Laboratorio di Basi di Dati

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1 Laboratorio di Basi di Dati Esercizi di progettazione concettuale 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

3 Obiettivi della progettazione concettuale Capire il problema che si sta affrontando e ragionare su di esso senza pensare a come si realizzerà la soluzione Identificare le classi di oggetti interessanti e le loro relazioni e realizzarne una rappresentazione grafica Il risultato pratico della fase di progettazione concettuale è il modello concettuale

4 Il modello ER E il più diffuso modello concettuale Costrutti principali: Entità Associazione (o Relashionship) Attributo Identificatore Generalizzazione

5 Dalla documentazione descrittiva al diagramma ER Supponiamo di avere una documentazione che descrive il problema vogliamo arrivare ad ottenere il diagramma ER Il processo non è automatizzabile perché la documentazione è in linguaggio naturale, quindi: spesso ambigua a volte inconsistente, incompleta, etc Il processo deve essere svolto manualmente

6 Progettazione concettuale: modello ER Entità: Rappresenta una classe di oggetti della realtà applicativa, aventi proprietà comuni ed esistenza autonoma (es. persona, automobile, ecc.). Si dice istanza dell entità un oggetto appartenente alla classe (Mario Rossi, la mia Punto, ecc.). Associazione: Legame logico tra più entità, significativo per il dominio di interesse. Attributo (di entità e relazioni): proprietà elementare di entità o relazioni. Vincoli di identificazione sulle entità (identificatori): collezioni di 1 o più attributi che permettono di identificare univocamente le istanze dell entità. Vincoli di cardinalità (minima e massima): vincoli che esprimono quante istanze di entità partecipano ad una relazione.

7 Modello ER: rappresentazione grafica Componente Simbolo Entità Associazione Attributo Identificatore Gerarchia di generalizzazione Vincolo di cardinalità (c_min,c_max)

8 Costruzione del modello ER Individuazione delle entità Individuazione delle gerarchie di generalizzazione Individuazione delle associazioni Definizione degli attributi di entità e/o associazioni Definizione delle cardinalità Definizione degli identificatori

9 Seconda parte: Comprensione di uno schema ER

10 Esercizio 1: spiega la differenza ISBN titolo ISBN titolo Libro Libro

11 Esercizio 2: identificazione interna Data la seguente entità Nome Piano Museo Corrente_art SALA stabilire il suo identificatore nelle diverse ipotesi: 1) Tra tutti i musei considerati non vi sono sale con nomi uguali. 2) In ciascun museo le sale che espongono opere di una stessa corrente artistica hanno nomi diversi. 3) In ciascun museo, su ogni piano le sale hanno nomi diversi.

12 Esercizio 3: spiega il significato di questi schemi e evidenzia le differenze Primo Ministro (1,1) (0,1) Governa Nazione Dipartimento (1,1) (0,N) Appartiene Università nome

13 Dipartimento (1,1) (0,N) Appartiene Università nome Dipartimento (1,1) (0,N) Appartiene Università nome Dipartimento (1,1) (0,N) Appartiene Università nome

14 Esercizio 4 Dato il seguente schema ER, id nome casa discografica ARTISTA indirizzo (1,N) INCIDE (1,N) DISCO titolo nome d arte codice stabilire quali delle seguenti affermazioni sono vere? 1) Un disco è inciso da uno o più cantanti. 2) C è un limite sul numero di dischi che un artista può incidere. 3) I dischi devono avere tutti titoli distinti. 4) Ci sono artisti che non hanno inciso dischi. 5) Si possono avere 2 dischi con lo stesso titolo editi dalla stessa casa discografica.

15 Esercizio 5 numero argomento punteggio matricola cognome Esercizio Svolgimento Studente nome difficoltà determinare le cardinalità della relazione nei seguenti casi: 1) Un esercizio è svolto da almeno uno studente. Ogni studente può svolgere un solo esercizio; 2) Ci sono esercizi non svolti e altri svolti da più studenti. Alcuni studenti non hanno svolto esercizi, altri ne hanno svolti molti; 3) Ogni esercizio è stato svolto da almeno uno studente ma anche da più studenti. Ogni studente deve svolgere almeno un esercizio. laurea

16 Esercizio 6 sigla Nome Nome numaerei datacreazione numposti (0,1) (0,N) AEREO PROPRIETARIO COMPAGNIA prezzo dataacquisto Si consideri lo schema ER e si indichi quale delle seguenti affermazioni è vera. 1. Ci possono essere più aerei con la stessa sigla 2. Ci possono essere più compagnie con lo stesso proprietario a patto che abbiano nomi diversi 3. Ci sono aeroplani che non appartengono ad alcuna compagnia 4. Ogni compagnia possiede almeno un aereo 5. Un aereo può appartenere a compagnie diverse proprietario

17 Esercizio 7 sigla Nome Nome numaerei datacreazione numposti (0,1) (0,N) AEREO PROPRIETARIO COMPAGNIA prezzo dataacquisto proprietario Si determinino le cardinalità della relazione nei seguenti casi. a) Ogni compagnia è proprietaria di un unico aereo. Un aereo può essere di proprietà di non più di 3 compagnie; b) Un aereo può essere in multiproprietà, ma anche senza proprietario. Una compagnia possiede sempre almeno due aerei e mai più di 15; c) Un aereo può appartenere al massimo ad una compagnia e una compagnia può avere al massimo due aerei;

18 Esercizio 8: Quale dei due è corretto? cognome Persona Persona Utente Impiegato Utente Impiegato cognome cognome

19 Esercizio 9 Generalizzazioni = (t,e) Immobili metriquadrati Indirizzo NumVani Appartamenti Negozi Considerato lo schema ER in figura, rispondere alle seguenti domande: 1. Un appartamento può essere usato come negozio; 2. Un negozio non è necessariamente un immobile; 3. Un immobile è necessariamente un appartamento o un negozio; 4. Le istanze della entità negozio non hanno attributi; 5. Tra le proprietà di Negozio c e il numero di vani

20 Esercizio 10 Generalizzazioni = (p,e) Si consideri la seguente gerarchia di generalizzazione: quale delle seguenti affermazioni è corretta? 1. Ogni città è capoluogo o capitale 2. Una capitale è anche capoluogo 3. Un capoluogo può essere anche capitale 4. Ogni capitale è caratterizzata dalla regione di appartenenza 5. Ogni capitale è caratterizzata dal numero di abitanti 6. Se una città è capoluogo non può essere capitale

21 Alcuni problemi comuni che sorgono durante la progettazione concettuale

22 Come scelgo l identificatore? 1) Identificatore interno Se esiste un sottinsieme minimale di attributi di E che ne identifichi univocamente le istanze 2) Identificatore esterno o misto Se esistono delle entità a cui E è legata da una associazione a cardinalità (1,1) dalla parte di E 3) Identificatore artificiale (il classico codice )

23 Perché non utilizzo sempre un identificatore artificiale? Perché l identificatore artificiale prescinde dalla semantica/interpretazione dei dati Non hanno corrispondenza nel mondo reale Es. codfiscale è anch esso un codice, ma corrisponde ad un informazione rilasciata dal ministero delle finanze Introdurre codici artificiali può richiedere di introdurre ulteriori vincoli Es. Per Persona se oltre a codfiscale aggiundo un attributo codice poi devo aggiungere il vincolo che tutte le persone abbiano un codfiscale distinto

24 L identificatore è unico? No, ci possono essere più di un identificatore minimale per una data entità A livello della progettazione concettuale occorre sviscerare tutti i possibili identificatori Nelle fasi successive della progettazione si potrà effettuare una scelta su quale identificatore è più conveniente da utilizzare La convenienza viene misurata in termini delle operazioni da effettuare sulla base di dati e su quali operazioni si vogliono ottimizzare

25 Associazioni molti a molti numero Esercizio argomento (1,N) punteggio matricola cognome (1,N) Svolgimento Studente nome difficoltà laurea Ricordati: la associazione è un sottoinsieme del prodotto cartesiano tra Esercizio e Studente quindi, dato uno studente S e un esercizio E, la coppia <S,E> compare una sola volta nella relationship questo potrebbe andare bene in alcuni contesti applicativi ma non sempre!

26 Associazione molti a molti patente nome data targa modello (1,N) (0,N) Taxista servizio automobile cilindrata cognome colore Un taxista può fare più di un servizio con la stessa automobile? Intuitivamente: sì Secondo la modellazione usata: no Questa modellazione del domino applicativo impone che un taxista può effettuare più servizi, ma sempre con automobili diverse non ha senso! La modellazione è ERRATA e va sostituita

27 Reificazione della relazione molti a molti Come fare a rappresentare più servizi fatti in date diverse con la stessa automobile? Creo un entità che rappresenta i singoli servizi effettuati data effettua (1,1) (1,1) servizio con patente (1,N) nome targa (0,N) modello Taxista automobile cilindrata cognome colore

28 Come identifichiamo il servizio? Dipende dal contesto applicativo: CASO 1: In un dato giorno un taxista effettua servizi sempre con la stessa automobile data effettua (1,1) (1,1) servizio con patente (1,N) nome targa (0,N) modello Taxista automobile cilindrata cognome colore

29 Come identifichiamo il servizio? CASO 2: In un dato giorno un automobile è utilizzata per un solo servizio effettua data (1,1) (1,1) servizio con patente (1,N) nome targa (0,N) modello Taxista automobile cilindrata cognome colore

30 Come identifichiamo il servizio? CASO 3: in un dato giorno un automobile è utilizzata per più servizi possibilmente effettuati da taxisti diversi data effettua (1,1) (1,1) servizio con patente (1,N) nome targa (0,N) modello Taxista automobile cilindrata cognome colore 30

31 Terza parte: Esercizio videoteca

32 Documentazione descrittiva Vogliamo realizzare una base di dati per una videoteca per il noleggio di film. Per ogni film, vogliamo memorizzare il titolo, il regista, l'anno di produzione, il genere e la valutazione della critica, se presente. Ogni film è disponibile per il noleggio in un certo numero di video. Ogni videocassetta o dvd disponibile nella videoteca è identificato da un codice di collocazione e dal tipo di supporto (videocassetta o dvd). La base di dati dovrà inoltre memorizzare informazioni sui clienti della videoteca e sui video che hanno noleggiato. Per ogni utente della videoteca vogliamo mantenere il suo nome, cognome, data di nascita, residenza e telefono. 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). Per ogni noleggio, vogliamo memorizzare la data in cui il noleggio è stato effettuato e, per i noleggi conclusi, la data di restituzione. Ogni cliente può inoltre consigliare dei film ad altri clienti, esprimendo per essi un giudizio. 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. 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.

33 Analisi della documentazione descrittiva Considera la documentazione descrittiva fornita nella slide precedente e svolgi i seguenti esercizi: 1. individua omonimi e sinonimi e unifica i termini 2. individua i termini ambigui e specificane il significato 3. riformula la documentazione sostituendo i termini unificati e specificando i termini ambigui 4. riorganizza le frasi dividendole per concetti 5. realizza un glossario; per ogni termine indica: la descrizione, i sinonimi e i collegamenti

34 Realizzazione del diagramma ER Identifica (colorando con colori diversi): le possibili entità i possibili attributi le possibili relationship. Hai dei dubbi? E normale! Prova ad andare avanti e, se se nelle fasi successive ti accorgi di aver commesso un errore, torna indietro e correggi. Esempi di dubbi: giudizio è un attributo o un entità? punto è un attributo o un entità? noleggio è un entità o una associazione?

35 Diagramma ER schema generale Identifica solo le entità e le relazioni più importanti non importa se, per ora, non modelli tutto il problema l importante è catturare gli aspetti principali

36 Diagramma ER schema generale Identifica solo le entità e le relazioni più importanti CLIENTE VIDEO FILM NOLEGGIO? DVD? VHS? STANDARD? VIP?

37 Raffinamento entità Film Rifletti: quali sono gli attributi dell entità Film? per ogni attributo, rifletti anche sulla sua cardinalità. quali attributi possiamo utilizzare per identificare l entità film?

38 Raffinamento entità Video Rifletti: quali sono gli attributi dell entità Video? quali attributi possiamo utilizzare per identificare l entità? L entità video generalizza qualche altra entità?

39 Raffinamento Contiene (tra Video e Film) Contiene come entità o associazione? Se come associazione, determinane i vincoli di cardinalità

40 Raffinamento entità Cliente Identifica gli attributi dell entità Cliente non dimenticarti di indicare le cardinalità degli atttributi Ci sono attributi composti? Quali attributi possiamo utilizzare per identificare l entità Cliente? Riesci ad identificare delle generalizzazioni?

41 Raffinamento associazione "Noleggio" Cliente Noleggio Video Definisci la cardinalità della relazione Devi fare attenzione a qualcosa? Quello che hai ottenuto va bene oppure deve essere ulteriormente raffinato?

42 Integrazione Procedi ora ad integrare i sottoschemi che hai realizzato Poi leggi di nuovo la descrizione del problema: c è altro da aggiungere?

43 Solo il diagramma ER? Il diagramma ER non è l unico risultato della fase di progettazione concettuale. Altra documentazione consiste in: esplicitazione di vincoli non esprimibili in diagramma ER esplicitazione delle gerarchie di generalizzazione dizionario delle entità dizionario delle associazioni

44 Esercizio per casa A partire dalla documentazione descrittiva che ti viene fornita nella slide seguente, realizzane lo schema ER

45 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.