Informatica II – Basi di Dati (07/08) – Parte 2 Gianluca Torta Dipartimento di Informatica dell’Università di Torino

2 Instanze inconsistenti Non tutte le tuple rappresentano informazione corretta per un’applicazione Valori nulli Valori fuori del dominio di un attributo  Per esempio: voto = 36 Tuple inconsistenti (valori di più attributi non simultaneamente assegnabili)  Per esempio: voto = 24, lode = Sì …

3 Instanze inconsistenti Non tutte le tuple rappresentano informazione corretta per un’applicazione … Tuple con valori uguali per attributi identificanti  Per esempio: tuple con la stessa matricola in relazione Studenti Valori inesistenti in attributi usati per corrispondenze tra relazioni  Per esempio: studente in relazione Esami

4 Vincoli di integrità Proprietà che devono essere soddisfatte dalle istanze corrette per un’applicazione Sono predicati che associano ad ogni istanza il valore vero o falso Vero: istanza corretta (ammissibile, lecita) Falso: istanza inconsistente

5 Vincoli di integrità Definendo lo schema di un base di dati si associano vincoli di integrità che si riferiscono a tutte le istanze del base di dati Questi vincoli permettono di considerare corrette le sole istanze che li verificano tutti

6 Vincoli di integrità Vincoli intrarelazionali Vincolo di tupla  Vincolo di dominio  Vincoli su assegnamento di valori ad attributi diversi di una tupla Vincolo di chiave Vincoli interrelazionali

7 Vincoli intrarelazionali Vincoli interni a una relazione: Soddisfacimento definito rispetto ad una singola relazione del base di dati Vincolo di tupla: esprime condizioni sui valori di ciascuna tupla indipendentamente dalle altre tuple Vincolo di dominio (vincolo su valori): restrizione su dominio di attributo Vincoli su assegnamento di valori ad attributi diversi di una tupla

8 Vincoli di tupla Esprimibili mediante espressioni booleane (AND, OR, NOT) i cui termini contengono: Uguaglianze, disuguaglianze, ordinamenti di valori di attributo Espressione aritmetiche su valori di attributo pqp AND q FFF FTF TFF TTT pqp OR q FFF FTT TFT TTT pNOT p FT TF

9 Vincoli di tupla Per esempio: Vincolo di dominio (Voto  18) AND (Voto  30) Vincolo su più attributi (NOT(Lode = “lode”)) OR (Voto = 30) Pagamenti(Data, Importo, Ritenute, Netto) Netto = Importo - Ritenute

10 Vincoli di chiave Superchiave/chiave: insieme di attributi usato per identificare univocamente le tuple di una relazione Superchiave: un insieme K di attributi è detto superchiave di una relazione r se r non contiene due tuple t1 e t2 con t1[K]=t2[K] K è una chiave di r se è una superchiave minimale di r Ogni chiave è una superchiave

11 Vincoli di chiave {Matricola} è una chiave MatricolaCognomeNomeNascitaCorso 4328RossiLuigi29/04/79Informatica 6328RossiDario29/04/79Informatica 4766RossiLuca01/05/81Fisica 4856NeriLuca01/05/81Economia 5536NeriLuca05/03/78Economia Table1

12 Vincoli di chiave {Cognome, Nome, Nascita} è una chiave MatricolaCognomeNomeNascitaCorso 4328RossiLuigi29/04/79Informatica 6328RossiDario29/04/79Informatica 4766RossiLuca01/05/81Fisica 4856NeriLuca01/05/81Economia 5536NeriLuca05/03/78Economia Table1

13 Vincoli di chiave {Matricola, Corso} è una superchiave, ma non una chiave MatricolaCognomeNomeNascitaCorso 4328RossiLuigi29/04/79Informatica 6328RossiDario29/04/79Informatica 4766RossiLuca01/05/81Fisica 4856NeriLuca01/05/81Economia 5536NeriLuca05/03/78Economia Table1

14 Vincoli di chiave {Nome, Corso} non è una superchiave MatricolaCognomeNomeNascitaCorso 4328RossiLuigi29/04/79Informatica 6328RossiDario29/04/79Informatica 4766RossiLuca01/05/81Fisica 4856NeriLuca01/05/81Economia 5536NeriLuca05/03/78Economia Table1

15 Vincoli di chiave {Nome, Corso} è adesso una chiave È una chiave “per caso” MatricolaCognomeNomeNascitaCorso 6328RossiDario29/04/79Informatica 4766RossiLuca01/05/81Fisica 4856NeriLuca01/05/81Economia 5536NeriLuca05/03/78Informatica Table2

16 Vincoli di chiave Ogni relazione r, con la schema r(X), ha una chiave Essendo un insieme, r è costituita da tupla diverse tra loro  X è sicuramente superchiave di r X potrebbe essere una chiave di r Se X non sia una chiave di r, esiste un sottoinsieme Y di X tale che Y è una chiave

17 Vincoli di chiave Il fatto che ogni schema di relazione abbia almeno una chiave garantisce Identificabilità univoca dei dati Definizione di corrispondenze tra dati contenuti in relazioni diverse Per esempio: nel base di dati Università Studente corrisponde a Matricola della relazione Studenti Corso corrisponde a Codice della relazione Corsi

18 Chiave e valori nulli Tupla 1: ha entrambe le chiave incomplete ({Matricola}, {Cognome, Nome, Nascita}) MatricolaCognomeNomeNascitaCorso NULLRossiDarioNULLInformatica 4766RossiLuca01/05/81Fisica 4856NeriLucaNULL NeriLuca05/03/78Economia

19 Chiave e valori nulli Tuple 3 e 4: hanno una chiave completamente specificata, ma sono lo stesso individuo? MatricolaCognomeNomeNascitaCorso NULLRossiDarioNULLInformatica 4766RossiLuca01/05/81Fisica 4856NeriLucaNULL NeriLuca05/03/78Economia

20 Chiave e valori nulli Chiave primaria: la chiave primaria non può avere valori nulli Identificata mediante sottolineatura ({Matricola}) Usata per stabilire corrispondenza tra tabelle Se nessun attributo della relazione può prendere il ruolo di chiave primaria se ne definisce uno aggiuntivo a tale scopo

21 Vincoli interrelazionali Vincoli interrelazionali sono i vincoli che coinvolgono più relazioni del base di dati Per verificarli, considerare istanze di più relazioni

22 Vincoli interrelazionali Vincoli di integrità referenziale (foreign keys, referential integrity constraints): Servono a garantire che i riferimenti tra tabelle siano possibili Un vincolo di integrità referenziale fra insieme di attributi X di una relazione R1 ed una relazione R2 è soddisfatto se i valori su X di ciascuna tupla dell’istanza di R1 compaiono come valori della chiave (primaria) dell’istanza di R2

23 Vincoli di integrità referenziale Per esempio: le relazioni Studenti(Matricola,Cognome,Nome,DataNascita) Corsi(Codice,Titolo,Docente) Esami(Numero,Studente,Voto,Lode,Corso) Un numero può comparire in attributo Studente di una tupla di relazione Esami solo se compare come valore di Matricola in istanza di relazione Studenti

24 Vincoli di integrità referenziale Se chiave di R2 è composta da un solo attributo B, X è composto di un solo attributo A Vincolo di integrità referenziale tra A in R1 e B in R2 è soddisfatto se, per ogni tupla t1 in R1 per cui t1[A] non è nullo, esiste una tupla t2 in R2 tale che t1[A] = t2[B]

25 Vincoli di integrità referenziale KA B… R1R2

26 Vincoli di integrità referenziale Se chiave di R2 contiene più attributo bisogna stabilire corrispondenza tra attributi di R1 e R2 Chiave di R2: {B1,…,Bp} X={A1,…,Ap} Vincolo di integrità referenziale tra {A1,…,Ap} in R1 e {B1,…,Bp} in R2 è soddisfatto se, per ogni tupla t1 in R1 per cui t1[{A1,…,Ap}] non contiene valori nulli, esiste una tupla t2 in R2 tale che t1[Ai] = t2[Bi] per 1  i  p

27 Vincoli di integrità referenziale KAi Bi… R1R2

28 Vincoli di integrità referenziale CodiceDataAgenteArtProvNumero /10/ RM2F /10/ FI4E5432 MatricolaCFCognomeNome 567RSSM…RossiMario 638NREP…NeriPiero ProvNumeroProprietarioIndirizzo RM1A2396Verdi PieroVia Tigli MI2F7643Luci GinoVia Noci FI4E5432Bini LucaVia Po Infrazioni Agenti Auto

29 Vincoli di integrità referenziale CodiceDataAgenteArtProvNumero /10/ RM2F /10/ FI4E5432 MatricolaCFCognomeNome 567RSSM…RossiMario 638NREP…NeriPiero ProvNumeroProprietarioIndirizzo RM1A2396Verdi PieroVia Tigli MI2F7643Luci GinoVia Noci FI4E5432Bini LucaVia Po Infrazioni Agenti Auto

30 Vincoli di integrità referenziale CodiceDataAgenteArtProvNumero /10/ RM2F /10/ FI4E5432 MatricolaCFCognomeNome 567RSSM…RossiMario 638NREP…NeriPiero ProvNumeroProprietarioIndirizzo RM1A2396Verdi PieroVia Tigli MI2F7643Luci GinoVia Noci FI4E5432Bini LucaVia Po Infrazioni Agenti Auto

31 Vincoli di integrità referenziale Ordinamento di attributi in vincoli referenziali è essenziale perché non sempre la corrispondenza tra tabelle si può stabilire per nome di attributo Per esempio: Incidenti(Codice,Prov1,Numero1,Prov2,Numero2) Auto(Prov,Numero,Proprietario,Indirizzo) Prov1, Numero1 e Prov2, Numero2 sono diversi dai nomi della chiave primaria di Auto

32 Vincoli di integrità referenziale Non tutti i DBMS permettono di definire chiavi primarie Definire esplicitamente attributi coinvolti in vincoli di integrità