Esempi di schema ER: Esami degli studenti e orario delle lezioni Esami degli studenti : Si vogliono memorizzare gli esami che gli studenti sostengono per i vari corsi, riportandone la data e il voto. Specifica S1: Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami. Nessuna limitazione per il numero di esami registrabili per un corso. Consideriamo le seguenti specifiche : (1) Per un dato studente eundato corso può essere registrato un unico esame, con il relativo voto e la relativa data. (2) Per un dato studente eundato corso possono essere registrati più esami, ciascuno con il relativo voto e la relativa data. (3) Per un dato studente eundato corso possono essere registrati più esami, ma in date differenti. + Per un dato studente, undato corso e una certa data, può essere registrato un unico esame, con il relativo voto. (4) Uno studente non può registrare due o più esami nella stessa data, cioè per una certa data e per un certo studente si puòregistrare un unico esame (relativo ad un preciso corso). (5) Vincolo 4 +Vincolo 1 Orario delle lezioni : Le specifiche per l orario settimanale delle lezioni sono le seguenti: ffl ffl ffl ogni corso si tiene da tre a cinque volte la settimana; in un aula si tiene, durante la settimana, almeno un corso; in un certo orario settimanale si tiene almeno un corso;
2 Esempi di schema ER: Esami degli studenti e orario delle lezioni Esami degli studenti :sianalizzano e si confrontano le varie specifiche. (1) Per un dato studente e un dato corso può essere registrato un unico esame, con il relativo voto e la relativa data. Un associazione binaria tra studente ed esame rispetta già questo vincolo: infatti l insieme di istanze di un associazione binaria è una relazione matematica e quindi non vi possono essere coppie di elementi ripetuti VOTO STUDENTE (0,29) Consideriamo la specifica S1 (Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami): in tale specifica non viene detto se gli esami devono essere di corsi differenti o meno. Nel precedente schema, la card-max(studente,)=29 inserita per ottenere la specifica S1 implica anche una specifica più dettagliata: S2 : Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami di corsi differenti. Verifichiamo l univocità dell esame, fissato lo studente ed il corso, imposta da questo schema ragionando in termini di identificatori. Nel modello E/R per le associazioni non è definito il concetto di identificatore in quanto le associazioni sono identificate dalle entitàche vi partecipano. Più precisamente: Data un associazione A tra le entità E1,E2,, En, ogni Entità Ei tale che max-card(ei,a)=1 è un identificatore di A ; altrimenti (cioè per ogni entitàeisihache max-card(ei,a) >1) Ahaununico identificatore costituito dalle entità E1,E2,, En. Nel nostro caso: STUDENTE A B (0,29) VOTO In tal caso si dice che l associazione è reificata, cioèè rappresentata tramite un entità. (2) Per un dato studente e un dato corso possono essere registrati più esami, ciascuno con il relativo voto e la relativa data. La specifica di registrare più esami viene interpretata nel seguente modo: per un dato studente e un dato corso ci possono essere più registrazioni, ciascuna con il relativo voto e la relativa data: quindi si possono utilizzare attributi a valore-multiplo.
3 Le due informazioni sul voto e sulla data di un certo esame non possono essere scorrelate: VOTO 2. STUDENTE (0,29) e quindi si deve usare un attributo composto multiplo 2. STUDENTE VOTO REG. (0,29) Si noti che con questa interpretazione, la specifica S1 (Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami) resta valida: gli esami al massimo sono 29 (card-max(studente,)=29) ma per un esame ci possono essere piùregistrazioni. Inoltre èvalida anche la specifica S2 : Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami di corsi differenti. (3) Per un dato studente eundato corso possono essere registrati più esami, ma in date differenti. + Per un dato studente, un dato corso e una certa data,può essere registrato un unico esame, con il relativo voto. È un vincolo più restrittivo rispetto al vincolo 2. Si può utilizzare una ternaria: VOTO STUDENTE (0,29) 3. In tale schema, la card-max(studente,)=29 assicura ancora la specifica S1 (Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami) ma non implica la specifica S2 : Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami di corsi differenti. Imporre che uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami senza specificare che gli esami siano di di corsi differenti ovviamente non ha senso in realtà, pertanto èpiù corretto considerare card-max(studente,)=n.
4 Esempi di schema ER: Esami degli studenti e orario delle lezioni Si noti che con la partecipazione obbligatoria dell entità nell associazione, cioè tramite card-min(,)=1, una data può esistere solo se nella data è stata effettuata una registrazione d esame. Invece, con la partecipazione opzionale dell entità nell associazione, card-min(,)=0, una data può esistere indipendentemente dal fatto sia stata effettuata una registrazione d esame. Questo è, ad esempio, il caso nel quale l entità rappresenta un calendario relativo all organizzazione didattica, che riporta tutte le date nelle quali è possibile effettuare esami. L associazione ternaria può essere reificata ottenendo una rappresentazione equivalente del precedente schema: (consideriamo il caso di card-min(,)=1, ma lo stesso discorso vale anche per card-min(,)=0): C STUDENTE A B (0,29) 3. VOTO NOTA: Anche in questo schema èpiù corretto considerare card-max(studente,)=n. Lo schema con l associazione reificata è equivalente ma sicuramente più complesso dello schema equivalente con l associazione ternaria, pertanto quest ultimo è sicuramente da preferire per rappresentare la situazione in questione. D altra parte lo schema con l associazione reificata si presta alla seguente semplificazione. L entità ha come unico attributo e la card-min(,)=1 implica che una data esiste solo in quanto data di registrazione di un esame: allora è possibile semplificare riportando l attributo direttamente sull entità : STUDENTE A (0,29) B VOTO NOTA: Anche in questo schema èpiù corretto considerare card-max(studente,)=n. Questa semplificazione non è invece corretta, cioè lo schema semplificato non è equivalente a quello originale, nel caso di card-min(,)=0: infatti nello schema semplificato una data non può esistere indipendentemente dall esame.
Nel seguito consideriamo il caso di card-min(,)=1 e quindi useremo lo schema reificato semplificato. 5 (4) Uno studente non può registrare due o più esami nella stessa data, cioè per una certa data e per un certo studente si puòregistrare un unico esame (relativo ad un preciso corso). È un vincolo più restrittivo rispetto al vincolo (3). Partendo dallo schema con la associazione reificata, questo vincolo viene ottenuto restringendo l identificatore dell entità esame, togliendo la componente dell identificazione relativa al corso: VOTO 4. STUDENTE A B (0,29) NOTA: Anche in questo schema èpiù corretto considerare card-max(studente,)=n. (5) Vincolo 4 + Vincolo 1 Partendo dallo schema precedente nel quale il vincolo 4 è già rispettato, per rispettare il vincolo 1 si introduce un nuovo identificatore : questo identificatore mi deve ricostruire l associazione binaria tra studente ed esame: VOTO STUDENTE A (0,29) B 5. NOTA: Consideriamo la in tale specifica non viene detto se gli esami devono essere di corsi differenti o meno. In questo schema schema, la card-max(studente,)=29 è corretta: essa assicura la specifica S1 (Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami); e, grazie al vincolo 1 (per un dato studente e un dato corso può essere registrato un unico esame), anche la specifica più dettagliata S2 (Uno studente può sostenere fino ad un massimo di 29 esami di corsi differenti).
6 Esempi di schema ER: Esami degli studenti e orario delle lezioni Orario Settimanale delle lezioni L orario viene rappresentato tramite l associazione ternaria: SI TIENE: ffl ffl ffl ogni corso si tiene da tre a cinque volte la settimana: card(,si TIENE)=(3,5) in un aula si tiene, durante la settimana, almeno un corso: card(aula,si TIENE)= in un certo orario settimanale si tiene almeno un corso: card(orario,si TIENE)= ORARIO SITIENE (3,5) AULA Con ORARIO si intende il GIORNO della settimana e l ORA. Sinoti che sia ORARIO che AULA hanno una partecipazione obbligatoria a SI TIENE. Al precedente schema si vogliono aggiungere i seguenti Vincoli di non sovrapposizione: (1) Un corso,inuna certa ora di un giorno,deve essere in un unica aula. (2) Un aula,in una certa ora di un giorno, deve ospitare un unico corso. Dopo aver verificato che l associazione ternaria non impone i vincoli richiesti, si procede come nel caso dell associazione :si reifica l associazione ternaria e si semplifica eliminando l entità ORARIO (la semplificazione produce uno schema equivalente in quanto la partecipazione di ORARIO è obbligatoria): GIORNO ORA AULA A SITIENE B (3,5) esimodifica lo schema per ottenere i vincoli di non sovrapposizione: il seguente identificatore esprime il vincolo (1): GIORNO ORA AULA A SITIENE 1. mentre per il vincolo (2) si aggiunge un altro identificatore: B (3,5) GIORNO ORA 2. AULA A SITIENE B (3,5)
Esercizio: spettacoli estivi Si vogliono rappresentare informazioni relative alla gestione di manifestazioni artistiche durante l estate. Una manifestazione, descritta da un codice e da un nome, consiste di due o più spettacoli; ogni spettacolo è descritto da un numero univoco all interno della manifestazione nella quale è inserito e dall ora di inizio. Durante uno spettacolo si esibiscono uno o più artisti (un artista si può esibire al massimo una volta durante lo stesso spettacolo) ricevendo un certo compenso. Un artista è descritto dal codice SIAE e dal nome d arte. Per ogni artista si deve indicare necessariamente un altro artista che lo sostituisca in caso di indisponibilità; un artista può essere indicato come sostituto di più artisti. Per ospitare gli spettacoli vengono adibiti opportuni luoghi; inoltre, in una certa data, un luogo può ospitare al massimo tre spettacoli, sia della stessa manifestazione che di manifestazioni differenti. Si disegni lo schema concettuale del dominio descritto utilizzando il formalismo E/R. Basi di Dati 2 Determinazione concetti fondamentali Entità MANIFESTAZIONE: SPETTACOLO ARTISTA LUOGO Associazioni CONSISTE OSPITA ESIBIZIONE Associazione binaria MANIFESTAZIONE- SPETTACOLO Associazione binaria SPETTACOLO-LUOGO Associazione binaria ARTISTA-SPETTACOLO Basi di Dati 3
Schema Scheletro MANIFEST. SPETTACOLO CONSISTE ESIBIZIONE OSPITA LUOGO ARTISTA Basi di Dati 4 SVILUPPO ASSOCIAZIONE MANIFESTAZIONE-SPETTACOLO Codice Nome CONSISTE Numero Ora-inizio MANIFEST. (2,N) SPETTACOLO Una manifestazione consiste di 2 o più spettacoli; card(manifest.,consiste) = (2,N) ogni spettacolo è descritto da un numero univoco all interno della manifestazione nella quale è inserito. card(spettacolo,consiste) = Basi di Dati 5
SVILUPPO ASSOCIAZIONE SPETTACOLO-LUOGO (NON CORRETTA) Numero Ora-inizio OSPITA Nome Indirizzo SPETTACOLO (0,3) LUOGO Per ospitare gli spettacoli vengono adibiti opportuni luoghi; inoltre, in una certa data, un luogo può ospitare al massimo 3 spettacoli, sia della stessa manifestazione che di manifestazioni differenti. In questo modo si vincola un luogo ad ospitare in tutto tre spettacoli, mentre questo è valido solo per una certa data Basi di Dati 6 SVILUPPO ASSOCIAZIONE SPETTACOLO-LUOGO (CORRETTA) Si introduce una nuova entità DISPONIBILITA che indica la disponibilita in un certo luogo di ospitare in una certa data uno spettacolo. Numero Ora-inizio SPETTACOLO Nome Indirizzo OSPITA (0,3) LUOGO HA DISPONIBILITA Data Basi di Dati 7
SVILUPPO ASSOCIAZIONE SPETTACOLO-ARTISTA Codice-SIAE Numero Ora-inizio Compenso Nome-arte SPETTACOLO ARTISTA ESIBIZIONE Durante uno spettacolo si esibiscono uno o più artisti (un artista si può esibire al massimo una volta durante lo stesso spettacolo) ricevendo un certo compenso. card(spettacolo,esibizione) = card(artista,esibizione) = Basi di Dati 8 SVILUPPO ASSOCIAZIONE UNARIA ARTISTA-ARTISTA Sostituito Codice-SIAE Nome-arte SOSTITUISCE ARTISTA Sostituto Per ogni artista si deve indicare necessariamente un altro artista che lo sostituisca in caso di indisponibilità; un artista può essere indicato come sostituto di più artisti. card(artista,sostituito) = card(artista,sostituto) = Basi di Dati 9
Codice Nome SCHEMA E/R CONSISTE Numero Ora-inizio Compenso MANIFEST. (2,N) SPETTACOLO Nome OSPITA ESIBIZIONE codice-siae nome-arte Indirizzo (0,3) ARTISTA LUOGO Sostituito Sostituto DISPONIBILITA HA SOSTIT. Data Basi di Dati 10
DI BASI DI DATI 10/6/1998 PROF. SONIA BERGAMASCHI Esercizio 1) Una società petrolifera vuole memorizzare dati sulle stazioni di servizio e la distribuzione di carburanti secondo le seguenti specifiche. Ogni rifornimento giornaliero fa riferimento ad una autobotte e ad un autista che la guida: in una certa data un autista non può effettuare più di un rifornimento e una autobotte non può essere impegnata in più di un rifornimento. In ogni rifornimento vengono trasportati vari tipi di carburante, per ciascuno dei quali si deve memorizzare la relativa quantità trasportata (ad esempio, un certo rifornimento trasporta 10 tonnellate di BenzinaVerde, 30 tonnellate di BenzinaSuper, e così via). Ciascun rifornimento rifornisce una o più stazione di servizio, scaricando in ciascuna di esse uno o più dei tipi di carburante trasportati in una certa quantità; (ad esempio, il precedente rifornimento scarica nella stazione Pioppa 3 tonnellate di BenzinaVerde e 5 di BenzinaSuper, nella stazione ModenaOvest 4 tonnellate di BenzinaVerde e 5 di BenzinaSuper, e così via). Ciascuna stazione di servizio memorizza giornalmente, per ciascun tipo di carburante, la quantità disponibile. In una stazione di servizio lavorano uno o più gestori, un gestore lavora in una sola stazione. Il personale della società petrolifera, che comprende i gestori e gli autisti, è rappresentato con gli usuali dati anagrafici. Le autobotti atte alla distribuzione sono identificate da una targa ed hanno una descrizione. Viene richiesto di: 1) Progettare lo schema E/R. 2) Tradurre lo schema E/R in schema relazionale in terza forma normale.
Ogni rifornimento giornaliero fa riferimento ad un'autobotte e ad un autista che la guida: in una certa data un autista non può effettuare più di un rifornimento e una autobotte non può essere impegnata in più di un rifornimento Rispetto alle specifiche, AUTO BOTTE AUTISTA mancano i seguenti vincoli: 1. in una certa data un autista non può effettuare più di un rifornimento 2. in una certa data un'autobotte non può essere impegnata in più di un rifornimento e si aggiunge un vincolo molto restrittivo: 3. un'autista può essere associato ad un'autobotte (e viceversa) solo una volta Per eliminare il vincolo 3. AUTO BOTTE AUTO BOTTE AUTISTA AUTISTA
Per esprimere i vincoli 1. e 2. occorre reificare AUTO BOTTE TRASPORTA in una certa data una autobotte non può essere impegnata in più di un rifornimento: HA AUTISTA AUTO BOTTE TRASPORTA + in una certa data un autista non può effettuare più di un rifornimento: HA AUTISTA In ogni rifornimento vengono trasportati vari tipi di carburante, per ciascuno dei quali si deve memorizzare la relativa quantità trasportata (ad esempio, un certo rifornimento trasporta 10 tonnellate di BenzinaVerde, 30 tonnellate di BenzinaSuper, e così via). CARBURANTE QTYTRASPORTATA DI TRASPORTO
Ciascun rifornimento rifornisce una o più stazione di servizio, scaricando in ciascuna di esse uno o più dei tipi di carburante trasportati in una certa quantità; (ad esempio, il precedente rifornimento scarica nella stazione Pioppa 3 tonnellate di BenzinaVerde e 5 di BenzinaSuper, nella stazione ModenaOvest 4 tonnellate di BenzinaVerde e 5 di BenzinaSuper, ). CARBURANTE SCARICO QTYSCARICATA STAZIONE si aggiunge un vincolo molto restrittivo: un rifornimento può scaricare in una stazione di servizio solo un tipo di carburante CARBURANTE SCARICO QTYSCARICATA STAZIONE Questa soluzione è sbagliata: un rifornimento può scaricare in una stazione più carburanti, ma il carburante non è connesso alla quantità scaricata SCARICO C SCARICO STAZIONE CARBURANTE QTYSCARICATA Questa soluzione ha un problema: un rifornimento può scaricare in una stazione più volte lo stesso carburante, con quantità differenti CARBURANTE SCARICO QTYSCARICATA STAZIONE Questa soluzione è corretta Però, come nelle soluzioni precedenti, manca il collegamento al tipo trasportato da un certo rifornimento, quindi si potrebbe avere uno scarico di carburante senza che lo stesso sia trasportato CARBURANTE QTYTRASPORTATA DI TRASPORTO SCARICO STAZIONE QTYSCARICATA
Ciascuna stazione di servizio memorizza giornalmente, per ciascun tipo di carburante, la quantità disponibile. CARBURANTE DISPONIBILITÀ STAZIONE QTYDISPONIBILE DISPONIBILITÀ CARBURANTE HA QTYDISPONIBILE STAZIONE Queste soluzioni sono equivalenti: si preferisce quella di destra per chè più semplice e sintetica (si noti che, in base alle specifiche, non è necessario introdurre un'entità per rappresentare il carburante) Schema E/R finale TARGA AUTO BOTTE DESCRIZIONE DISPONIBILITÀ HA QTYDISPONIBILE TRASPORTA CARBURANTE CARBURANTE QTYTRASPORTATA COD STA HA DI DATIANAGR. CF TRASPORTO PERSONALE SCARICO QTY SCARICATA STAZIONE LAVORA (T,E) AUTISTA GESTORE