PROGETTAZIONE DI BASI DI DATI RELAZIONALI ATTRAVERSO LA TRADUZIONE DI SCHEMI ER ED EER A SCHEMI RELAZIONALI

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1 LEZIONE DEL 11/11/2008 di BASI DI DATI Prof. Bochicchio PROGETTAZIONE DI BASI DI DATI RELAZIONALI ATTRAVERSO LA TRADUZIONE DI SCHEMI ER ED EER A SCHEMI RELAZIONALI Nelle lezioni precedenti abbiamo accennato all algoritmo di Mapping, in versione semplificata, in cui ad entità relazionali corrispondevano modelli relazionali. La versione completa dell algoritmo di Mapping, che andremo a definire, serve a comprendere dei casi particolari. Tale algoritmo è fondamentale nella fase di costruzione delle basi di dati, poiché le operazioni da seguire sono ER ->ALGORITMO DI MAPPING -> MODELLO RELAZIONALE. Quindi partendo da un diagramma ER, come si fa a trasformare ogni elemento in un oggetto relazionale, cioè in tabelle o vincoli? Analizziamo i passi da seguire usufruendo del modello ER di un AZIENDA, qui sotto riportato

2 PASSO 1: TRADUZIONE DI TIPI DI ENTITA Ad ogni entità E corrisponde una tabella (RELAZIONE) R e tutti gli attributi dell entità corrispondono alle colonne della tabella, e la CHIAVE PRIMARIA va scelta tra le chiavi candidate. ESEMPIO La chiave primaria della tabella EMPLOYEE è SSN. PASSO 2: TRADUZIONE DI TIPI DI ENTITA DEBOLI Ad ogni entità debole W con tipo di entità proprietario E, si crea una relazione R e tutti gli attributi di W diventano attributi della tabella R. La chiave primaria di R sarà costituita dalla chiave primaria di E più la chiave parziale del tipo di entità debole W. ESEMPIO PASSO 3:TRADUZIONE DI TIPI DI ASSOCIAZIONI BINARIE 1:1 Ipotizziamo di avere due relazioni S e T corrispondenti ai tipi di entità che partecipano ad R. Per questo tipo di relazione binaria ci sono 3 possibili approcci: 1. APPROCCIO BASATO SU CHIAVI ESTERNE: si sceglie una delle due relazioni, ad esempio S, e si inserisce come chiave esterna in S la chiave primaria di T. E consigliabile fare questa operazione su un tipo di entità che abbia una PARTECIPAZIONE TOTALE a R. Esempio

3 2. APPROCCIO BASATO SULL UNICA RELAZIONE FUSIONE: Si fondono i due tipi di entità e il tipo di relazione in una sola relazione. Questo approccio ha senso quando entrambe le partecipazioni sono TOTALI. 3. APPROCCIO BASATO SU RELAZIONE ASSOCIAZIONE: Si crea una terza relazione R con lo scopo di definire un riferimento incrociato tra le chiavi primarie di S e T. PASSO 4: TRADUZIONE DEI TIPI DI ASSOCIAZIONI BINARIE 1 : N Ipotizzando che S sia la relazione corrispondente, che si trovi dal lato N del tipo di relazione R, tutti gli attributi dell altro tipo di entità e del tipo di relazione si inseriscono come colonne di S e si inserisce in S la chiave primaria della relazione T come chiave esterna. PASSO 5: TRADUZIONE DEI TIPI DI ASSOCIAZIONI BINARIE N : M Oltre ai tipi di entità, anche il tipo di relazione viene mappato in una tabella, in cui sono inserite le chiavi esterne che si riferiscono alle chiavi primarie di S e T, oltre agli attributi semplici di R. PASSO 6: TRADUZIONE DEGLI ATTRIBUTI MULTIVALORE Per ogni attributo multivalore A si costruisce una nuova relazione R. Questa comprenderà un attributo corrispondente ad A, più l attributo di chiave primaria K (come chiave esterna di R) della relazione che rappresenta il tipo di entità o il tipo di relazione che ha A come attributo. La chiave primaria di R è data dalla combinazione di A e K. Se l attributo multivalore è composto si considera in componenti SEMPLICI. PASSO 7: TRADUZIONE DEI TIPI DI ASSOCIAZIONI N-ARIE: Per ogni tipo di associazione N-aria R, si costruisce una nuova relazione S. In questa, si inseriscono come chiavi esterne le chiavi primarie delle relazioni che rappresentano i tipi di entità partecipanti. Si inseriscono anche gli attributi semplici del tipo di relazione. La chiave primaria di S è la combinazione di tutte le chiavi esterne che si riferiscono alle relazioni derivanti dai tipi di entità che partecipano. PASSO 8: OPZIONI PER LATRADUZIONE DELLA SPECIALIZZAZIONE O GENERALIZZAZIONE: Si distinguono 4 casi: 1. Ipotizziamo il seguente caso:

4 Si possono trasformare SECRETARY, TECHNICIAN, ENGINEER in tabelle e si usa come chiave primaria delle specializzazioni la stessa chiave primaria di EMPLOYEE. 2. Ipotizziamo un ulteriore caso: Si spostano gli attributi del tipo di entità padre ai tipi di entità figli e si creano le relazioni solo per questi ultimi. Perciò si creano solo le relazioni CAR e TRUCK con gli attributi di VEHICLE in comune e come chiave primaria si usa quella del padre. Tonnage 3. Riprendiamo il caso delle specializzazioni di EMPLOYEE. Utilizzando i NOMI DI RUOLO e trasformandoli in attributi, in questo caso JobType, si crea una relazione con tutti gli attributi del padre e dei figli. Eng Type Questo mapping non va bene per le specializzazioni di tipo OVERLAPPING, e ha il vantaggio di rappresentare i dati in una sola tabella ma ha lo svantaggio di contenere molti NULL. In questa situazione l attributo JobType è ridondante, è utile solo se non si hanno dettagli sul tipo di specializzazione. 4. Consideriamo l ultimo caso:

5 Si inseriscono dei campi FLAG ( campi di un solo bit, 0 o 1) che sono attivi a secondo del tipo di specializzazione. Inoltre sono inseriti tutti gli attributi di padre e figli. Anche in questo caso vi è informazione ridondante. PASSO 9: TRADUZIONE DELLE SOTTOCLASSI CONDIVISE: un esempio di sottoclasse condivisa ( ereditarietà multipla) è il tipo di entità STUDENTE 150 ORE che eredita contemporaneamente dai tipi di entità STUDENTE, IMPIEGATO. Per mappare questo tipo di entità si applica il caso 8.3 o 8.4. PASSO 10: TRADUZIONE DELLE CATEGORIE (TIPI UNIONE):

6 in questo caso, si fa sì che il tipo di entità OWNER possieda solo un attributo OWNER_ID, che può essere BANK, COMPANY o PERSON, che si mette come chiave esterna nelle relazioni che derivano dai tipi di entità che partecipano all unione. SQL: II PARTE CREATE TABLE: crea una nuova tabella CREATE TABLE DEPT ( DNAME VARCHAR(10) NOT NULL, DNUMBER INTEGER NOT NULL, MGRSSN CHAR(9), MGRSTARTDATE CHAR(9), PRIMARY KEY (DNUMBER), UNIQUE (DNAME), FOREIGN KEY (MGRSSN) REFERENCES EMP ); Viene creata una nuova tabella DEPT con i campi specificati tra parentesi tonde. Il campo DNAME è di tipo VARCHAR ( tipo stringa di lunghezza variabile, fino a caratteri), mentre MGRSSN è di tipo CHAR ( tipo stringa di lunghezza fissa). Inoltre DNAME è specificato come UNIQUE, ovvero non esistono due tuple con lo stesso DNAME. MGRSSN è una chiave esterna che referenzia la tabella EMP.

7 DROP TABLE: cancella un intera tabella DROP TABLE DEPENDENT; cancella la tabella DEPENDENT. ALTER TABLE: cambia le colonne di una tabella non vuota. ALTER TABLE EMPLOYEE ADD JOB VARCHAR(12); In questo caso, viene aggiunta la colonna JOB di tipo VARCHAR(12) alla tabella EMPLOYEE. La colonna JOB, quando viene creata, viene riempita di NULL. OPZIONI PER L INTEGRITA REFERENZIALE: CREATE TABLE DEPT ( DNAME VARCHAR(10) NOT NULL, DNUMBER INTEGER NOT NULL, MGRSSN CHAR(9), MGRSTARTDATE CHAR(9), PRIMARY KEY (DNUMBER), UNIQUE (DNAME), FOREIGN KEY (MGRSSN) REFERENCES EMP ON DELETE SET DEFAULT ON UPDATE CASCADE ) La clausola ON DELETE SET DEFAULT indica che la cancellazione di una chiave esterna si traduce nell inserimento di un valore di default mentre ON UPDATE CASCADE indica che l aggiornamento della chiave esterna deve avvenire in cascata, cioè modificando le righe corrispondenti della tabella referenziata. Invece ON DELETE SET NULL indica che la cancellazione di una chiave esterna si traduce in un campo NULL. ALCUNI TIPI DI DATI ADDIZIONALI: DATE: indica una DATA ed è nel formato ANNO-MESE-GIORNI TIME: indica un ORARIO ed è nel formato ORA:MINUTI:SECONDI TIME(i): come TIME ma con i cifre addizionali per memorizzare sottomultipli di secondi TIMESTAMP: è composto da un campo DATE seguito dal campo TIME INTERVAL: memorizza un valore relativo di TEMPO o di DATA piuttosto che uno assoluto SELECT: Diamo una definizione di: SET: insieme in cui non ci sono ripetizioni

8 MULTISET (BAG): insieme con ripetizioni Le tabelle di SQL sono dei MULTISET, ad esempio {A,B,A }={B,A,A} mentre nel caso degli array (ad esempio le tabelle di Excel) [A,B,A] [B,A,A]. SELECT BDATE, ADDRESS EMPLOYEE FNAME='John' AND MINIT='B AND LNAME='Smith Seleziona (SELECT) dalla tabella EMPLOYEE i campi BDATE,ADDRESS dove il primo nome è JOHN, l iniziale del secondo nome è B e il cognome è SMITH. SELECT FNAME, LNAME, ADDRESS EMPLOYEE, DEPARTMENT DNAME='Research' AND DNUMBER=DNO Questa SELECT sceglie FNAME, LNAME, ADDRESS dal JOIN tra EMPLOYEE e DEPARTMENT, dove DNAME=RESEARCH e la condizione di JOIN è DNUMBER=DNO (cioè seleziona nome, cognome ed indirizzo degli impiegati del dipartimento research ). Se si fa il JOIN tra N tabelle le condizioni di JOIN sono N-1. Se la condizione di JOIN è assente si ha il PRODOTTO CARTESIANO. Per evitare ambiguità si possono qualificare gli attributi, ad esempio EMPLOYEE.LNAME, DEPARTMENT.DNAME E possibile creare degli ALIAS per i nomi delle tabelle, ad esempio SELECT E.FNAME, E.LNAME, S.FNAME,S.LNAME EMPLOYEE E S E.SUPERSSN=S.SSN Si noti la riga nella quale la tabella EMPLOYEE viene chiamata E oppure S. Una forma equivalente è EMPLOYEE AS E, EMPLOYEE AS S Uso di *: SELECT * EMPLOYEE DNO=5 Il simbolo * serve a selezionare tutte le colonne della tabella EMPLOYEE dove DNO=5.

9 DISTINCT: SELECT DISTINCT SALARY EMPLOYEE Distinct produce una risposta che comprende tutte le tuple, anche quelle duplicate. In questo caso seleziona TUTTI i SALARY della tabella EMPLOYEE. Questo vincolo viola l algebra relazionale perché restituisce risultati non univoci. Un alternativa all uso di DISTINCT è selezionare anche la CHIAVE PRIMARIA. OPERAZIONI INSIEMISTICHE: UNION: (SELECT PNAME UNION PROJECT, DEPARTMENT, EMPLOYEE DNUM=DNUMBER AND MGRSSN=SSN AND LNAME='Smith') (SELECT PNAME PROJECT, WORKS_ON, EMPLOYEE PNUMBER=PNO AND ESSN=SSN AND LNAME='Smith') In questo caso vengono eseguite le due SELECT e i risultati vengono UNITI. Bisogna prestare attenzione al fatto che le due tabelle unite siano UNION-COMPATIBLE ( cioè che devono avere le stesse colonne con lo stesso dominio di definizione). MINUS, INTERSECT: analoghe all operazione UNION. QUERY NIDIFICATE (NESTING) : Esempio di QUERY NIDIFICATA: SELECT FNAME, LNAME, ADDRESS EMPLOYEE DNO IN (SELECT DNUMBER DEPARTMENT DNAME='Research' ) (SELECT DNUMBER DEPARTMENT DNAME='Research' ) restituisce una tabella, non uno scalare, perciò invece di usare DNO= si scrive DNO IN In questo caso il risultato della QUERY tra parentesi è usato come ambito per scegliere i DNO. Giacomo Russo ( giako87 at gmail dot com ) Mercadante Alessandra ( Alessandra.Mercadante at gmail dot com)

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