BASI DATI: modello relazionale INFORMATICA APPLICATA E SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI

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1 BASI DATI: modello relazionale INFORMATICA APPLICATA E SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI 1

2 Il modello relazionale Il modello relazionale fu introdotto da Codd (1970) e si basa su una semplice ed uniforme struttura dati chiamata relazione, ed ha una solida base teorica La relazione del modello relazionale NON è la relazione degli schemi E/R Si introduce tale modello in quanto la maggior parte dei DBMS sono relazionali (e.g. Oracle, Access, MySQL) 2

3 Concetti fondamentali Il modello relazionale rappresenta una base di dati come un insieme di relazioni Informalmente, una relazione è (praticamente) una tabella ciascuna riga della relazione è detta tupla l intestazione di una colonna della tabella è chiamata attributo il tipo di dato che mi specifica ciò che può apparire in ciascuna colonna è detto dominio Per semplicità (e per non fare confusione) useremo il termine (improprio) tabella al posto del termine (corretto) relazione 3

4 Algoritmo di conversione E/R in relazionale Algoritmo per realizzare lo schema relazionale a partire dallo schema E/R: 1. Per ogni entità E dello schema E/R, crea una relazione R che include tutti gli attributi di E 5

5 Algoritmo di conversione E/R in relazionale 2. Per ogni relazione 1:1 dello schema E/R esistente fra le due entità E1 ed E2, trasforma le due relazioni R1 e R2 (di E1 ed E2) in una unica relazione R12 unendone tutti gli attributi preferendo una chiave primaria sull altra 6

6 Algoritmo di conversione E/R in relazionale 3. Per ogni relazione 1:n dello schema E/R esistente fra le due entità E1 ed E2, aggiungi la chiave primaria della relazione E2 come attributo nella relazione E1 (chiave esterna) 7

7 Algoritmo di conversione E/R in relazionale 4. Per ogni relazione n:m dello schema E/R, crea una relazione R i cui attributi sono le chiavi primarie dell entità in relazione (chiavi esterne) 8

8 Lo schema relazionale del questionario Sulla base del passo (1) del precedente algoritmo, ottengo le due relazioni (notate l uso del plurale) 1. studenti(matricola, sesso, eta) 2. questionari (r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8, r9) Il passo (2) ci impone siccome le due entità sono in relazione 1:1 di unirle in una unica relazione 1. questionari_studenti(matricola, sesso, eta, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8, r9) 9

9 Lo schema relazionale dello studio ambientale Passo (1) 1. patologie(codice,drg, diagnosi principale) 2. pazienti(numero, eta, sesso) 3. sedi_elettorali (numero, distanza, votanti) 10

10 Lo schema relazionale dello studio ambientale Passo (2) : Non c è nessuna relazione di tipo 1:1 11

11 Lo schema relazionale dello studio ambientale Passo (3) : C è una unica relazione di tipo 1:n (e.g. risiede) 1. pazienti(numero, eta, sesso, numero_sede_elettorale) 12

12 Lo schema relazionale dello studio ambientale Passo (4) : C è una unica relazione di tipo n:m (e.g. soffre) 1. soffre(codice patologia, numero_paziente) 13

13 Lo schema relazionale dello studio ambientale Si ottiene quindi 1. patologie(codice,drg, diagnosi principale) 2. sedi_elettorali (numero, distanza, votanti) 3. pazienti(numero, età, sesso, numero_sede_elettorale) 4. soffre(codice patologia, numero paziente) 14

14 Dallo schema E/R allo schema relazionale A partire dallo schema E/R, è possibile costruire la base di dati sotto forma di tabelle, utilizzando un algoritmo «grafico» Dallo schema E/R, si creano gruppi di entità e/o relazioni come segue: A partire da una entità o relazione dello schema E/R, si aggregano nel gruppo tutte le relazioni/entità legate con cardinalità unaria massima Ogni entità o relazione non aggregata deve diventare un nuovo gruppo I gruppi individuati corrispondono alle tabelle da creare Gli attributi di ciascuna tabella variano a seconda del «contenuto» del gruppo 15

15 Algoritmo «grafico» (1) Partiamo da una qualunque entità e incorporiamo le relazioni/entità quando la cardinalità è di tipo (1,1) 16

16 Algoritmo «grafico» (2) Anche l altra entità e la relazione stessa è stata inglobata ottenendo un unica relazione 1. questionari_studenti(matricola, sesso, eta, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8, r9) 17

17 Algoritmo «grafico» (3) Per completare questo passo, è inoltre importante specificare il tipo di dato che verrà usato per memorizzare le istanze dei vari attributi questionari_studenti(matricola; sesso; eta; r1; r2; r3; r4; r5; r6; r7; r8; r9) matricola: int sesso: char(1) eta: int r1... r9: int 18

18 Algoritmo «grafico»: analisi geografica Partiamo dall entità «paziente» e procediamo con le relazioni... 19

19 Algoritmo «grafico» analisi geografica La relazione «risiede» è stata aggregata all entità «paziente» in un gruppo 20

20 Primo blocco Entità patologia Relazione patologie(codice, drg, diagnosi_principale) 21

21 Secondo blocco Entità sede_elettorale Relazione: sedi_elettorali (numero, distanza, votanti) 22

22 Quarto blocco Relazione soffre soffre(numero_paziente,codice_patologia) 23

23 Conversioni delle entità singole Per le entità singole patologia e sede elettorale, si creano due relazioni 1. patologie(codice, drg, diagnosi principale) 2. sedi_elettorali (numero, distanza, votanti) 24

24 Conversioni dei gruppi Per l entità paziente e la relazione risiede, si crea una relazione 1. pazienti(numero, sesso, eta, numero_sede_elettorale) dove numero_sede_elettorale è una chiave esterna 25

25 Conversioni delle relazioni singole Per la relazione singola soffre, si crea una relazione 1. soffre(codice patologia, numero paziente) dove la coppia_codice patologia e numero_paziente è la chiave primaria 26

26 Lo schema relazionale Abbiamo identificato quindi quattro tabelle: 1. patologie(codice; drg; diagnosi principale) codice: int drg: char(3) diagnosi_principale: char(50) 2. sedi_elettorali (numero; distanza; votanti) numero: int distanza: float votanti: int 3. pazienti(numero; sesso; eta; numero_sede_elettorale) numero: int sesso: char(1) eta: int numero_sede_elettorale: int (stesso tipo di sedi_elettorali.numero) 4. soffre(codice patologia; numero paziente) codice patologia: int (stesso tipo di patologie.codice) numero paziente: int (stesso tipo di pazienti.numero) 27

27 Lo schema relazionale Abbiamo identificato quindi quattro relazioni: 1. patologie(codice, drg, diagnosi principale) 2. sedi_elettorali (numero, distanza, votanti) 3. soffre(codice patologia, numero paziente) 4. pazienti(numero, sesso, eta, numero sede elettorale) Sono ovviamente le stesse che abbiamo trovato utilizzando l algoritmo non grafico. 28

28 Esercizio Si desidera modellare la gestione di un ospedale. La base di dati dovrà memorizzare informazioni relative ai pazienti, al ricovero dei pazienti nei reparti ospedalieri, ai trattamenti cui sono sottoposti i pazienti ed alla loro dimissione. Di ogni paziente, vengono registrati il nome, l'indirizzo, il sesso, il numero di carta di identità, il numero della tessera sanitaria, il reparto ove è ricoverato e il letto occupato (reparto e letto possono cambiare durante il periodo di degenza). Di ogni reparto, vengono memorizzati il nome, la localizzazione, il nome del primario responsabile, il nome degli (eventuali) altri medici presenti, il numero delle stanze, il numero di letti presenti per stanza e il numero di letti occupati per stanza. Si vuole inoltre tener traccia delle date di ricovero, di (eventuale) trasferimento da un reparto all'altro e di dimissione dei pazienti. Ogni paziente può essere sottoposto a più trattamenti durante il periodo di degenza ospedaliera. Di ogni trattamento, vengono conservate informazioni relative al nome, alla durata e alle possibili reazioni del paziente. 29

29 Esercizi Realizzare il database che permette di memorizzare i codici ICD-10 I codici ICD-10 sono organizzati in capitoli, blocchi e patologie. I capitoli hanno una numerazione con numeri romani, i blocchi e le patologie hanno una numerazione alfanumerica Realizzare il database di una biblioteca Voglio memorizzare la collocazione di ogni volume. Per ogni volume voglio sapere il tipo (libro, rivista, proceedings, etc.), la casa editrice, e voglio memorizzarne gli autori Realizzare il database (semplificato) che permette di calcolare le spese in termini di DRG all interno di un ospedale Voglio memorizzare, per ciascun reparto, i pazienti, la patologia (usando i codici ICD-9-CM), e il DRG assegnato 30

30 Esempi Si convertano in schema relazionale gli esempi di schemi E/Rintrodotti precedentemente Codici ICD-10 Biblioteca Calcolo delle spese - in termini di DRG - all'interno di un ospedale Valutazione dei servizi ospedalieri Analisi delle acque 31

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