Progettazione logica relazionale (1/2)

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1 Progettazione di basi di dati (1/2) Introduzione Ristrutturazione dello schema ER Eliminazione delle gerarchie Partizionamento di concetti Eliminazione degli attributi multivalore Eliminazione degli attributi composti e scelta degli identificatori primari Traduzione nel modello relazionale: entità e relazioni molti a molti Traduzione nel modello relazionale: relazioni uno a molti Politecnico di Torino 1

2 (2/2) Traduzione nel modello relazionale: relazioni uno a uno Traduzione nel modello relazionale: entità con identificatore esterno Traduzione nel modello relazionale: relazioni ternarie Politecnico di Torino 2

3 Progettazione logica Richiede di scegliere il modello dei dati modello relazionale Obiettivo definizione di uno schema logico relazionale corrispondente allo schema ER di partenza Aspetti importanti semplificazione dello schema per renderlo rappresentabile mediante il modello relazionale ottimizzazione per aumentare l efficienza delle interrogazioni 5 Passi della progettazione logica Schema ER Politecnico di Torino 3

4 Passi della progettazione logica Schema ER Ristrutturazione dello schema Schema ER semplificato 7 Passi della progettazione logica Schema ER Ristrutturazione dello schema Schema ER semplificato Traduzione Schema logico relazionale Politecnico di Torino 4

5 Ristrutturazione dello schema ER Lo schema ER ristrutturato tiene conto di aspetti realizzativi non è più uno schema concettuale Obiettivi eliminazione dei costrutti per cui non esiste una rappresentazione diretta nel modello relazionale trasformazioni volte ad aumentare l efficienza delle operazioni di accesso ai dati Politecnico di Torino 5

6 Attività di ristrutturazione Analisi delle ridondanze Eliminazione delle generalizzazioni Partizionamento e accorpamento di entità e relazioni Scelta degli identificatori primari 11 Analisi delle ridondanze Rappresentano informazioni significative, ma derivabili da altri concetti decisione se conservarle Effetti delle ridondanze sullo schema logico semplificazione e velocizzazione delle interrogazioni maggiore complessità e rallentamento degli aggiornamenti maggiore occupazione di spazio Politecnico di Torino 6

7 Esempio di attributo ridondante Matricola Codice Studente Esame superato Corso MediaVoti Voto L attributo MediaVoti è ridondante utile per velocizzare le interrogazioni relative al calcolo della media dei voti degli studenti se conservato, occorre integrare lo schema relazionale con l indicazione di ridondanza dell attributo Politecnico di Torino 7

8 Eliminazione delle gerarchie Non sono rappresentabili direttamente nel modello relazionale sono sostituite da entità e relazioni Metodi di ristrutturazione accorpamento delle entità figlie nell entità padre accorpamento dell entità padre nelle entità figlie sostituzione della gerarchia con relazioni 15 Esempio Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario Reparto Lavora in (t,e) Personale CodFisc Politecnico di Torino 8

9 Accorpamento nel padre Reparto Lavora in Personale CodFisc 17 Attributi delle entità figlie Specializzazione Reparto Lavora in Associazione Personale CodFisc Politecnico di Torino 9

10 Relazioni con le entità figlie Esame specialistico Effettuato da Specializzazione Reparto Lavora in Associazione Personale CodFisc 19 Relazioni con le entità figlie Esame specialistico Effettuato da Specializzazione Reparto Lavora in Associazione Personale CodFisc Politecnico di Torino 10

11 Attributo discriminante Esame specialistico Effettuato da Specializzazione Reparto Lavora in Associazione Personale CodFisc Tipo permette di distinguere a quale entità figlia appartiene ogni occorrenza Tipo 21 Accorpamento nel padre Esame specialistico Effettuato da Specializzazione Reparto Lavora in Tipo Associazione Personale CodFisc Applicabile per qualsiasi copertura se sovrapposta, sono possibili molte combinazioni come valori di Tipo Politecnico di Torino 11

12 Schema di partenza Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario Reparto Lavora in (t,e) Personale CodFisc 23 Accorpamento nelle figlie Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario Politecnico di Torino 12

13 Attributi del padre Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico CodFisc Associazione Volontario CodFisc 25 Relazioni con il padre Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico CodFisc Associazione Volontario CodFisc Reparto Lavora in 1 Lavora in 2 Occorre sdoppiare le relazioni con l entità padre Politecnico di Torino 13

14 Cardinalità della relazione Lavora in Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico CodFisc Associazione Volontario CodFisc Lavora in 1 Reparto Lavora in 2 Occorre sdoppiare le relazioni con l entità padre 27 Accorpamento nelle figlie Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico CodFisc Associazione Volontario CodFisc Lavora in 1 Reparto Lavora in 2 Non adatta per copertura parziale o sovrapposta Politecnico di Torino 14

15 Schema di partenza Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario Reparto Lavora in (t,e) Personale CodFisc 29 Sostituzione con relazioni Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario Reparto Lavora in Personale CodFisc Politecnico di Torino 15

16 Relazioni tra padre e figlie Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario E un E un Reparto Lavora in Personale CodFisc 31 Identificazione delle entità figlie Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario E un E un Reparto Lavora in Personale CodFisc Politecnico di Torino 16

17 Cardinalità della relazione E un Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario E un E un Reparto Lavora in Personale CodFisc 33 Cardinalità della relazione E un Esame specialistico Specializzazione Effettuato da Medico Associazione Volontario E un E un Reparto Lavora in Personale CodFisc Politecnico di Torino 17

18 Sostituzione con relazioni Esame specialistico Reparto Specializzazione Effettuato da Medico Lavora in Personale Associazione Volontario E un E un Soluzione più generale e sempre applicabile può essere dispendiosa per ricostruire l informazione di partenza CodFisc 35 Valutazione delle alternative L accorpamento delle entità figlie nell entità padre è appropriato quando le entità figlie introducono differenziazioni non sostanziali (pochi valori nulli) le operazioni d accesso non distinguono tra occorrenze dell entità padre e delle figlie (accesso più efficiente) Politecnico di Torino 18

19 Valutazione delle alternative L accorpamento dell entità padre nelle entità figlie è appropriato quando la generalizzazione è totale le operazioni d accesso distinguono tra occorrenze delle diverse entità figlie (accesso più efficiente) 37 Valutazione delle alternative Sono possibili anche soluzioni miste le operazioni d accesso distinguono tra occorrenze di alcune entità figlie (accesso più efficiente) Politecnico di Torino 19

20 Valutazione delle alternative Sono possibili anche soluzioni miste le operazioni d accesso distinguono tra occorrenze di alcune entità figlie (accesso più efficiente) Per le generalizzazioni a più livelli, si procede nello stesso modo, partendo dal livello inferiore Politecnico di Torino 20

21 Partizionamento di concetti Partizionamento di entità o relazioni rappresentazione migliore di concetti separati separazione di attributi di uno stesso concetto che sono utilizzati da operazioni diverse maggiore efficienza delle operazioni 41 Partizionamento di entità Codice Impiegato Stipendio Livello Ritenute Politecnico di Torino 21

22 Partizionamento di entità Codice Impiegato Livello Stipendio Ritenute Codice Dati anagrafici Dati impiegato Dati lavorativi Livello Stipendio Ritenute 43 Cardinalità della relazione Dati impiegato Codice Impiegato Livello Stipendio Ritenute Codice Dati anagrafici Dati impiegato Dati lavorativi Stipendio Livello Ritenute Politecnico di Torino 22

23 Cardinalità della relazione Dati impiegato Codice Impiegato Livello Stipendio Ritenute Codice Dati anagrafici Dati impiegato Dati lavorativi Livello Stipendio Ritenute 45 Partizionamento di relazioni CodiceFiscale Cliente DataFine Occupa Locale dell albergo Numero Descrizione Tempo DataInizio Politecnico di Torino 23

24 Partizionamento di relazioni CodiceFiscale Cliente DataFine Occupa Locale dell albergo Numero Descrizione Tempo DataInizio DataInizio DataFine CodiceFiscale Occupa attualmente Cliente DataFine Locale dell albergo Ha occupato Numero Descrizione Tempo DataInizio 47 Cardinalità della relazione Ha occupato CodiceFiscale Cliente DataFine Occupa Locale dell albergo Numero Descrizione Tempo DataInizio DataInizio DataFine CodiceFiscale Occupa attualmente Cliente DataFine Locale dell albergo Ha occupato Numero Descrizione Tempo DataInizio Politecnico di Torino 24

25 Cardinalità della relazione Ha occupato CodiceFiscale Cliente DataFine Occupa Locale dell albergo Numero Descrizione Tempo DataInizio DataInizio DataFine CodiceFiscale Occupa attualmente Cliente DataFine Locale dell albergo Ha occupato Numero Descrizione Tempo DataInizio 49 Cardinalità della relazione Ha occupato CodiceFiscale Cliente DataFine Occupa Locale dell albergo Numero Descrizione Tempo DataInizio DataInizio DataFine CodiceFiscale Occupa attualmente Cliente DataFine Locale dell albergo Ha occupato Numero Descrizione Tempo DataInizio Politecnico di Torino 25

26 Cardinalità della relazione Occupa attualmente CodiceFiscale Cliente DataFine Occupa Locale dell albergo Numero Descrizione Tempo DataInizio DataInizio DataFine CodiceFiscale Occupa attualmente Cliente DataFine Locale dell albergo Ha occupato Numero Descrizione Tempo DataInizio 51 Cardinalità della relazione Occupa attualmente CodiceFiscale Cliente DataFine Occupa Locale dell albergo Numero Descrizione Tempo DataInizio DataInizio DataFine CodiceFiscale Occupa attualmente Cliente DataFine Locale dell albergo Ha occupato Numero Descrizione Tempo DataInizio Politecnico di Torino 26

27 Eliminazione degli attributi multivalore Non sono rappresentabili nel modello relazionale L attributo multivalore è rappresentato mediante una nuova entità collegata da una relazione all entità originale attenzione alla cardinalità della nuova relazione Politecnico di Torino 27

28 Eliminazione degli attributi multivalore Codice fiscale Persona Professione Titolo di studio 55 Eliminazione degli attributi multivalore Codice fiscale Persona Titolo di studio Professione Codice fiscale Persona Professione Ha conseguito Titolo di studio Titolo Politecnico di Torino 28

29 Cardinalità della relazione Ha conseguito Codice fiscale Persona Titolo di studio Professione Codice fiscale Persona Professione Ha conseguito Titolo di studio Titolo 57 Cardinalità della relazione Ha conseguito Codice fiscale Persona Professione Titolo di studio Codice fiscale Persona Professione Titolo di studio Ha conseguito Titolo Politecnico di Torino 29

30 Eliminazione degli attributi multivalore Codice fiscale Persona Professione Telefono 59 Eliminazione degli attributi multivalore Codice fiscale Persona Telefono Professione Codice fiscale Persona Professione Ha telefono Telefono Numero Politecnico di Torino 30

31 Cardinalità della relazione Ha telefono Codice fiscale Persona Telefono Professione Codice fiscale Persona Professione Ha telefono Telefono Numero 61 Cardinalità della relazione Ha telefono Codice fiscale Persona Professione Telefono Codice fiscale Persona Professione Ha telefono Telefono Numero Politecnico di Torino 31

32 Eliminazione degli attributi composti Non sono rappresentabili nel modello relazionale Due alternative Politecnico di Torino 32

33 Eliminazione degli attributi composti Non sono rappresentabili nel modello relazionale Due alternative si rappresentano in modo separato gli attributi componenti adatto se è necessario accedere separatamente a ciascun attributo 65 Rappresentazione separata degli attributi Codice fiscale Persona Professione Via Numero civico CAP Politecnico di Torino 33

34 Rappresentazione separata degli attributi Codice fiscale Persona Professione Via Numero civico CAP Codice fiscale Persona Professione Via Numero civico CAP 67 Eliminazione degli attributi composti Non sono rappresentabili nel modello relazionale Due alternative si rappresentano in modo separato gli attributi componenti adatta se è necessario accedere separatamente a ciascun attributo si introduce un unico attributo che rappresenta la concatenazione degli attributi componenti adatta se è sufficiente l accesso all informazione complessiva Politecnico di Torino 34

35 Rappresentazione con un attributo unico Codice fiscale Persona Professione Via Numero civico CAP 69 Rappresentazione con un attributo unico Codice fiscale Persona Professione Via Numero civico CAP Codice fiscale Persona Professione Indirizzo Politecnico di Torino 35

36 Scelta degli identificatori primari Necessaria per definire la chiave primaria delle tabelle Un buon identificatore non assume valore nullo è costituito da pochi attributi (meglio 1!) possibilmente è interno è utilizzato da molte operazioni d accesso Può essere opportuno introdurre codici identificativi Politecnico di Torino 36

37 Traduzione nel modello relazionale Si esegue sullo schema ER ristrutturato senza gerarchie, attributi multivalore e composti Trasformazioni ad ogni entità corrisponde una tabella con gli stessi attributi per le relazioni occorre considerare la cardinalità massima 73 Traduzione di entità Codice fiscale Persona Professione Politecnico di Torino 37

38 Traduzione di entità Codice fiscale Persona Professione Persona(CodiceFiscale,,, Professione*) Chiave primaria sottolineata Attributi opzionali indicati con asterisco 75 Traduzione di relazioni binarie molti a molti Ogni relazione molti a molti corrisponde a una tabella la chiave primaria è la combinazione degli identificatori delle due entità collegate è possibile ridenominare gli attributi della tabella che corrisponde alla relazione (necessario in caso di relazioni ricorsive) Politecnico di Torino 38

39 Relazione binaria molti a molti Matricola Studente Esame Corso CodCorso Voto 77 Relazione binaria molti a molti: entità Matricola Studente Esame Corso CodCorso Voto Studente(Matricola,, ) Corso(CodCorso, ) Politecnico di Torino 39

40 Relazione binaria molti a molti Matricola Studente Esame Corso CodCorso Voto Studente(Matricola,, ) Corso(CodCorso, ) Esame(Matricola, CodCorso, Voto) 79 Relazione binaria molti a molti ricorsiva CodP Costo Componente Prodotto Composto Composizione Quantità Politecnico di Torino 40

41 Relazione binaria molti a molti ricorsiva CodP Costo Componente Prodotto Composto Composizione Quantità Prodotto(CodP,, Costo) 81 Relazione binaria molti a molti ricorsiva CodP Costo Componente Prodotto Composto Composizione Quantità Prodotto(CodP,, Costo) Composizione(CodComposto, CodComponente, Quantità) Politecnico di Torino 41

42 Relazione binaria uno a molti Sono possibili due modalità di traduzione mediante attributi mediante una nuova tabella Politecnico di Torino 42

43 Relazione binaria uno a molti Codice fiscale Persona Residenza Comune Comune Provincia Data trasferimento 85 Relazione binaria uno a molti: entità Codice fiscale Persona Residenza Comune Comune Provincia Data trasferimento Persona(CodiceFiscale,, ) Comune(Comune, Provincia) Politecnico di Torino 43

44 Relazione binaria uno a molti Codice fiscale Persona Residenza Comune Comune Provincia Data trasferimento Persona(CodiceFiscale,,, Comune) Comune(Comune, Provincia) 87 Relazione binaria uno a molti Codice fiscale Persona Residenza Comune Comune Provincia Data trasferimento Persona(CodiceFiscale,,, Comune, DataTrasferimento) Comune(Comune, Provincia) Politecnico di Torino 44

45 Relazione binaria uno a molti Matricola Studente Laurea Facoltà Facoltà Città Data laurea 89 Relazione binaria uno a molti: alternativa n.1 Matricola Studente Laurea Facoltà Facoltà Città Data laurea Studente(Matricola,, ) Facoltà(Facoltà, Città) Politecnico di Torino 45

46 Relazione binaria uno a molti: alternativa n.1 Matricola Studente Laurea Facoltà Facoltà Città Data laurea Studente(Matricola,, ) Facoltà(Facoltà, Città) Laurea(Matricola, Facoltà, DataLaurea) 91 Relazione binaria uno a molti: alternativa n.2 Matricola Studente Laurea Facoltà Facoltà Città Data laurea Studente(Matricola,,, Facoltà*, DataLaurea*) Facoltà(Facoltà, Città) Politecnico di Torino 46

47 Relazione binaria uno a uno Sono possibili più traduzioni dipende dal valore della cardinalità minima Politecnico di Torino 47

48 Relazione binaria uno a uno: caso 1 Partecipazione obbligatoria da entrambi i lati Matricola Rettore E Rettore Università Università Città Data elezione 95 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.1 Partecipazione obbligatoria da entrambi i lati Matricola Rettore E Rettore Università Università Città Data elezione Rettore(Matricola,, ) Università(Università, Città) Politecnico di Torino 48

49 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.1 Partecipazione obbligatoria da entrambi i lati Matricola Rettore E Rettore Università Università Città Data elezione Rettore(Matricola,,, Università, DataElezione) Università(Università, Città) 97 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.2 Partecipazione obbligatoria da entrambi i lati Matricola Rettore E Rettore Università Università Città Data elezione Rettore(Matricola,, ) Università(Università, Città) Politecnico di Torino 49

50 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.2 Partecipazione obbligatoria da entrambi i lati Matricola Rettore E Rettore Università Università Città Data elezione Rettore(Matricola,, ) Università(Università, Città, Matricola, DataElezione) 99 Relazione binaria uno a uno: caso 2 Partecipazione opzionale da un lato Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Politecnico di Torino 50

51 Relazione binaria uno a uno: entità Partecipazione opzionale da un lato Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Professore(Matricola,, ) Università(Università, Città) 101 Relazione binaria uno a uno Partecipazione opzionale da un lato Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Professore(Matricola,, ) Università(Università, Città, Matricola, DataElezione) Politecnico di Torino 51

52 Relazione binaria uno a uno: caso 3 Partecipazione opzionale da entrambi i lati Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione 103 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.1 Partecipazione opzionale da entrambi i lati Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Professore(Matricola,, ) Università(Università, Città) Politecnico di Torino 52

53 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.1 Partecipazione opzionale da entrambi i lati Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Professore(Matricola,, ) Università(Università, Città) Rettore(Matricola, Università, DataElezione) 105 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.2 Partecipazione opzionale da entrambi i lati Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Professore(Matricola,, ) Università(Università, Città) Rettore(Matricola, Università, DataElezione) Politecnico di Torino 53

54 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.3 Partecipazione opzionale da entrambi i lati Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Professore(Matricola,, ) Università(, Città) 107 Relazione binaria uno a uno: alternativa n.3 Partecipazione opzionale da entrambi i lati Matricola Professore Rettore Università Università Città Data elezione Professore(Matricola,, ) Università(, Città, Matricola*, DataElezione* ) Politecnico di Torino 54

55 Entità con identificatore esterno Matricola Studente Iscrizione Università Università Città Politecnico di Torino 55

56 Entità con identificatore esterno Matricola Studente Iscrizione Università Università Città Università(Università, Città) Matricola(Matricola, Università,, ) 111 Entità con identificatore esterno Matricola Studente Iscrizione Università Città Università(Università, Città) Matricola(Matricola, Università,, ) La relazione è rappresentata insieme all identificatore Politecnico di Torino 56

57 Relazione ternaria Matricola Esame Studente Corso Codice Voto Tempo Data Politecnico di Torino 57

58 Relazione ternaria: entità Matricola Esame Studente Corso Codice Voto Tempo Data Studente(Matricola,, ) Corso(Codice, ) Tempo(Data) 115 Relazione ternaria: identificatore Matricola Esame Studente Corso Codice Voto Tempo Data Studente(Matricola,, ) Corso(Codice, ) Tempo(Data) Esame(Matricola, Codice, Data Politecnico di Torino 58

59 Relazione ternaria: attributi Matricola Esame Studente Corso Codice Voto Tempo Data Studente(Matricola,, ) Corso(Codice, ) Tempo(Data) Esame(Matricola, Codice, Data, Voto) Politecnico di Torino 59