Le Basi di dati: progettazione concettuale

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1 Le Basi di dati: progettazione concettuale

2 Progettazione di una base di dati requisitidel Sistema Informativo progettazione concettuale SCHEMA CONCETTUALE SCHEMA FISICO progettazione fisica progettazione logica SCHEMA LOGICO

3 Analisi dei requisiti I requisiti devono innanzitutto essere acquisiti Le fonti possono essere molto diversificate tra loro: utenti, attraverso: interviste documentazione apposita documentazione esistente normative (leggi, regolamenti di settore) regolamenti interni, procedure aziendali realizzazioni preesistenti modulistica La raccolta dei requisiti è un attività difficile e non standardizzabile; in genere procede di pari passo con la fase di analisi (la prima analisi stimola nuove domande, ecc.)

4 La progettazione concettuale La progettazione concettuale consiste nell organizzare tutti gli elementi presenti nella documentazione sulle specifiche per rappresentare la realtà di interesse in termini di una descrizione formale e completa, indipendentemente dai criteri di rappresentazione usati nei DBMS. Il prodotto di tale attività è lo schema concettuale, che rappresenta il documento ufficiale di riferimento e di comunicazione per i progettisti della successiva fase di progettazione logica

5 La progettazione concettuale Tra i possibili modelli concettuali è molto diffuso il modello Entità/Relazioni (in inglese ER, da Entity/Relationship), introdotto nel 1976 da Peter P. Chen. Si tratta di un modello grafico per la descrizione dei dati e delle loro relazioni all interno di una realtà di interesse. È uno strumento per l analisi delle caratteristiche di una realtà indipendentemente dagli eventi che in essa accadono. Il risultato di questo lavoro è rappresentato dallo schema ER o diagramma ER.

6 Lo schema ER Per la costruzione di uno schema ER si parte dal semplice concetto che la realtà da rappresentare è composta da entità, ognuna delle quali è caratterizzata da specifiche proprietà o attributi. Le entità sono ciò che esiste all interno della realtà che si vuole modellare e di cui interessa rappresentare alcuni fatti (le proprietà). Le proprietà (o attributi) sono i fatti che si intende rappresentare e che interessano poiché descrivono le caratteristiche di specifiche entità.

7 Astrazione Il procedimento mentale che permette di evidenziare alcune proprietà, ritenute significative degli oggetti osservati, escludendone altre giudicate non rilevanti, prende il nome di astrazione. Attraverso questo processo, quindi, il progettista concettuale classifica le entità della realtà di interesse in base alle similitudini e alle proprietà comuni, definendo in questo modo, il tipo di entità.

8 Entità Il tipo di entità descrive la struttura di tutte le entità di una certa natura. Esempio: I singoli cantanti («Lucio Dalla», «Sting» e così via) possono essere classificati nel tipo entità Cantanti. Ogni singolo esemplare che appartiene a un tipo di entità e detto istanza.

9 Attributi Le proprietà delle entità sono descritte attraverso gli attributi. Le proprietà elementari (cioè non strutturabili in proprietà più atomiche) delle entità e delle associazioni vengono descritte attraverso gli attributi semplici. Esempio: Sono attributi semplici: Nome, Cognome, Età, Sesso

10 Caratteristiche di un attributo Ogni attributo è specificato da: un nome un formato, che indica il tipo di valori che può assumere (testo, intero, data, vero/falso, ) una dimensione (non per data o vero/falso) che indica il massimo numero di caratteri o cifre; un valore: i diversi valori assunti determinano le diverse istanze dell entità. L insieme dei possibili valori assunti da un attributo si chiama dominio; una opzionalità che indica la possibilità di non essere sempre valorizzato (attributo obbligatorio o facoltativo).

11 Attributi composti o aggregati Gli attributi composto o aggregati sono costituiti mediante aggregazione di altri attributi che, a loro volta, possono essere semplici o composti. Esempio: Sono attributi semplici: Nome, Cognome, Età, Sesso È un attributo aggregato DataDiNascita perché composto dagli attributi semplici Giorno, Mese e Anno.

12 Attributi multipli Gli attributi multipli sono inseriti in un elenco di lunghezza variabile di attributi dello stesso tipo. Esempio: Per l entità Persona, un esempio di attributo multiplo è Hobby.

13 Attributi chiave Il concetto chiave e particolarmente importante. Si definisce chiave candidata o superchiave una chiave che consente di distinguere un istanza di un entità da un altra in modo univoco. Esempio: per distinguere due istanze di un entità Persona potremmo usare un attributo CodiceFiscale gli attributi Nome, Cognome, Data Tra le chiavi candidate, quella con il minore numero di attributi prende il nome di chiave (o primary key).

14 Attributi chiave Nella progettazione di basi di dati, ove non sia possibile utilizzare come chiave primaria un numero limitato di attributi, si ricorre all aggiunta di un nuovo attributo (come ad esempio un numero progressivo) che identifica univocamente le varie istanze.

15 Rappresentazione grafica di entità e attributi <NomeEntità> <NomeAttributo1> <NomeAttributo2> <NomeAttributo3> per le entità si utilizza un rettangolo per gli attributi non chiave si utilizza una linea dal rettangolo al nome dell attributo gli attributi chiave si rappresentano come gli attributi non chiave e in più si sottolinea il nome o si cambia il colore del cerchio gli attributi multipli terminano con una doppia freccia per gli attributi composti la linea termina con un quadrato

16 Rappresentazione grafica di entità e attributi Entità Attributo non chiave Attributo chiave <NomeEntità> <NomeAttributo> <NomeAttributo> Attributo multiplo <NomeAttributo> Attributo composto <NomeAttributo> Per convenzione utilizziamo Nomi al singolare per le entità Iniziali maiuscole per i nomi delle entità e degli attributi Iniziali maiuscole per i nomi di attributi definiti con più parole

17 ESEMPIO Una possibile rappresentazione dell entità Persona è CodiceFiscale Nome Cognome Persona ComuneNascita DataNascita Professione Hobby

18 Le relazioni Una relazione è un legame logico tra due o più entità rilevanti nella realtà che si sta considerando. L istanza di una relazione è una combinazione (aggregazione) di istanze delle entità che prendono parte all associazione. <NomeEntità1> <NomeRelazione> <NomeEntità2> <NomeAttributo1> <NomeAttributo2>

19 ESEMPIO La relazione possiede tra le entità Persona e Automobile può essere rappresentata in questo modo Persona possiede Automobile CodiceFiscale DataAcquisto Notaio Targa Nome Modello Cognome Marca

20 Entità Persona Entità Automobile Verdi Bruni Rossi Relazione possiede AX 123 YZ BS 456 TC RR 001 LN JK 153 RF PX 361 AB Istanza di Persona Istanza di possiede Istanza di Automobile

21 Grado di una relazione Si definisce grado di una relazione il numero di entità che partecipano alla relazione Una relazione tra due entità è detta binaria. Se le entità sono più di due, la relazione è detta multipla. <NomeEntità1> <NomeRelazione> <NomeEntità2>

22 Relazione diretta e inversa Data una relazione tra due entità, si stabilisce una relazione diretta e una relazione inversa. Persona guida guida è guidata Automobile

23 Partecipazione di una relazione Date due entità X e Y, la proprietà strutturale della partecipazione riguarda il numero minimo di elementi di Y che sono associati a ogni elemento di X. Il valore minimo assume, solitamente, il valore 0 o 1. Lo 0 indica che la partecipazione è facoltativa, mentre il valore 1 indica che la partecipazione è obbligatoria.

24 Partecipazione di una relazione Una relazione diretta tra le entità X e Y è totale quando il legame tra le entità deve essere sempre presente, cioè ad ogni elemento di X deve corrispondere almeno un elemento di Y, altrimenti si dice parziale. Lo stesso si può dire per la relazione inversa. Docente dirige Dipartimento Relazione parziale: linea tratteggiata. Un docente PUO dirigere un dipartimento Relazione totale: linea continua Un dipartimento DEVE essere diretto da un docente

25 Cardinalità e molteplicità di una relazione La molteplicità tra le entità X e Y indica il numero massimo di istanze dell entità Y che possono trovarsi in relazione con un istanza dell entità Y e viceversa. La cardinalità di un associazione fra le entità X e Y descrive parallelamente la molteplicità dell associazione diretta e quella della sua inversa.

26 Cardinalità 1:1 La cardinalità può essere 1:1 (uno a uno) o biunivoca quando a un istanza di X corrisponde una e una sola istanza di Y e viceversa Capitale 1 appartiene 1 Stato Per la relazione diretta: «una capitale appartiene a uno stato» 1 1 Per la relazione inversa: «uno stato ha una capitale» 1 1

27 Cardinalità 1:n La cardinalità può essere 1:n (uno a molti) o semplice quando a un istanza di X possono corrispondere una o più istanze di Y. Docente 1 dispone n Cassetto Per la relazione diretta: «un docente dispone di uno o più cassetti» 1 n Per la relazione inversa: «un cassetto è sempre intestato a un solo docente» 1 1 Continua

28 Cardinalità 1:n Per quanto riguarda la partecipazione Per la relazione diretta: «un docente DEVE disporre di almeno un cassetto»: associazione totale Per la relazione inversa: «un cassetto PUO NON essere assegnato ad alcun docente»: associazione parziale. Docente 1 dispone n Cassetto Relazione TOTALE Relazione PARZIALE

29 Cardinalità n:n La cardinalità può essere n:n (molti a molti) o complessa quando a una o più istanze di X possono corrispondere una o più istanze di Y. Docente n insegna n Classe Per la relazione diretta: «un docente insegna in una o più classi» 1 n Per la relazione inversa: «in una classe insegnano uno o più docenti» n 1 Continua

30 Cardinalità n:n Per quanto riguarda la partecipazione Per la relazione diretta: «un docente DEVE insegnare in almeno una classe: associazione totale. Per la relazione inversa: «una classe DEVE avere almeno un docente»: associazione totale. Docente n insegna n Classe Relazione TOTALE Relazione TOTALE