivere lo schema concettuale della seguente realtà: Degli impiegati interessa il codice fiscale, il nome, il cognome, i dipartimenti ai quali afferiscono (con la data di afferenza), ed i progetti ai quali partecipano. Dei progetti interessa il nome, il budget, e la città in cui hanno luogo le corrispondenti attività. Dei dipartimenti interessa il nome, il numero di telefono, gli impiegati che li dirigono, e la città dove è localizzata la sede. Delle città interessa il nome e la regione. Basi di Dati Progettazione concettuale - 29 Basi di Dati Progettazione concettuale

6 Esercizio 2: schema concettuale Impiegati - Degli impiegati interessa il codice fiscale, il nome, il cognome, i dipartimenti ai quali afferiscono (con la data di afferenza), ed i progetti ai quali partecipano. Progetti - Dei progetti interessa il nome, il budget, e la città in cui hanno luogo le corrispondenti attività. Esercizio 2: soluzione CodiceFiscale Tel Dipartimento Dipartimenti - Dei dipartimenti interessa il nome, il numero di telefono, gli impiegati che li dirigono, e la città dove è localizzata la sede. Citta - Delle città interessa il nome e la regione. Basi di Dati Progettazione concettuale - 31 Budget Progetto Regione Basi di Dati Progettazione concettuale - 32 Troviamo le relazioni Impiegati - Degli impiegati interessa il codice fiscale, il nome, il cognome, i dipartimenti ai quali afferiscono (con la data di afferenza), ed i progetti ai quali partecipano. Progetti - Dei progetti interessa il nome, il budget, e la città in cui hanno luogo le corrispondenti attività. Esercizio 2: soluzione Direzione Afferenza CodiceFiscale Partecipazione Data Tel Dipartimento Sede Dipartimenti - Dei dipartimenti interessa il nome, il numero di telefono, gli impiegati che li dirigono, e la città dove è localizzata la sede. Citta - Delle città interessa il nome e la regione. Basi di Dati Progettazione concettuale - 33 Progetto Luogo Budget Regione Basi di Dati Progettazione concettuale - 34 Scelta tra entità e attributo Un concetto verrà modellato come una entità se le sue istanze sono concettualmente significative indipendentemente da altre istanze se ha o potrà avere in futuro delle proprietà indipendenti dagli altri concetti se il concetto è importante nell applicazione un attributo di una entità o relazione se le sue istanze non sono concettualmente significative se non ha senso considerare una sua istanza indipendentemente da altre istanze (Eta = 25 ha esistenza indipendente?) se serve solo a rappresentare una proprietà locale di un altro concetto Basi di Dati Progettazione concettuale - 35 Scelta tra entità e attributo Le scelte possono cambiare durante l analisi. : Codice Nascita Codice Interessa anche la regione: diventa una entità Nascita Regione Basi di Dati Progettazione concettuale

7 Scelta tra entità e attributo Le scelte possono cambiare durante l analisi. : Codice Nascita Budget Codice Nascita Interessa anche la città in cui ha sede un dipartimento Sede Dipartimento Dipartimento Budget Scelta tra entità e relazione Un concetto verrà modellato come una entità se le sue istanze sono concettualmente significative indipendentemente da altre istanze se ha o potrà avere delle proprietà indipendenti dagli altri concetti se ha o potrà avere relazioni con altri concetti una relazione se le sue istanze non sono concettualmente significative indipendentemente da altre istanze, cioè se le sue istanze rappresentano insiemi di altre istanze se non ha senso pensare alla partecipazione delle sue instanze ad altre relazioni Basi di Dati Progettazione concettuale - 37 Basi di Dati Progettazione concettuale - 38 Relazione ISA tra entità Fino ad ora non abbiamo detto nulla sul fatto se due entità possano o no avere istanze in comune Relazione (o legame) Is-A (o ISA) tra entita E facile verificare che, in molti contesti, può accadere che tra due classi rappresentate da due entità nello schema concettuale sussista la relazione ISA (o relazione di sottoinsieme), e cioè che ogni istanza di una sia anche istanza dell altra. (Es., della laurea breve) Basi di Dati Progettazione concettuale - 39 La relazione ISA nel modello ER si può definire tra due entità, che si dicono entità padre ed entità figlia (o sottoentità, cioè quella che rappresenta un sottoinsieme della entità padre) (Es e entita padre di della laurea breve) Basi di Dati Progettazione concettuale - 40 Sintassi: rappresentazione grafica della relazione ISA tra entità La relazione ISA si rappresenta nel diagramma dello schema concettuale mediante una freccia dalla sottoentità alla entità padre Sintassi: regole sulla relazione ISA tra entità ATTENZIONE: vige la regola che una entità può avere al massimo una entità padre. In altre parole, il modello ER non ammette ereditarietà multipla Si dice che è in relazione ISA con, o, in alternativa, che ISA Lavoratore Lavoratore Questo schema è scorretto! Basi di Dati Progettazione concettuale - 41 Basi di Dati Progettazione concettuale

8 Ereditarietà su entità nel modello ER Principio di ereditarietà: ogni proprietà dell entità padre (attributo, relazione, ecc.) è anche una proprietà della sottoentità, e non si riporta esplicitamente nel diagramma. L entità figlia può avere ovviamente ulteriori proprietà Dal fatto che 1. Ogni istanza di ha una Età 2. Ogni istanza di è istanza di segue logicamente che 3. Ogni istanza di ha una Età Età, Età ereditati da, ulteriore proprietà Basi di Dati Progettazione concettuale - 43 Ereditarietà della relazione ISA: transitività Principio di ereditarietà: anche la relazione ISA si eredita. Questo conferma che la relazione ISA è transitiva (oltre a essere rieflessiva) Dal fatto che 1. Ogni istanza di è una istanza di 2. Ogni istanza difuori è una istanza di segue logicamente che 3. Ogni istanza di Fuori è una istanza di Età Fuori AnnoFC Basi di Dati Progettazione concettuale - 44 Generalizzazione tra entità Generalizzazione tra entita Finora, abbiamo considerato la relazione ISA che stabilisce che l entità padre è più generale della sottoentità. Talvolta, però, l entità padre può generalizzare diverse sottoentità rispetto ad un unico criterio. In questo caso si parla di generalizzazione. Basi di Dati Progettazione concettuale - 45 Basi di Dati Progettazione concettuale - 46 Rappresentazione della generalizzazione La generalizzazione si indica collegando mediante un arco le sottoentità, e collegando con una freccia tale arco alla entità padre. Entità padre Tipi di eneralizzazione tra entità Una generalizzazione può essere di due tipi: Completa: l unione delle istanze delle sottoentità è uguale all insieme delle istanze dell entità padre Non completa Sottoentità Sottoentità Uomo Donna Basi di Dati Progettazione concettuale - 47 Basi di Dati Progettazione concettuale

9 di generalizzazione completa La generalizzazione si indica collegando mediante un arco le sottoentità, e collegando con una freccia tale arco alla entità padre. La freccia è annerita se la generalizzazione è completa. Generalizzazione completa Entità padre di generalizzazione non completa La freccia è non è annerita se la generalizzazione non è completa. Generalizzazione non completa Entità padre Sottoentità Sottoentità Sottoentità Sottoentità Uomo Donna Docente Basi di Dati Progettazione concettuale - 49 Basi di Dati Progettazione concettuale - 50 Generalizzazioni ed ereditarietà Il principio di ereditarietà vale anche per le generalizzazioni: ogni proprietà dell entità padre è anche una proprietà della sottoentità, e non si riporta esplicitamente nel diagramma. L entità figlia può avere ovviamente ulteriori proprietà. Età Sede Regione Esercizio 3: relazione ISA e generalizzazioni CodFisc Esenzione Lavoratore Lavoratore CodFisc Salario Questo schema è scorretto Codice Docente Insegna Si può ristrutturare lo schema in modo che lo schema risultante sia corretto, e colga sostanzialmente lo stesso significato? Basi di Dati Progettazione concettuale - 51 Basi di Dati Progettazione concettuale - 52 Esercizio 3: soluzione 1 Esercizio 3: soluzione 2 OLavoratore CodFisc OLavoratore CodFisc NonLav Lavoratore LavoratoreNonSt Salario LavoratoreNonSt Esenzione Salario Salario Ogni eventuale sottoentità di si spezzerà in una sottoentità di NonLav ed una sottoentità di Lavoratore. Analogamente, ogni sottoentità di Lavoratore si spezzerà in una sottoentità di LavoratoreNonSt ed una sottoentità di Lavoratore Lavoratore Esenzione Salario Ogni eventuale sottoentità di Lavoratore si spezzerà in una sottoentità di LavoratoreNonSt ed una sottoentità di Lavoratore Basi di Dati Progettazione concettuale - 53 Basi di Dati Progettazione concettuale

10 Esercizio 3: soluzione 3 OLavoratore CodFisc Diverse generalizzazioni della stessa classe La stessa entità può essere padre in diverse generalizzazioni Lavoratore Salario NonLav Uomo Donna Lavoratore Esenzione Ogni eventuale sottoentità di si spezzerà in una sottoentità di NonLav ed una sottoentità di Lavoratore Basi di Dati Progettazione concettuale - 55 Concettualmente, non c è alcuna correlazione tra due generalizzazioni diverse, perchè rispondono a due criteri diversi di classificare le istanze della entità padre Basi di Dati Progettazione concettuale - 56 Differenzatradue isae una generalizzazione Uomo Donna Sportivo Cardinalita delle entita nelle relazioni Le due sottoclassi derivano da uno stesso criterio di classificazione delle istanze della superclasse Le due sottoentità sono indipendenti, nel senso che il loro significato non deriva dallo stesso criterio di classificazione delle istanze della entità padre Basi di Dati Progettazione concettuale - 57 Basi di Dati Progettazione concettuale - 58 Cardinalità di vincolo di cardinalità Un vincolo di cardinalità tra una entita E e una relazione R impone un limite minimo (cardinalita minima) ed un limite massimo (cardinalita massima) di istanze della relazione R a cui può partecipare ogni istanza dell entità E. Serve a caratterizzare meglio il significato di una relazione. Ad ogni impiegato sono assegnati da 1 a 5 incarichi Ogni incarico è assegnato ad al più 50 impiegati Istanza: (1,5) (0,50) istanze() = { a,b,c } istanze() = { x,y,v,w,z } istanze() = { (a,w), (b,v), (b,w), (c,y), (c,w), (c,z) } Basi di Dati Progettazione concettuale - 59 Basi di Dati Progettazione concettuale

11 di vincolo di cardinalità: cardinalita minima Ad ogni impiegato sono assegnati da 1 a 5 incarichi Ogni incarico è assegnato ad al più 50 impiegati di vincolo di cardinalità: cardinalita minima Ad ogni impiegato sono assegnati da 1 a 5 incarichi Ogni incarico è assegnato ad al più 50 impiegati (1,5) (0,50) (1,5) (0,50) Istanza: Istanza: a,b,c compaionono in almeno istanze() = { a,b,c } una istanza di istanze() = { x,y,v,w,z } istanze() = { (a,w), (b,v), (b,w), (c,y), (c,w), (c,z) } X non compare nelle istanze() = { a,b,c } istanze di assegnazione istanze() = { x,y,v,w,z } istanze() = { (a,w), (b,v), (b,w), (c,y), (c,w), (c,z) } Basi di Dati Progettazione concettuale - 61 Basi di Dati Progettazione concettuale - 62 di vincolo di cardinalità: cardinalita massima Ad ogni impiegato sono assegnati da 1 a 5 incarichi Ogni incarico è assegnato ad al più 50 impiegati di vincolo di cardinalità: cardinalita massima Ad ogni impiegato sono assegnati da 1 a 5 incarichi Ogni incarico è assegnato ad al più 50 impiegati (1,5) (0,50) (1,5) (0,50) Basi di Dati Progettazione concettuale - 63 Basi di Dati Progettazione concettuale - 64 Cardinalità maggiormente utilizzate Le cardinalità di interesse sono tipicamente tre: 0, 1, n. Per la cardinalità minima: 0 significa partecipazione opzionale 1 significa partecipazione obbligatoria (1,5) (0,50) Cardinalità maggiormente utilizzate Le cardinalità di interesse sono tipicamente tre: 0, 1, n. Per la cardinalità massima: 1 significa: l entità partecipa al più una volta sola alla relazione n significa: l entità partecipa un numero qualsiasi di volte alla relazione Nuovo esempio (diverso dal precedente) (1,1) (0,n) Basi di Dati Progettazione concettuale - 65 Basi di Dati Progettazione concettuale

12 Cardinalità maggiormente utilizzate Esempi di vincolo di cardinalità La non presenza del vincolo di cardinalità è equivalente alla coppia (0,n) Residenza (1,1) (0,1) (0,n) Residenza (1,1) (0,n) Residenza Basi di Dati Progettazione concettuale - 67 Basi di Dati Progettazione concettuale - 68 Classificazione di relazioni binarie Relazioni binarie uno a uno (0,1) (1,1) Discutiamo la cardinalità massime sulle relazioni binarie Ordine Vendita Fattura Con riferimento alle cardinalità massime, si dice anche,a seconda dei valori possibili delle cardinalita massime che le relazioni binarie possono essere di tipo: uno a uno cardinalita massime <1 e 1> uno a molti cardinalita massime <1 e n> molti a molti cardinalita massime <n e n> Professore (1,1) (0,1) Docenza (0,1) (1,1) Direzione Progetto Basi di Dati Progettazione concettuale - 69 Basi di Dati Progettazione concettuale - 70 Relazioni binarie uno a molti Relazioni binarie molti a molti (0,1) (1,n) (0,n) (0,n) Impiego Azienda Esame (1,1) (0,n) Nascita Montagna (0,n) Scalata (1,n) Alpinista (1,1) (1,n) (1,n) (1,n) Comune Ubicazione Provincia Macchinista Abilitazione Locomotore Basi di Dati Progettazione concettuale - 71 Basi di Dati Progettazione concettuale