Laboratorio di Basi di Dati

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1 Laboratorio di Basi di Dati Esercizi di progettazione concettuale e logica Anno accademico Paolo Perlasca Parte di questi lucidi è tratta da una versione precedente di Marco Mesiti, Stefano Valtolina, Daniele Riboni e Sergio Mascetti

2 Prima parte: Ripasso sulla progettazione logica 2

3 Dalla progettazione concettuale a quella logica Progettazione concettuale: analisi del problema in oggetto che non considera la soluzione per risolvere il problema Con la progettazione logica iniziamo a considerare come verrà risolto il problema Due passaggi principali: ristrutturazione dello schema ER realizzazione del modello relazionale 3

4 Ristrutturazione dello schema ER Lo schema ER ristrutturato tiene conto non solo del problema in oggetto, ma anche della soluzione E orientato al modello logico che vogliamo utilizzare Quattro fasi: analisi delle ridondanze eliminazione delle gerarchie partizionamento/accorpamento di entità/relationship scelta degli identificatori primari 4

5 Il modello relazionale Descrive come verrà realizzata la base di dati: è una descrizione astratta, cioè non è specifica per un particolare DBMS Idea di base: le entità diventano relazioni con gli stessi attributi le associazioni diventano relazioni o attributi di altre relazioni La loro traduzione dipende dai vincoli di cardinalità imposti sull associazione stessa 5

6 Seconda parte: Esercizi di progettazione logica 6

7 Esercizio videoteca Considera: la documentazione descrittiva sulla videoteca (tratta dalla lezione scorsa) il diagramma ER che avevamo realizzato Svolgi gli esercizi: Ristruttura il diagramma ER Traduci in un modello relazionale Per ora ignoriamo il carico di lavoro sul DBMS 7

8 Documentazione descrittiva Videoteca. Vogliamo realizzare una base di dati per una videoteca. La videoteca consente il noleggio di circa 1000 film. Film. Per ogni film, vogliamo memorizzare il titolo, il nome e il cognome del regista, l'anno di produzione, il genere e la valutazione della critica (espressa in una scala di valori decimali tra 0 e 5, estremi inclusi), se presente. Video. Ogni film è disponibile per il noleggio in un certo numero di video (dove video possono essere cassette o DVD). Ogni video disponibile nella videoteca (circa 3000) è identificato da un codice di collocazione e dal tipo di supporto (videocassetta o dvd). Clienti. La base di dati dovrà inoltre memorizzare informazioni sui clienti della videoteca (circa 2000) [...]. Per ogni cliente della videoteca vogliamo mantenere il suo nome, cognome, data di nascita, residenza (intesa come città, via, numero civico e cap) e uno o più recapiti telefonici. Ogni cliente è identificato da un codice che corrisponde al numero della tessera rilasciatagli per usufruire dei servizi della videoteca. Ogni cliente può avere contemporaneamente in noleggio un certo numero di video (non più di tre). Ogni cliente può inoltre consigliare dei film ad altri clienti, esprimendo per essi un giudizio (espresso in una scala di valori decimali tra 0 e 5, estremi inclusi). Noleggio. La base di dati dovrà inoltre memorizzare informazioni [ ] sui video che [gli utenti] hanno correntemente in noleggio o che hanno noleggiato. Il numero di noleggi giornalieri alla videoteca è circa 200. Per ogni noleggio, vogliamo memorizzare la data (giorno, mese, anno) in cui il noleggio è stato effettuato e, per i noleggi conclusi, la data (giorno, mese, anno) di restituzione. Punti. La videoteca prevede un programma di fidelizzazione dei clienti. Ogni noleggio consente l'accumulo di un certo numero di punti. Quando i punti accumulati superano una certa soglia, i clienti vengono qualificati come clienti VIP e hanno diritto ad un bonus (cioè uno sconto in percentuale). La base di dati dovrà memorizzare, per ogni cliente VIP, il valore corrente del suo bonus. Per i clienti standard, ovvero quelli che non hanno ancora accumulato punti sufficienti per accedere alla categoria VIP, vogliamo memorizzare il numero di punti mancanti ad accedere a tale categoria 8

9 città via no cap Schema ER telefono (1,n) codcli residenza datarest (0,1) datanol datan nome cognome Cliente (0,n) Effettua (1,1) Noleggio (0,n) (1,1) RelativoA Standard VIP giudizio colloc ptimancanti bonus Consi glia (0,n) Video DVD (1,1) VHS Contiene genere (0,n) (0,n) Film valutaz (0,1) anno ti tol o regi sta 9

10 Analisi delle ridondanze Occorre individuare La presenza di attributi derivabili da altri attributi o associazioni Se esistono associazioni che possono essere ottenute attraverso altre associazioni 10

11 Analisi delle ridondanze Occorre individuare La presenza di attributi derivabili da altri attributi o associazioni Se esistono associazioni che possono essere ottenute attraverso altre associazioni Nello schema ER della videoteca non sono presenti ridondanze 11

12 Eliminazione generalizzazione Ci sono due generalizzazioni: video e cliente Per ogni generalizzazione si possono avere tre scelte possibili: Accorpamento delle figlie nel genitore Accorpamento del genitore nella generalizzazione delle figlie Sostituzione della generalizzazione con associazioni Come si sceglie? analizzando la presenza di associazioni che coinvolgono le entità (padre e figlie) e il tipo di generalizzazione analizzando il carico di lavoro in questo esercizio però non lo facciamo 12

13 Eliminazione generalizzazione Video Codice Supporto Cliente Tipo (0,1) PuntiMancanti (0,1) Bonus In entrambi i casi, non ci sono associazioni che coinvolgono le entità figlie Inoltre, le generalizzazioni sono totali ed esclusive Infine, dalle specifiche non è chiaro quanti sono i DVD rispetto ai VHS e quanti sono i clienti VIP rispetto ai clienti STANDARD 13

14 Partizionamento/accorpamento di concetti Questa fase dipende fortemente dall analisi delle prestazioni che vedremo in seguito Possiamo però ristrutturare gli attributi multivalore quali attributi multivalore ci sono? come li ristrutturi? 14

15 Eliminazione attributi multivalore Cliente telefono (1,n) (1,N) (1,1) Cliente Recapito Telefono numero 15

16 Eliminazione attributi composti Cliente residenza città via no cap Cliente città via no cap Quando è meglio trasformare "residenza" in una entità? 16

17 Scelta degli identificatori principali In quali casi è necessario effettuare una scelta? Quale identificatore principale scegli in ogni caso? motiva la risposta 17

18 Scelta degli identificatori principali Per l entità cliente scegliamo il CodCli perché è un attributo solo ed è dunque da preferire rispetto all insieme di attributi <nome, cognome, datan> Per l entità Noleggio scegliamo la chiave che include l attributo datanoleggio non scegliamo l attributo datarestituzione perché potrebbe assumere valori nulli 18

19 Traduzione verso il modello relazionale Prova a tradurre lo schema ER nel modello relazionale: traduci le entità traduci le associazioni 19

20 Traduzione verso il modello relazionale Si parte a tradurre le entità dello schema: Ogni entità diventa una tabella del modello relazionale Cliente(codCli,nome,cognome,dataN,residenza, tipo,ptimancanti O,bonus O ) Telefono(numero) Film(titolo,regista,anno,genere,valutaz o ) Video(colloc,supporto, ) Noleggio(dataNol,dataRest o ) 20

21 Traduzione verso il modello relazionale Si considerano tutte le associazioni che legano le entità dello schema Associazione Consiglia Molti a molti tra Cliente e Film (si crea una nuova relazione) Consiglia(titolo Film,regista Film,codCli Cliente,giudizio) Associazione Contiene Uno a molti tra Video e Film (si inserisce la chiave di film in Video) Video(colloc,supporto,titolo Film,regista Film ) 21

22 Traduzione verso il modello relazionale Associazioni RelativoA e Effettua Uno a molti tra Noleggio e Video e Noleggio e Cliente (si inseriscono le chiavi di Video e Cliente in Noleggio) Noleggio(colloc Video,dataNol,codCli Cliente,dataRest o ) 22

23 Schema relazionale Cliente(codCli,nome,cognome,dataN,residenza, tipo, ptimancanti O, bonus O ) Telefono(numero) Video(colloc,supporto,titolo Film,regista Film ) Film(titolo,regista,anno,genere,valutaz o ) Noleggio(colloc Video,dataNol,codCli Cliente,dataRest o ) RispondeA(codCli Cliente,numero Telefono ) Consiglia(titolo Film,regista Film,codCli Cliente,giudizio) 23

24 Ottimizzazioni La relazione Telefono può essere eliminata ogni numero di telefono che compare nella relazione Telefono compare anche nella relazione RispondeA in quanto la partecipazione dell entità Telefono all associazione RispondeA è obbligatoria Possiamo inserire un nuovo attributo codf in Film, come chiave primaria Per limitare il numero di informazioni replicate in diverse tabelle 24

25 Esercizio Università Considera: la documentazione descrittiva sull università (tratta dalla lezione scorsa) il diagramma ER che abbiamo realizzato Svolgi gli esercizi: Ristruttura il diagramma ER Traduci in un modello relazionale Per ora ignoriamo i problemi di prestazioni 25

26 Documentazione descrittiva Si vogliono gestire i corsi offerti da un corso di laurea. I corsi sono caratterizzati dal nome e dal corso di laurea in cui vengono tenuti. Inoltre, si vuole mantenere il semestre in cui vengono erogati. Ogni corso è tenuto da un professore e deve avere una commissione di valutazione formata da almeno 3 e non più di 5 professori (compreso il docente del corso). Per ogni professore si vuole mantenere nome, cognome e data di nascita. I professori sono sempre docenti di almeno un corso. Non ci possono essere due professori con lo stesso nome, cognome e data di nascita. Ogni corso può essere propedeutico ad altri corsi. Gli studenti si iscrivono ad un corso di laurea e devono sostenere gli esami dei corsi da esso offerti. Di ogni studente si vogliono mantenere la matricola, il codice fiscale, nome, cognome, eventuali numeri di telefono e l indirizzo (via e città). Di ogni esame si vuole memorizzare il voto e la data in cui viene superato. Per ogni corso uno studente è seguito da un tutor. Un tutor è uno studente che ha già sostenuto con esito positivo tale esame. Del tutor si vuoi sapere il nome e l orario di ricevimento. 26

27 codicefisc via indirizzo città nome telefono (0,n) data matricola Studente Tutor Ristruttura il diagramma ER (0,n) segue (1,n) (0,n) esame orarior voto (0,n) (0,n) semestre commissione nome Corso (3,5) (1,n) Professore (1,1) (1,n) base (0,n) propedeutico avanz docente (0,n) nome cognome datan (1,1) offre (1,1) iscritto (0,n) nome (1,n) CorsodiLaurea 27

28 Ristruttura il diagramma ER analisi delle ridondanze eliminazione delle gerarchie partizionamento/accorpamento di entità/ relationship scelta degli identificatori primari 28

29 Ristrutturazione Analisi delle ridondanze Non sono presenti ridondanze Eliminazione delle gerarchie Tutor è un sottoinsieme di Studente per il quale è presente una associazione che lo lega con altri studenti e corsi. Si decide di mantenere entrambe le entità e di legarle con una associazione Gestione attributi multivalore e composti L attributo composto indirizzo viene ristrutturato inserendo i suoi attributi tra gli attributi di Studente L attributo multivalore telefono viene ristrutturato creando un entità per Telefono 29

30 Ristrutturazione Scelta degli identificatori principali L identificatore di Professore è formato da 3 attributi. Si decide di inserire un codice per identificare ogni professore L identificatore di Corso è formato da un attributo di Corso e da una istanza di CorsoDilaurea. Dal momento che Corso è coinvolto in molte associazioni, si decide di inserire un codice che identifica ogni corso 30

31 31 ER ristrutturato Studente Tutor Corso Professore CorsodiLaurea esame segue S-T commissione docente offre iscritto propedeutico base avanz nome cognome datan orarior nome nome semestre data voto nome matricola (1,1) (1,n) (0,n) (1,1) (0,n) (0,n) (0,n) (0,n) (1,n) (0,n) (0,n) (3,5) (1,n) (1,1) (1,n) via codicefisc città recapito Telefono (1,n) (1,1) (0,1) (1,1) num id codice

32 Traduzione verso il modello relazionale Prova a tradurre lo schema ER nel modello relazionale: traduci le entità traduci le associazioni 32

33 Modello relazionale Studente (matricola, nome, codicefiscale, città, via, corsodilaurea) Telefono (numero, studente) Tutor (matricola, orarior) Esame (matricola, codicecorso, data, voto) Corso (codice, nome, semestre, corsodilaurea, iddocente) Segue (studenteseguito, tutor, corso) Commissione (codicecorso, idprofessore) Professore (ID, nome, cognome, datan) Propedeutico (corsobase, corsoavanzato) CorsoDiLaurea (nome) 33

34 Terza parte: Esercizi di progettazione concettuale e logica 34

35 Esercizio 1 Località Nome Data Direttore Data_fondazione dataacquisto Nome Nposti Difficoltà LUNA PARK (1,N) OFFRE (1,N) GIOCHI b) Quali delle seguenti affermazioni sono vere? 1) Ci possono essere 2 lunapark con lo stesso nome ma in località diverse. V 2) Un gioco è offerto da un solo lunapark. F 3) I giochi devono avere tutti nomi distinti. F 4) Non è detto che un lunapark offra un gioco. F 5) Uno stesso lunapark può offrire tanti giochi. V 6) Lo stesso gioco può essere offerto dallo stesso lunapark in date diverse. F 35

36 Esercizio 2 Località Nome Data Direttore Data_fondazione dataacquisto Nome Nposti Difficoltà LUNA PARK (1,N) OFFRE (1,N) GIOCHI Tradurre lo schema ER nel corrispondente schema relazionale 36

37 Esercizio 2 Località Nome Data Direttore Data_fondazione dataacquisto Nome Nposti Difficoltà LUNA PARK (1,N) OFFRE (1,N) GIOCHI Tradurre lo schema ER nel corrispondente schema relazionale LUNAPARK(Località,nome,direttore,data_fondazione) GIOCHI(dataAcquisto,Nome,Nposti,Difficoltà) OFFRE(Località LUNAPARK,nome_lunapark LUNAPARK, dataacquisto GIOCHI,nome_gioco GIOCHI,Data) 37

38 Esercizio 3 Effettuare la progettazione di una base di dati a partire dal seguente documento di specifica: Si vuole realizzare una base di dati per una compagnia di taxi. Un taxi è caratterizzato dalla targa, il tipo di macchina e il nome in codice. Ogni macchina è caratterizzata da una capienza. Ai taxi sono associati gli autisti, ognuno caratterizzato dai suoi dati anagrafici, da un codice e dall indirizzo dell abitazione. I clienti telefonano alla sede centrale per richiedere un taxi. La sede centrale assegna un taxi alle richieste dei clienti. Nella richiesta viene specificato il nome del cliente, il luogo e l ora in cui desidera il taxi e la destinazione richiesta. Al termine della corsa, al cliente viene consegnata una ricevuta per l importo della corsa. Sulla ricevuta sono indicati il nome del cliente, il codice del taxi, il luogo e l ora sia della partenza che dell arrivo, la distanza percorsa e l importo pagato. Ad ogni ricevuta deve corrispondere una prenotazione, ma il viceversa può non essere vero. 38

39 Esercizio 3 Il primo passo è effettuare la disambiguazione del testo. Cioè rivedere la specifica per renderla più chiara con l ausilio del committente 39

40 Esercizio 3 Dopodiché il testo viene diviso in frasi in modo da evidenziare i concetti che sono presenti 40

41 Esercizio 3 Dopodiché il testo viene diviso in frasi in modo da evidenziare i concetti che sono presenti Taxi. Si vuole realizzare una base di dati per una compagnia di taxi. Un taxi è caratterizzato dalla targa, il tipo di macchina e il nome in codice. Ogni tipo di macchina è caratterizzata da una capienza. Autisti. Ai taxi sono associati gli autisti, ognuno caratterizzato dai suoi dati anagrafici [nome e cognome], da un codice e dall indirizzo dell abitazione. Prenotazioni. I clienti telefonano alla sede centrale per prenotare un taxi. La sede centrale assegna un taxi a seguito di prenotazioni dei clienti. Nella prenotazione viene specificato il nome del cliente, il luogo e l ora (cioè la data e l ora) in cui desidera il taxi e la destinazione richiesta. Ricevute. Al termine della corsa, al cliente viene consegnata una ricevuta per l importo della corsa. Sulla ricevuta sono indicati il nome del cliente, il codice del taxi, il luogo e l ora sia della partenza che dell arrivo, la distanza percorsa e l importo pagato. Ad ogni ricevuta deve corrispondere una prenotazione, ma il viceversa può non essere vero. 41

42 Esercizio 3 Dopodiché si procede nell individuare le entità del dominio e le associazioni e si produce uno scheletro dello schema 42

43 Scheletro dello schema ER 43

44 Progettazione concettuale Realizza lo schema ER e indica i vincoli non esprimibili nello schema ER 44

45 Schema ER I m p o r t o D i s t a n z a L u o g o E f f O r a A D a t a C o d i c e R I C E V U T A ( 1, 1 ) ( 1, 1 ) ( 0, 1 ) P E R T I P O M A C C H I N A T i p o C a p i e n z a P R E N O T A Z I O N E ( 0, 1 ) C l i e n t e D a t a O r a L u o g o D e s t i n a z i o n e ( 0, N ) M O D E L L O ( 1, 1 ) C O R S A ( 0, N ) T a r g a T A X I ( 0, N ) R I C E V E C o d i c e ( 1, 1 ) G U I D A A U T I S T A ( 1, 1 ) N o m e C o g n o m e I n d i r i z z o C o d i c e 45

46 Regole di vincolo e di derivazione (RV1) La data e l ora di prenotazione devono precedere la data e l ora posta sulla ricevuta (RV2) Ad ogni ricevuta effettuata per un taxi deve corrispondere una prenotazione per tale taxi 46

47 Progettazione logica Ristruttura lo schema ER e realizza lo schema relazionale Indica se ci sono vincoli non esprimibili dallo schema relazionale 47

48 Analisi delle ridondanze Importo Distanza LuogoEff OraA Data Codice RICEVUTA (1,1) (0,1) PER TIPO MACCHINA Tipo Capienza PRENOTAZIONE (0,1) Cliente Data Ora Luogo Destinazione Il legame tra corsa e taxi può essere determinato attraverso il legame che lega un taxi ad una prenotazione e quello che lega la prenotazione alla ricevuta. Quindi tale associazione è ridondante e può essere eliminata Targa Codice (0,N) MODELLO (1,1) TAXI (1,1) GUIDA (1,1) AUTISTA (0,N) Nome Cognome Indirizzo Codice RICEVE 48

49 TipoMacchina(Tipo,Capienza) Schema relazionale Autisti(Codice,Cognome,Nome,Indirizzo) Taxi(Codice, Targa, Autista,TipoM) Prenotaz.(Cliente, Data, Ora, Luogo, Destinazione, Taxi) Ricevuta(Codice, LuogoEff, Distanza, Data, Ora, Importo, Cliente, DataR, OraR) 49

50 Documentazione descrittiva Si rappresenti la base di dati di un archivio per la gestione degli ordini e delle giacenze di una società di vendita di prodotti. Ogni azienda identifica internamente i propri prodotti tramite un codice. Aziende diverse possono usare gli stessi codici, ognuna per i propri prodotti. L azienda è identificata da un codice fiscale (CF); se ne conosce la sigla e il telefono. Per ogni prodotto si indica il prezzo e una descrizione. Ogni prodotto può essere soltanto un prodotto lavorato (in questo caso si indica anche il colore) o una materia prima. I prodotti sono stoccati in un magazzino, identificato da indirizzo e stanza; se ne conosce eventualmente la metratura. Si conosce la quantità di prodotto che è stoccata in un certo magazzino. I prodotti possono essere ordinati da altre aziende e da persone fisiche. Delle persone si conosce il CF, nome, cognome e indirizzo. Per ogni ordine si indica la quantità di prodotto e la data in cui è stata ordinata. Di ogni azienda si conosce il responsabile e i suoi dati (CF, nome, cognome, telefono e indirizzo). 50

51 Schema ER 51

52 Schema ER ristrutturato 52

53 Relazioni per le entità Soggetto(CF, telefono, città,...) Persona(CF SOGGETTO, nome, cognome) Azienda(CF SOGGETTO, sigla) Ordine(CF SOGGETTO, ID PRODOTTO, data, quantità) Prodotto(ID, descrizione, prezzo, tipo, colore) Magazzino(ID, stanza, città,...) 53

54 Relazioni per le associazioni Responsabile: Azienda(CF SOGGETTO, sigla, CF PERSONA ) Fornisce: Prodotto(ID, descrizione, prezzo, tipo, colore, CF AZIENDA ) Stoccaggio(ID PRODOTTO, ID MAGAZZINO, quantità) 54