TRADUZIONE DI SCHEMI
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- Virginia Damiano
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1 TRADUZIONE DI SCHEMI Progettazione di basi di dati relazionali attraverso la traduzione da schemi ER a schemi relazionali 2 Da un modello ad un altro Parliamo di come progettare uno schema di basi di dati relazionale a partire dal progetto dello schema concettuale. Metteremo in relazione i costrutti dei modelli ER (e EER) con quelli del modello relazionale.
2 3 Schema concettuale ER 4 Schema relazionale
3 5 Algoritmo per la traduzione Passo 1: traduzione di tipi di entità Passo 2: traduzione di tipi di entità deboli Passo 3: traduzione di tipi di associazioni binarie 1:1 Passo 4: traduzione di tipi di associazioni binarie 1:N Passo 5: traduzione di tipi di associazioni binarie M:N Passo 6: traduzione di attributi multivalore Passo 7: traduzione di tipi di associazione N-arie 6 Passo 1: traduzione di tipi di entità Per ogni tipo di entità (forte) E nello schema ER, si costruisca una relazione R che contenga tutti gli attributi semplici di E. Di un attributo composto si inseriscano solo gli attributi componenti semplici. Si scelga come chiave primaria di R uno degli attributi chiave di E (se la chiave per E è composta, allora l insieme degli attributi semplici che la compongono formeranno la chiave di E)
4 7 Schema concettuale ER 8 Passo 1: esempio Si costruiscono le relazioni IMPIEGATO, DIPARTIMENTO e PROGETTO con relative chiavi Gli attributi di chiave esterna non sono ancora inseriti
5 9 Passo 2: traduzione di tipi di entità deboli Per ogni tipo di entità debole W dello schema ER con tipo di entità proprietario E, si costruisca una relazione R e si inseriscano tutti gli attributi semplici (o componenti semplici di attributi composti) di W come attributi di R. Si inseriscano come attributi di chiave esterna di R gli attributi di chiave primaria delle relazioni corrispondenti ai tipi di entità proprietari. La chiave primaria di R è data dalla combinazione delle chiavi primarie delle proprietarie e dalla chiave parziale del tipo di entità W (se esiste). Se c è un tipo di entità debole E 2, il cui proprietario è a sua volta un tipo di entità debole E 1, allora E 1 dovrebbe essere tradotto prima di E 2 in modo da determinare prima la sua chiave primaria. 10 Schema concettuale ER
6 11 Passo 2: esempio Si costruisce PERSONA_A_CARICO Si inserisce la chiave primaria SSN della relazione IMPIEGATO (tipo di entità proprietario) come attributo di chiave esterna, rinominato in SSN_I (anche se non è strettamente necessario) La chiave primaria è {SSN_I, NOME_PERSONA_A_CARICO} perché NOME_PERSONA_A_CARICO è chiave parziale di PERSONA_A_CARICO Passo 3: traduzione di tipi di associazioni binarie 1:1 Per ogni tipo di associazione R binaria 1:1 nello schema ER si individuino le relazioni S e T (corrispondenti ai tipi di entità che partecipano a R). Tre approcci: 1. Basato su chiavi esterne 2. Basato sulla fusione delle relazioni 3. Basato su relazione associazione 12 L approccio 1 è il più comodo e, se non esistono motivi particolari, è quello che si dovrebbe usare sempre.
7 Passo 3: approccio (1) basato su chiavi esterne Si scelga una delle relazioni (ad esempio S) e si inserisca in S come chiave esterna la chiave primaria di T. E meglio scegliere nel ruolo di S la relazione corrispondente a un tipo di entità con partecipazione totale a R. Si inseriscano come attributi di S tutti gli attributi semplici del tipo di associazione 1:1 indicata con R Schema concettuale ER
8 15 Passo 3: approccio (1): esempio Tipo di associazione 1:1 DIRIGE. Si sceglie DIPARTIMENTO come S perché la sua partecipazione al tipo di associazione DIRIGE è totale (ogni dipartimento ha un direttore). Si inserisce la chiave primaria della relazione IMPIEGATO come chiave esterna della relazione DIPARTIMENTO e la si rinomina SSN_DIR. Si inserisce anche l attributo semplice Data_inizio (di DIRIGE) nella relazione DIPARTIMENTO rinominandolo in DATA_INIZIO_DIR. Passo 3: approccio (2) basato sull unica relazione fusione E possibile fondere i due tipi di entità e l associazione in una sola relazione. Questa soluzione può essere adeguata quando entrambe le partecipazioni sono totali, cioè le tabelle avranno lo stesso numero di righe. 16
9 Passo 3: approccio (2) basato su relazione associazione Creare una terza relazione R con lo scopo di definire un riferimento incrociato tra le chiavi primarie delle due relazioni S e T. Approccio necessario per le associazioni M:N R è chiamata relazione associazione, ogni riga rappresenta un istanza di associazione che collega una tupla di S a una di T. R includerà gli attributi delle chiavi primarie di S e T come chiavi esterne verso S e T Lo svantaggio è che si dovrà fare una JOIN aggiuntiva quando si collegano le due tabelle. 17 Passo 4: traduzione di tipi di associazioni binarie 1:N Per ogni tipo di associazione R binaria 1:N nello schema ER si individuino le relazioni S e T (corrispondenti ai tipi di entità che partecipano a R). Si individui la relazione S che rappresenta il tipo di entità partecipante lato-n del tipo di associazione. Si inserisca in S come chiave esterna la chiave primaria della relazione T che rappresenta l altro tipo di entità partecipante a R (ciò perché ogni istanza di entità lato- N è collegata al più a un istanza di entità lato-1) Si inseriscano tra gli attributi di S tutti gli attributi semplici del tipo di associazione 1:N 18
10 19 Schema concettuale ER 20 Passo 4: esempio Associazione LAVORA_PER: si inserisce la chiave primaria NUMERO_D della relazione DIPARTIMENTO come chiave esterna nella relazione IMPIEGATO e la si chiama N_D Associazione SUPERVISIONE: si inserisce la chiave primaria della relazione IMPIEGATO come chiave esterna nella relazione IMPIEGATO stessa e la si chiama SUPER_SSN Associazione CONTROLLA: la chiave esterna NUM_D di PROGETTO riferisce la chiave primaria NUMERO_D di DIPARTIMENTO
11 21 Passo 4: altra soluzione Usare una relazione associazione (cross-reference) come spiegato nell approccio 2 del passo 3. Si crea un relazione separata R i cui attributi sono le chiavi primarie di S e T. Questa soluzione può essere usata se un numero limitato di tuple in S partecipa all associazione, per evitare un numero elevato di valori nulli nella chiave esterna. Passo 5: traduzione di tipi di associazioni binarie M:N Per ogni tipo di associazione R binaria M:N si costruisca una nuova relazione S che rappresenti R. Si inseriscano come attributi di chiave esterna di S, le chiavi primarie delle relazioni che rappresentato i tipi di entità partecipanti, le loro combinazioni formeranno la chiave primaria di S Si inseriscano anche tutti gli attributi semplici del tipo di associazione M:N In questo caso è necessario creare una relazione distinta 22
12 23 Schema concettuale ER 24 Passo 5: esempio Associazione LAVORA_SU Costruire la relazione LAVORA_SU e inserire le chiavi primarie di PROGETTO e IMPIEGATO come chiavi esterne (rinominate in N_P e SSN_I) Si inserisce anche l attributo ORE La chiave primaria di LAVORA_SU è {SSN_I, N_P}
13 25 Passo 5: note Dal momento che ogni istanza di associazione presenta una dipendenza di esistenza da ognuna delle entità che le collega Allora sulle chiavi esterne della relazione corrispondente all associazione R deve essere specificata l opzione di propagazione per l azione referenziale innescata. Passo 6: traduzione di attributi multivalore Per ogni attributo multivalore A si crei una nuova relazione R R comprenderà un attributo corrispondente ad A più l attributo di chiave primaria K (come chiave esterna di R) ella relazione che rappresenta il tipo di entità o di associazione che ha A come attributo La chiave primaria di R è data dalla combinazione di A e di K Se A è composto si considerano i suoi componenti semplici 26
14 27 Schema concettuale ER 28 Passo 6: esempio Costruire una relazione SEDI_DIP SEDE_D rappresenta l attributo multivalore NUMERO_D (chiave esterna) è la chiave primaria della relazione DIPARTIMENTO La chiave primaria di SEDI_DIP è {NUMERO_D, SEDI_D} IN SEDI_DIP esisterà una riga separata per ongi sede di un dipartimento
15 29 Passo 6: note Come azione referenziale innescata dovrebbe essere specificata l opzione di propagazione Determinare la chiave primaria di R nel caso di attributo multivalore composto richiede l analisi del significato degli attributi componenti 30 Schema relazionale
16 Passo 7: traduzione di tipi di associazioni N-arie Si costruisca una relazione R per ogni associazione S n- aria (con n>2) Si inseriscano in S come attributi di chiave esterna le chiavi primarie delle relazioni che rappresentano i tipi di entità partecipanti l associazione Si inseriscano anche tutti gli attributi dell associazione Di solito la chiave primaria è una combinazione di tutte le chiavi esterne che riferiscono le relazioni rappresentanti i tipi di entità partecipanti Passo 7: esempio
17 33 In sintesi (1) In uno schema relazionale i tipi di associazione non sono rappresentati esplicitamente. Sono rappresentati con l uso di due attributi A e B uno chiave primaria e l altro chiave esterna (sullo stesso dominio) inseriti in due relazioni S e T. Due righe sono collegate quando hanno lo stesso valore per A e B Quando c è un associazione 1:1 o 1:N è di solito necessaria una sola operazione di JOIN Per un tipo di associazione M:N sono necessarie due operazioni di JOIN per dare completamente corpo alle istanze dell associazione 34 In sintesi (2) In uno schema relazionale viene costruita una relazione separata per ogni attributo multivalore Perché il modello relazionale non consente valori multipli per un attributo di una singola tupla
18 35 Tabella riassuntiva 36 Passo 8: traduzione della specializzazione Esistono diverse opzioni. Vediamo un esempio.
19 37 Passo 8: traduzione della specializzazione Esercizio 1 Tradurre in schema relazionale 38
20 Esercizio 2 Tradurre in schema relazionale 39 Esercizio 3 Tradurre in schema relazionale 40
21 Esercizio 4 Tradurre in schema relazionale 41 Esercizio 5 Tradurre in schema ER 42
22 Esercizio 5 - soluzione 43
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