Mini Corso di Data Base. Dott. Nicola Dragoni

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1 Mini Corso di Data Base Dott. Nicola Dragoni

2 Programma del corso (Cenni di) Progettazione Concettuale (Cenni di) Progettazione Logica Interrogare un DB: il linguaggio SQL Tool Software: OpenOffice Base (e forse MS Access) 2

3 Corso di Basi di Dati Progettazione concettuale L obiettivo della progettazione concettuale è quello di rappresentare la realtà di interesse ad un alto livello di astrazione.

4 Progettazione concettuale Il modello Entity Relationship (E/R)

5 Il modello E/R Elementi di base Entità: rappresenta un insieme di oggetti della realtà di cui si individuano proprietà comuni Rappresentazione grafica: Associazione: rappresenta un legame logico tra due o più entità Rappresentazione grafica: Attributo: rappresenta proprietà elementari di entità o associazioni Rappresentazione grafica: 5

6 Il modello E/R Esempio N_MATRICOLA NOME STUDENTE ESAME CORSO N_CORSO TITOLO DATA VOTO STUDENTE e CORSO sono entità ESAME è un associazione tra STUDENTE e CORSO N_MATRICOLA e NOME sono attributi di STUDENTE DATA e VOTO sono attributi di ESAME N_CORSO e TITOLO sono attributi di CORSO 6

7 Associazioni Il modello E/R Le associazioni sono caratterizzate in termini di cardinalità N_MATRICOLA NOME STUDENTE (0, n) (0, n) ESAME CORSO N_CORSO TITOLO DATA VOTO Uno studente può aver sostenuto zero, uno o più esami. Con cardinalità minima 0 si afferma che uno studente esiste anche se non ha sostenuto esami: min-card(studente, ESAME) = 0 max-card(studente, ESAME) = n card(studente, ESAME) = (0, n) Un corso può esistere indipendentemente dal fatto che vi siano o meno studenti che abbiano già sostenuto esami relativi a quel corso: min-card(corso, ESAME) = 0 max-card(corso, ESAME) = n card(corso, ESAME) = (0, n) 7

8 Il modello E/R Anelli Un anello è un associazione binaria tra un entità e se stessa Il ruolo di un entità è indicato tramite una label Esempio CAPO_DI (0,n) DIPENDENTE DIRIGE SUBORDINATO_A (0,1) Ogni capo può dirigere (CAPO_DI) più dipendenti Ogni dipendente è direttamente SUBORDINATO_A un solo capo 8

9 Associazioni n-arie Il modello E/R Un associazione n-aria connette più di due entità Esempio SI_TIENE è un associazione ternaria che connette le entità CORSO, GIORNO e AULA, con le seguenti cardinalità:_ CORSO (1,3) (0,n) SI_TIENE (0,40) AULA card(corso, SI_TIENE) = (1,3) card(giorno, SI_TIENE) = (0,n) card(aula, SI_TIENE) = (0,40) GIORNO 9

10 Attributi Il modello E/R Dominio dell attributo: insieme di valori legali per l attributo Un attributo è detto semplice se è definito su un solo dominio Sie E un entità o un associazione e A un attributo di E: Cardinalità minima: min-card(a,e) è il minimo numero di valori dell attributo associati a ogni istanza dell entità o associazione E Cardinalità massima: max-card(a,e) è il massimo numero di valori dell attributo associati a ogni istanza dell entità o associazione E 10

11 Attributi Il modello E/R Opzionale: min-card(a,e) = 0 può essere non specificato il nome dell attributo Obbligatorio: min-card(a,e) = 1 almeno un valore dell attributo deve essere specificato Valore-singolo: max-card(a,e) = 1 Valore-multiplo: max-card(a,e) > 1 Esempio Una persona ha esattamente un nome Una persona può avere al massimo un indirizzo Una persona può avere più lauree PERSONA NOME INDIRIZZO (0,1) LAUREA (0,N) 11

12 Attributi Il modello E/R Opzionale: min-card(a,e) = 0 può essere non specificato il nome dell attributo Obbligatorio: min-card(a,e) = 1 almeno un valore dell attributo deve essere specificato Valore-singolo: max-card(a,e) = 1 Valore-multiplo: max-card(a,e) > 1 Esempio Una persona ha esattamente un nome Una persona può avere al massimo un indirizzo Una persona può avere più lauree PERSONA Se non specifico è sottointeso (1,1) NOME INDIRIZZO (0,1) LAUREA (0,N) 11

13 Il modello E/R Attributi composti Un attributo composto è costituito da un gruppo di attributi che hanno affinità nel significato e nell uso. Rappresentazione grafica: Esempio: INDIRIZZO denota il gruppo di attributi VIA, CITTA, REGIONE, NAZIONE e CAP. PERSONA (0,N) INDIRIZZO Con la cardinalità dell attributo composto INDIRIZZO si dice che una persona può avere più indirizzi, ciascuno dei quali composto da via, città, regione, nazione e cap (opzionale) VIA CITTA' REGIONE NAZIONE CAP (0,1) Se invece si fossero usati 5 attributi semplici si poteva solo stabilire la cardinalità di ciascuno di essi indipendentemente da quella degli altri. 12

14 Il modello E/R Gerarchie di generalizzazione Un entità E è una generalizzazione di un gruppo di entità E1, E2,..., En se ogni oggetto delle classi E1, E2,..., En è anche un oggetto della classe E E E1 E2 En... Proprietà di copertura della generalizzazione: totale ed esclusiva: (t, e) parziale ed esclusiva: (p, e) parziale e sovrapposta: (p, o) totale e sovrapposta: (t, o) 13

15 Il modello E/R Gerarchie di generalizzazione - Esempio La generalizzazione delle persone basate sul sesso è (t, e) Vi sono persone che non sono nè impiegati, nè segretari e nè manager: la generalizzazione basata sul impiego è (p, e) Gli impiegati possono avere più di un lavoro, anche diverso da quelli rappresentati in figura: tale generalizzazione è (p, o) Tutti i manager ricoprono il ruolo tecnico e/o amministrativo: la generalizzazione basata sul ruolo manageriale è (t, o) PERSONA (t, e) (p, e) UOMO DONNA MANAGER SEGRETARIA IMPIEGATO (t, o) (p, o) MANAGER TECNICO MANAGER AMMINISTRATIVO PROGRAMMATORE COMMERCIALE PUBBLICITARIO 14

16 Il modello E/R Ereditarietà delle proprietà Nell astrazione di generalizzazione tutte le proprietà dell entità generica sono ereditate dalle entità generalizzate. Nel modello E/R ogni attributo, associazione e generalizzazione definita per l entità generica E è ereditata automaticamente da tutte le entità generalizzate E1, E2,..., En PERSONA NOME NOME MATRICOLA STUDENTE PROFESSORE NOME DIPARTIMENTO L attributo NOME della classe PERSONA è anche attributo delle classe STUDENTE e PROFESSORE, pertanto essi possono essere eliminati da tali classi ottenendo il secondo schema semplificato. MATRICOLA STUDENTE PERSONA NOME PROFESSORE DIPARTIMENTO 15

17 Il modello E/R Subset Un subset è una gerarchia di generalizzzazione con una sola entità generalizzata. La copertura di un subset è parziale. ESEMPIO PERSONA NOME ETA' STUDENTE MATRICOLA STUDENTE ha, oltra agli attributi ereditati da PERSONA, l attributo addizionale MATRICOLA 16

18 Identificatori Il modello E/R Un identificatore (chiave) di un entità E è una collezione di attributi o di entità in associazione con E che individua in modo univoco tutte le istanze di E Sia E un entità A1,..., An: attributi a valore singolo ed obbligatori per E E1,.., Em: entità diverse da E e connesse ad E tramite associazioni binarie R1,..., Rm obbligatorie (min-card(e, Ri) = 1) e uno-a-uno o molti-a-uno (max-card(e, Ri) = 1) Possibili identificatori I = {A1,..., An, E1,..., Em}, n 0, m 0, n+m 1 Valore dell identificatore di un istanza di E: l insieme di tutti i valori degli attributi Ai, i = 1,..., n e di tutte le istanze Ej, j= 1,..., m 17

19 Il modello E/R...continua... I è un identificatore di E se: (a) non ci sono due istanze di E con lo stesso valore dell identificatore (b)eliminando un attributo Ai oppure un entità Ej da I, la proprietà (a) non è più valida Classificazione degli identificatori semplice se n+m = 1 composto se n+m > 1 interno se m = 0 esterno se n = 0 mixed se n > 0 e m > 0 Ogni entità deve avere almeno un identificatore Gli identificatori interni sono preferibili rispetto a quelli esterni Gli identificatori semnplici sono preferibili rispetto a quelli composti 18

20 Esempi di identificatori Il modello E/R IDENTIFICATORE SEMPLICE ED INTERNO PERSONA NOME ETA' I = {NOME} IDENTIFICATORE COMPOSTO ED INTERNO PERSONA NOME DATA_DI_NASCITA NOME_GENITORE RESIDENZA ID_PERSONA I = {NOME, DATA_DI_NASCITA, NOME_GENITORE, RESIDENZA} (il nome dell identificatore ID_PERSONA è opzionale) 19

21 Esempi di identificatori Il modello E/R IDENTIFICATORE COMPOSTO E MIXED NUM_IMPIEGATO_NEL_DIPARTIMENTO IMPIEGATO LAVORA_IN (1,1) (1,N) DIPARTIMENTO I = {NUM_IMPIEGATO_NEL_DIPARTIMENTO, DIPARTIMENTO} 20

22 Il modello E/R SIMBOLI GRAFICI DEL MODELLO E/R Entità Gerarchia di generalizzazione Associazione Subset A Attributo Identificatore B Attributo composto Identificatore esterno/mixed 21

23 Corso di Basi di Dati Progettazione logica relazionale Con il termine progettazione logica relazionale si intende la traduzione di uno schema disegnato tramite un modello concettuale (es. schema E/R) in uno schema disegnato tramite un modello relazionale (tabelle).

24 Progettazione logica relazionale Generazione dello schema relazionale Schema E/R LUOGO NOME POPOLAZIONE Relazioni (tabelle) (t,e) PAESE_ STRANIERO CONTINENTE CITTA'_ NAZIONALE IN (1,1)... (1,n) STATO NOME 1. Eliminazione degli identificatori esterni 2. Eliminazione di attributi composti e/o ripetuti 3. Traduzione delle entità 4. Traduzione delle associazioni 23

25 Progettazione logica relazionale Eliminazione degli identificatori esterni Se la chiave primaria di un entità E1 è data (completamente o parzialmente) dalla chiave primaria di E2, questa viene importata in E1. L associazione tra E1 e E2 viene così automaticamente tradotta e può essere eliminata. Esempio Matricola CodFac CodUni STUDENTE ISCRITTO (1,1) (1,N) FACOLTA' PARTE_DI UNIVERSITA' (1,1) (1,N) CodUni CodFac Matricola CodUni CodFac CodUni STUDENTE FACOLTA' UNIVERSITA' 24

26 Progettazione logica relazionale Eliminazione degli attributi composti Si hanno due alternative: 1. Eliminare l attributo composto e considerare i suoi componenti come attributi semplici 2. Eliminare i componenti e considerare l attributo come semplice Esempio NOME VIA PERSONA INDIRIZZO CITTA' NAZIONE NOME NOME PERSONA VIA CITTA' NAZIONE PERSONA INDIRIZZO 25

27 Progettazione logica relazionale Traduzione standard: entità Ogni entità è tradotta con una relazione con gli stessi attributi La chiave primaria della relazione è quella dell entità stessa Esempio NOME PERSONA VIA CITTA' NAZIONE PERSONA(NOME, VIA, CITTA, NAZIONE) 26

28 Progettazione logica relazionale Traduzione standard: associazioni Ogni associazione R tra le entità E1, E2,..., En è tradotta con una relazione con gli stessi attributi, cui si aggiungono le chiavi primarie di tutte le entità che essa collega ogni chiave primaria di un entità Ei tale che max-card(ei, R) = 1 è una chiave (candidata) della relazione R altrimenti la chiave della relazione è composta dall insieme di tutte le chiavi primarie delle entità collegate le chiavi primarie delle entità collegate sono chiavi esterne (FK) riferite alle corrispondenti entità 27

29 Progettazione logica relazionale Traduzione standard: associazioni Ogni associazione R tra le entità E1, E2,..., En è tradotta con una relazione con gli stessi attributi, cui si aggiungono le chiavi primarie di tutte le entità che essa collega ogni chiave primaria di un entità Ei tale che max-card(ei, R) = 1 è una chiave (candidata) della relazione R altrimenti la chiave della relazione è composta dall insieme di tutte le chiavi primarie delle entità collegate le chiavi primarie delle entità collegate sono chiavi esterne (FK) riferite alle corrispondenti entità N.B.: La traduzione standard è praticamente l unica possibilità per le associazioni in cui tutte le entità partecipano con molteplicità maggiore di 1, ovvero max-card(ei, R) > 1, per ogni i 27

30 Progettazione logica relazionale Traduzione standard: esempio Matricola Nome STUDENTE (0,N) ESAME (1,N) CORSO Codice Denominazione ANNO VOTO Studente(Matricola, Nome) Corso(Codice, Denominazione) Esame(Matricola, Codice, Anno, Voto) FK: Matricola REFERENZIA Studente FK: Codice REFERENZIA Corso 28

31 Progettazione logica relazionale Associazione binaria uno a uno tradotta con due relazioni L associazione si può compattare in una delle entità, diciamo E1, includendo in E1 gli attributi di R e la chiava primaria di E2 come chiave esterna (foreign key) K1 A1 E1 (-,1) (-,1) R E2 K2 B1 C1 E1(K1, A1, A2,..., K2, C1, C2,...) FK: K2 REFERENZIA E2 E2(K2, B1, B2,...) 29

32 Progettazione logica relazionale Associazione binaria uno a uno tradotta con due relazioni Esempio Matricola Corpo SERVIZIO_ MILITARE (1,1) (0,1) ASSOLTO UOMO CF Nome DATA Uomo(CF, Nome) Servizio_Militare(Matricola, Corpo, CF, Data) FK: CF REFERENZIA Uomo 30

33 Progettazione logica relazionale Associazione binaria uno a uno tradotta con tre relazioni E preferibile se l associazione è parziale per entrambe le entità. Praticamente forzata se, oltre alla parzialità, le due chiavi primarie delle entità hanno domini distinti CodTas Tipo TASTIERA (0,1) (0,1) COLLEGA PC CodPC Descrizione CAVO Tastiera(CodTas, Tipo) PC(CodPC, Descrizione) Collega(CodPC, CodTas, Cavo) FK: CodPC REFERENZIA PC FK: CodTas REFERENZIA Tastiera 31

34 Progettazione logica relazionale Associazione binaria uno a uno tradotta con tre relazioni E preferibile se l associazione è parziale per entrambe le entità. Praticamente forzata se, oltre alla parzialità, le due chiavi primarie delle entità hanno domini distinti CodTas Tipo TASTIERA (0,1) (0,1) COLLEGA PC CodPC Descrizione CAVO Tastiera(CodTas, Tipo) PC(CodPC, Descrizione) oppure Collega(CodPC, CodTas, Cavo) FK: CodPC REFERENZIA PC FK: CodTas REFERENZIA Tastiera Collega(CodTas, CodPC, Cavo) 31

35 Progettazione logica relazionale Associazione binaria uno a molti: traduzione con due relazioni L associazione può essere compattata nell entità che partecipa con molteplicità unitaria, diciamo E1, includendo in E1 gli attributi di R e la chiave primaria di E2 come chiave esterna E2(K2, B1, B2,...) E1(K1, A1, A2,..., K2, C1, C2,...) Nome-P Regione PROVINCIA (1,N) (1,1) RISIEDE PERSONA CF Nome DAL Provincia(Nome-P, Regione) Persona(CF, Nome, Nome-p, Dal) FK: Nome-P REFERENZIA Provincia 32

36 Progettazione logica relazionale Associazione binaria uno a molti: traduzione con tre relazioni Se la partecipazione di E1 è parziale, per evitare i valori nulli si può optare per la traduzione standard con tre relazioni Nome Telefono VENDITORE (1,N) (0,1) SCRIVE ORDINE Numero Data Sconto Venditore(Nome, Telefono) Ordine(Numero, Data) Scrive(Numero, Nome, Sconto) FK: Numero REFERENZIA Ordine FK: Nome REFERENZIA Venditore 33

37 Progettazione logica relazionale Associazione unarie Un associazione unaria può dar luogo ad una o due relazioni, dipendentemente dalle molteplicità in gioco Anello molti a molti Anello uno a molti 34

38 Progettazione logica relazionale Associazione unarie: anello molti a molti E tradotto con due relazioni, una per l entità e una per l associazione La chiave della relazione che modella l associazione è composta da due attributi, i cui nomi riflettono il diverso ruolo dell entità Ognuno di questi due attributi è anche foreign key Sigla Nome STATO (0,N) Stato CONFINA Lung-Conf (0,N) Confinante Stato(Sigla, Nome) Confina(Sigla, Sigla-Confinante, Lung-Conf) FK: Sigla REFERENZIA Stato FK: Sigla-Confinante REFERENZIA Stato 35

39 Progettazione logica relazionale Associazione unarie: anello uno a molti Codice Nome IMPIEGATO (0,N) Responsabile DIPENDENZA (0,1) Dipendente E possibile tradurlo con 1 o 2 relazioni Una relazione Impiegato(Codice, Nome, Responsabile) FK: Responsabile REFERENZIA Impiegato Due relazioni Impiegato(Codice, Nome) Dipendenza(Dipendente, Responsabile) FK: Dipendente REFERENZIA Impiegato FK: Responsabile REFERENZIA Impiegato 36

40 Progettazione logica relazionale Associazione n-aria Segue la traduzione standard PARTE (1,N) CodPart Descrizione CodForn Telefono FORNITORE (1,N) FORNITURA (1,N) PRODOTTO CodProd Nome Quantità Prodotto(CodProd, Nome) Fornitore(CodForn, Telefono) Parte(CodPart, Descrizione) Fornitura(CodPart, CodProd, CodForn, Quantità) FK: CodPart REFERENZIA Parte FK: CodProd REFERENZIA Prodotto FK: CodForn REFERENZIA Fornitore 37

41 Progettazione logica relazionale Esempio Proviamo a tradurre uno schema Dipartimento Id Nome DOCENTE (1,N) TITOLARE Cognome (1,1) Matricola Nome STUDENTE (1,N) FREQUENTA (1,N) CORSO Codice Nome Cognome

42 Progettazione logica relazionale Dipartimento Id Nome DOCENTE (1,N) TITOLARE Cognome (1,1) Matricola Nome STUDENTE (1,N) FREQUENTA (1,N) CORSO Codice Nome Cognome Studente(Matricola, Nome, Cognome) Corso(Codice, Nome) Frequenta(Matricola, Codice)

43 Progettazione logica relazionale Dipartimento Id Nome DOCENTE (1,N) TITOLARE Cognome (1,1) Matricola Nome STUDENTE (1,N) FREQUENTA (1,N) CORSO Codice Nome Cognome Docente(Id, Nome, Cognome, Dipartimento) Corso(Codice, Nome, Docente)

44 Progettazione logica relazionale Esempio: schema finale Dipartimento Id Nome DOCENTE (1,N) TITOLARE Cognome (1,1) Matricola Nome STUDENTE (1,N) FREQUENTA (1,N) CORSO Codice Nome Cognome Docente(Id, Nome, Cognome, Dipartimento) Corso(Codice, Nome, Docente) Studente(Matricola, Nome, Cognome) Frequenta(Matricola, Codice)