Progettazione di un DB....in breve

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1 Progettazione di un DB...in breve

2 Cosa significa progettare un DB Definirne struttura,caratteristiche e contenuto. Per farlo è opportuno seguire delle metodologie che permettono di ottenere prodotti di qualità. La metodologia di riferimento è articolata in 3 fasi in cascata:

3 Raccolta dei requisiti del db Progett.concettuale Schema concettuale Progettazione di una base dati Progett.logica Schema logico Progett.fisica Schema fisico

4 Cosa e come Questa metodologia si basa su un concetto molto semplice, rivelatosi efficace, che consiste nel separare le decisioni relative a cosa rappresentare in una base dati (prima fase), da quelle relative a come farlo(fasi successive).

5 Progettazione concettuale L obiettivo in questa fase è quello di rappresentare la realtà di interesse attraverso una descrizione formale e completa. Il prodotto di questa fase è lo schema concettuale e fa riferimento a un modello concettuale di dati. In questa fase il progettista deve cercare di rappresentare il contenuto informativo del DB, senza preoccuparsi nè di come queste informazioni verranno definite nel sistema reale nè dell efficienza dei programmi che dovranno operare sui dati.

6 Progettazione logica In questa fase lo schema concettuale viene tradotto in schema logico che farà riferimento ad un modello logico dei dati. Il modello logico ci consente di descrivere i dati in una rappresentazione ancora indipendente dai dettagli fisici, ma che può essere realizzata direttamente con un sistema di gestione di dati che adotta il modello logico prescelto (relazionale). In questa fase si deve anche operare scelte di ottimizzazione della rappresentazione attraverso tecniche di verifica della qualità dello schema logico (vedi normalizzazione).

7 Progettazione fisica In questa fase lo schema logico viene completato con la specifica dei parametri fisici di memorizzazione dei dati. Il prodotto è lo schema fisico e si riferisce ad un modello fisico dei dati, che dipende dallo specifico sistema di gestione di basi di dati (DBMS) scelto e dei criteri di organizzazione fisica dei dati in quel sistema.

8 Progettazione concettuale Progettazione logica Progettazione fisica

9 Modello concettuale Il modello Entità-Relazione o E-R è un modello concettuale di dati e fornisce una serie di costrutti che servono a descrivere la realtà d interesse. Il modello ER definisce uno schema concettuale dei dati. Uno schema descrive la struttura o forma dei dati, ma non descrive i dati veri e propri, vale a dire le istanze o occorrenze dello schema. I valori verranno inseriti alla fine della progettazione in fase di popolamento della base di dati. Facendo un paragone con la programmazione orientata agli oggetti, lo schema corrisponde alla nozione di classe e una istanza dello schema è un oggetto della classe. Lo schema ER è costituito da due componenti: - diagramma ER: è una rappresentazione diagrammatica della realtà che evidenzia le entità, le relazioni tra entità e gli attributi di entrambi; - documentazione

10 Diagramma Entità-Relazione I costrutti del diagramma ER sono i seguenti: Entità Rappresentano concetti complessi e di rilievo che descrivono classi di oggetti con esistenza autonoma. Una istanza di una entità è un oggetto della classe rappresentata. Una entità ha un nome univoco all'interno dello schema concettuale e viene rappresentata nel diagramma ER con un rettangolo con il nome dell'entità all'interno:

11 libro L entità libro rappresenta una classe di oggetti con caratteristiche comuni quali ad esempio titolo,autore,editore... Una sua istanza potrebbe essere Il signore degli anelli.

12 RELAZIONI Rappresentano legami logici, significativi per la realtà modellata, tra due o più entità. Ad esempio, esiste una relazione, che possiamo chiamare luogo, tra le entità teatro e spazio teatrale. Questa relazione associa ad un teatro gli spazi teatrali che il teatro usa per gli spettacoli e viceversa essa associa ad uno spazio teatrale i teatri che usano quello spazio. Ogni relazione ha un nome univoco tra le relazioni e le entità dello schema. E' preferibile usare un sostantivo. Una relazione viene rappresentata mediante un rombo con il suo nome all'interno e da linee che connettono la relazione con le entità componenti: teatro luogo spazio teatrale

13 E' possibile avere relazioni ricorsive, cioè che legano la stessa entità. Ad esempio, la relazione collega definita sull'entità dipendente o la relazione genitore sull'entità persona. La relazione collega è simmetrica, la relazione genitore non lo è. persona padre figlio genitore

14 Relazione di GRADO 3 (coinvolge 3 entità) Inoltre è possibile avere relazioni che associano più di due entità. Ad esempio, la relazione fornitura associa un fornitore che rifornisce di un certo prodotto un qualche dipartimento:

15 CARDINALITA Per ogni entità partecipante ad una relazione viene specificata una cardinalità di relazione: è una coppia di numeri naturali che specifica il numero minimo e massimo di istanze a cui l'entità può partecipare. E' possibile indicare con la costante N un numero generico maggiore di uno quando la cardinalità non è nota con precisione. Nel diagramma ER, la cardinalità di relazione di una entità etichetta l'arco che lega l'entità alla relazione. Seguono alcuni esempi:

16 In questo caso un teatro ha nessun, uno o molti spazi teatrali e uno spazio teatrale ha uno o più teatri associati. Questo tipo di relazione in cui entrambe le cardinalità massime sono maggiori di uno si chiama molti a molti. La partecipazione dell'entità teatro si dice opzionale (cardinalità minima uguale a zero) e la partecipazione dell'entità spazio teatrale si dice obbligatoria(cardinalità minima uguale a uno).

17 In questo caso un teatro ha nessun, uno o molti spazi teatrali e uno spazio teatrale ha esattamente un teatro associato. Dunque non vi sono spazi condivisi da più teatri. Questo tipo di relazione in cui una cardinalità massima è pari a uno e l'altra è maggiore di uno si chiama uno a molti.

18 In questo caso un teatro ha nessun o uno spazio teatrale e uno spazio teatrale ha esattamente un teatro associato. Dunque non vi sono teatri con più spazi e neppure spazi condivisi da più teatri. Questo tipo di relazione in cui entrambe le cardinalità massime sono uguali a uno si chiama uno a uno.

19 PROPRIETA Una proprietà o attributo è una caratteristica dell entità. Un attributo non ha esistenza autonoma ma è associato ad una entità o ad una relazione. Un attributo può essere semplice, multivalore, composto o calcolato: semplice ha, per ogni istanza dell'entità associata, un unico valore atomico di un certo tipo di base. multivalore può avere, per ogni istanza dell'entità associata, più valori. Ad esempio, un attributo multivalore potrebbe essere telefono per il quale possono essere noti più numeri; composto è costituito da più attributi correlati. Ad esempio un attributo composto potrebbe essere indirizzo formato dagli attributi via, numero, e città; calcolato è un attributo il cui valore è ottenuto calcolandolo da quello di altri attributi. Al esempio l'incasso totale si ottiene moltiplicando il numero di spettatori per il prezzo del biglietto (supponendo che il prezzo sia fisso). identificatore interno è la chiave della relazione

20 Un attributo può essere inoltre obbligatorio o opzionale. Un attributo obbligatorio deve sempre avere un valore valido. Un attributo opzionale può non avere un valore. Un attributo può essere associato ad una entità o ad una relazione. Ad esempio, una relazione che lega i dipendenti ai teatri in cui essi lavorano può avere attributi data di assunzione e ruolo. Un attributo ha un nome univoco all'interno dell'insieme degli attributi della stessa entità o relazione. Dunque attributi di entità o relazioni diverse possono essere omonimi.

21 Rappresentazione delle proprietà nome nome cognome persona persona nome figli persona In letteratura troverete diverse simbologie, In ogni caso dal disegno è evidente di che tipo di proprietà si tratta

22 chiavi Per ciascuna entità occorre specificare una chiave primaria. Una chiave è un insieme di uno o più attributi con due caratteristiche: univocità: i valori degli attributi identificano univocamente le istanze dell'entità nel micromondo modellato. Vale a dire che nell'universo del discorso dell'applicazione non possono esistere due istanze diverse con lo stesso valore per la chiave; minimalità: rimuovendo un qualsiasi attributo dall'insieme perdiamo il requisito di univocità.

23 Se non si riesce a trovare una chiave che soddisfa questi requisiti è possibile introdurre un ulteriore attributo sintetico che serve solo ad identificare le istanze dell'entità. Questi attributi sono solitamente detti codici. Cf nome cognome datanascita studente

24 Vediamo qualche semplice esempio di diagramma codice nome nome cognome matricola N M studente (1,N) segue (1,M) corso cf nome N 1 sede lavoro CAP nome n abit impiegato residenza città N 1 targa modello codice indirizzo auto N parcheggiata 1 garage

25 Qualche esempio di media esercizier.pdf complessità

26 Progettazione logica Una volta prodotto lo schema concettuale E-R bisogna tradurlo in modello logico che nel nostro caso è il relazionale. Questa traduzione prevede una serie di passi obbligatori: 1. Entità diventano relazioni o tabelle 2. Proprietà (non composte) diventano attributi 3. Identificatori o codici diventano chiave primaria 4. Ad ogni proprietà moltivalore corrisponde una tabella eventualmente da normalizzare 5. Per ogni relazione 1:N si aggiunge un attributo nella tabella dell entità lato N. L attributo è chiave esterna perchè contiene la chiave dell altra entità. Nel caso di relazione 1:1 si aggiungerà la chiave esterna all entità usata più frequentemente nelle query 6. Per ogni relazione N:M si aggiunge una tabella con tante chiavi esterne quante sono le entità coinvolte nella relazione.

27 esempi Partiamo dal Diagramma E-R nome cognome matricola codice nome N M studente (1,N) segue (1,M) corso Lo schema logico corrispondente sarà: Create table studente (matricola,nome,cognome,pk(matricola)); Create table stud_corso(matricola,codice,pk(matricola,codice),fk(matricola),fk(codice)) ; Create table corso(codice,nome,pk(codice));

28 cf nome N 1 sede lavoro CAP nome n abit impiegato residenza città N 1 Create table impiegato(cf,nome,sede_lavoro,residenza,pk(cf),fk(sede_lavoro,re sidenza)); Create table citta(cap,nome,n abitanti,pk(cap)); In questo esempio i campi sede_lavoro e residenza sono cap di città

29 codice indirizzo targa modello auto N parcheggiata 1 garage Questo trattino indica che la cardinalità potrebbe essere 0 (l auto potrebbe non essere parcheggiata in un garage) Create table auto(targa,modello,codice,pk(targa),fk(codice)); Create table garage(codice,ind_ind,pk(codice),fk(ind_ind)); Create table indirizzo(id_ind,via,città,cap,pk(id_ind));

30 targa modello cilindrata cf nome persona 1 proprietaria auto N Data acquisto prezzo acquisto Create table persona(cf,nome,pk(cf)); Create table auto(targa,modello,cilindrata,cf,pk(targa),fk(cf));

31 Esercizi 1. Si vogliono gestire le prenotazioni per spettacoli teatrali in Italia. Di uno spettacolo interessa il regista, il titolo, l autore, la compagnia e gli attori principali. Uno spettacolo viene rappresentato più volte. Di ogni rappresentazione interessa la città, la data, l ora e il teatro. Le prenotazioni riguardano una rappresentazione e di esse interessa il nome della persona che ha effettuato la prenotazione, il recapito telefonico, e la lista dei posti prenotati. Un posto è codificato da una coppia (numero fila, numero posto). Ad ogni spettacolo, ad ogni rappresentazione e ad ogni prenotazione è assegnato un codice che lo identifica. Si definisca uno schema concettuale grafico della base di dati. Definire query...

32 2. Nel selezionare gli articoli da accettare per una conferenza, ciascun articolo viene spedito ad un certo numero di revisori, ciascuno dei quali riceve normalmente più articoli da valutare. Ogni revisore assegna un punteggio ad ogni articolo. Un revisore è identificato da un codice e un articolo è identificato da un numero. Si supponga per semplicità che un autore sia anche identificato da nome e cognome. Si definisca uno schema concettuale grafico della base di dati. Definire query...

33 3. Si vogliono gestire i dati di interesse di una compagnia di assicurazione ramo RCA. Interessano i dati sui clienti, auto e incidenti. Di un cliente interessano codice fiscale (che lo identifica), nome e indirizzo. Di un auto interessano targa e modello. Di un incidente interessa l auto assicurata coinvolta (si suppone che sia unica) il danno (in lire) e la percentuale di colpa. Un cliente può avere più automobili e un automobile ha un solo proprietario. Un automobile può essere stata coinvolta in più incidenti. Si definisca uno schema concettuale grafico della base di dati. Definire query...

34 4. Si vuole gestire l allocazione di aule dedicate a seminari. Un seminario può essere tenuto in più parti, che possono anche svolgersi in aule diverse. Di un seminario interessano Responsabile, Titolo e Codice (che lo identifica). Di un aula interessano Nome (che la identifica) e Capienza. Interessa inoltre sapere per ogni parte di un seminario la data, l ora di inizio e fine, e l aula in cui si svolge. Si definisca uno schema concettuale grafico della base di dati.

35 5. Una società di rilevazioni ha effettuato dei sondaggi relativi ai voti espressi dagli elettori in una consultazione nazionale. Il territorio è diviso in circoscrizioni, in ogni circoscrizione si presentano più partiti (ma non tutti i partiti si presentano in tutte le circoscrizioni). Ogni elettore vota in una specifica circoscrizione. Di ogni elettore interrogato interessano l età, il sesso, il voto che ha dichiarato di avere espresso, e la circoscrizione in cui vota; per semplicità si supponga che tutti gli interrogati o non rispondono o dichiarano di avere votato uno specifico partito. Di ogni partito interessa il nome che lo contraddistingue e l anno di fondazione. Di ogni circoscrizione interessano il nome, che la distingue, e la popolazione.si definisca uno schema concettuale grafico della base di dati.

36 6.Si supponga che per archiviare dati sull inventario delle apparecchiature di un azienda sia stato usato un foglio elettronico con la seguente struttura: Inventario(NInventario, Modello, Descrizione, NumeroDiSerie, Costo, Responsabile,TelefonoResponsabile). Il numero di inventario identifica un apparecchiatura. Un apparecchiatura ha un costo, un modello e un numero di serie. Apparecchiature dello stesso modello possono avere costi differenti, perché acquistati in momenti diversi, ma hanno la stessa descrizione. Il numero di serie è una caratteristica dell apparecchiatura e due diverse apparecchiature dello stesso modello hanno numero di serie diverso. Ogni apparecchiatura ha un responsabile, che può avere più apparecchiature, ma un unico numero di telefono. I responsabili sono identificati dal cognome. Si definisca uno schema concettuale grafico della base di dati.

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