DB - Modello relazionale dei dati

Presentazione sul tema: "DB - Modello relazionale dei dati"— Transcript della presentazione:

1 DB - Modello relazionale dei dati

2 DB - Modello Relazionale
Definizione Un modello dei dati è un insieme di meccanismi di astrazione per definire una base di dati, con associato un insieme predefinito di operatori e di vincoli di integrità. Questi meccanismi di astrazione costituiscono l’equivalente delle strutture dati nella programmazione. DB - Modello Relazionale

3 DB - Modello Relazionale
Modelli di dati Alcuni modelli: Gerarchico Reticolare Relazionale I modelli reticolare e gerarchico rispecchiano (in qualche modo) l’architettura fisica dei dati Il relazionale e’ basato solo sul valore dei dati Recentemente: modello a oggetti DB - Modello Relazionale

4 Caratteristiche di un buon modello
Espressività: permette di rappresentare in modo semplice e naturale i dati e le loro proprietà. Semplicità: basato su un numero minimo di meccanismi semplici da utilizzare e capire. Realizzabilità: deve essere realizzabile in modo efficiente su di un calcolatore. DB - Modello Relazionale

5 Il modello relazionale dei dati
Introdotto da Codd nel 1970 Implementa bene il concetto di indipendenza dei dati Oggi e’ di gran lunga il modello dei dati più diffuso Implementato nei DBMS commerciali dal 1981 E’ basato sul concetto matematico di RELAZIONE DB - Modello Relazionale

6 DB - Modello Relazionale
Relazioni Una Relazione n-aria è un sottoinsieme del prodotto cartesiano D1 X D2 X ... Dn di insiemi di valori di tipo elementare detti domini. Ogni elemento < d1, d2, …, dn> si chiama n-upla (o tupla) DB - Modello Relazionale

7 DB - Modello Relazionale
Schema di relazione Uno schema di relazione R : {T} e’ una coppia formata dal nome di una relazione R e da un tipo relazione T DB - Modello Relazionale

8 Definizione Tipo Relazione
Interi,Reali,Booleani,Stringhe sono tipi primitivi; se T1, T2, …, Tn sono tipi primitivi e A1, A2, …, An sono etichette, dette attributi, allora (A1 :T1 , A2 :T2 , …, An :Tn) e’ un tipo n-upla di grado n (l’ordine non è significativo). se T è un tipo n-upla allora {T} e’ un tipo relazione (tipo insieme di n-uple) DB - Modello Relazionale

9 DB - Modello Relazionale
Schemi Relazionali Uno Schema Relazionale è costituito da un insieme di schemi di relazione Ri : {Ti}, i=1, 2,…, k e da un insieme di vincoli di integrità relativi a tali schemi. Costituisce l’aspetto intensionale del dato modello relazionale dei dati. DB - Modello Relazionale

10 DB - Modello Relazionale
Aspetto estensionale Una n-upla t=(A1:= v1, A2:= v2,…, An:= vn) di tipo (A1 :T1 , A2 :T2 , …, An :Tn) è un insieme di coppie (Ai , vi) con vi di tipo Ti. Una Relazione R di tipo {(A1 :T1 , A2 :T2 , …, An :Tn)} è un insieme finito di n-uple di tipo (A1 :T1 , A2 :T2 , …, An :Tn). La cardinalita’ di una relazione e’ il numero di n-uple DB - Modello Relazionale

11 DB - Modello Relazionale
Esempio di relazione E’ una relazione di tipo {(Nome : char , Matricola : int ,Indirizzo : char , Telefono :int )} e ciascuna riga è una n-upla della relazione. DB - Modello Relazionale

12 Esempio di schema relazionale
{ Studenti : { (Nome : char , Matricola : int(6) ,Indirizzo : char , Telefono :int(6) ) } Esami : { (Corso : char , Matricola : int(6) ,Voto: {18,19,…,30} } Corsi : { (Corso:char, Professore:char) } } Che si abbrevia (se non interessa riportare il tipo degli attributi) in: Studenti( Nome, Matricola, Indirizzo, Telefono); Esami( Corso, Matricola,Voto); Corsi( Corso, Professore); DB - Modello Relazionale

13 Dominio di un attributo
dom(Ai) e’ l’insieme dei possibili valori dell’attributo Ai ad esempio nella tabella Studenti(Corso,Matricola,Voto) , dom(Voto) = {18,19,…,30} DB - Modello Relazionale

14 DB - Modello Relazionale
Vincoli di integrità I vincoli di integrita’ servono a migliorare la qualita’ delle informazioni contenute nella base di dati Un vincolo e’ un predicato che dev’essere soddisfatto da ogni n-upla nella base di dati Un’istanza valida di uno schema di relazione è una relazione dello schema che soddisfa tutti i vincoli di integrità. DB - Modello Relazionale

15 Esempio di vincoli d’integrita’
Il voto dev’essere compreso tra 18 e 30 La lode puo’ apparire solo se voto=30 Ogni studente deve avere un numero di matricola Il numero di matricola di uno studente dev’essere univoco Esami dati devono fare riferimento solo a corsi offerti DB - Modello Relazionale

16 DB - Modello Relazionale
Vincoli d’integrita’ I tre tipi piu’ importanti specificano: Quali attributi non possono assumere il valore NULL Quali attributi sono chiave Quali attributi sono chiavi esterne DB - Modello Relazionale

17 Mancanza di informazione
Il modello relazionale impone una struttura rigida ai dati, in quanto: L’informazione viene rappresentata per mezzo di n-uple Le n-uple hanno uno schema ben definito Come rappresentare quindi, ad esempio, il fatto che di uno studente non si conosce il numero di cellulare? Usanza comune: Usare valori non utilizzati (es. 0 per eta’ studente) Problemi: Possono non esserci valori inutilizzati Il valore inutilizzato puo’ diventare utile In alcuni casi bisogna ricordarsi di distinguere i valori reali dei “riempiposto”, esempio: media dell’eta’ degli studenti (se rappresentiamo il fatto di non conoscere l’eta’ dello studente con 0) DB - Modello Relazionale

18 DB - Modello Relazionale
Valori nulli (NULL) Il modello relazionale include il “NULL value” come tecnica per modellare la mancanza di informazione NULL non fa parte del dominio dell’attributo Quando si da ad un attributo la possibilità di avere valore null, si ammette che quell’attributo in qualche n-upla può rimanere non specificato e/o venire assegnato in un secondo momento Il valore NULL per un certo attributo puo’ indicare: Il valore non c’e’; Il valore c’e’ ma non lo si conosce al momento; Non si sa se il valore c’e’; I DBMS non modellano il perche’ manca il dato, si limitano a denotarne la sua mancanza DB - Modello Relazionale

19 Esempio di valori nulli
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20 DB - Modello Relazionale
Chiavi Superchiave X di uno schema di relazione è un insieme di attributi dello schema tale che in ogni istanza dello schema se due n-uple coincidono su X allora sono uguali. Chiave è una superchiave minimale rispetto alla relazione . Chiave Primaria è una delle chiavi scelta per un dato schema. DB - Modello Relazionale

21 DB - Modello Relazionale
Esempi di chiavi {Nome,Matricola} è una superchiave ma non è una chiave, infatti {Matricola} è una chiave e si sceglie anche come primaria per accedere ai vari record {Indirizzo} non è superchiave DB - Modello Relazionale

22 DB - Modello Relazionale
Chiavi esterne Un insieme di attributi {A1, A2 , …, An} di uno schema di relazione R è una chiave esterna che riferisce una chiave primaria {B1, B2 , …, Bn} di un altro schema S se in ogni istanza valida della base di dati, per ogni n-upla r dell’istanza di R esiste una n-upla s (riferita da r) dell’istanza di S tale che r.Ai = s.Bi... DB - Modello Relazionale

23 Esempio chiave esterna
Esami Una chiave esterna associa a certe n-uple della relazione r (quelle aventi la stessa chiave esterna) una ben determinata n-upla della relazione s a cui si riferisce determinata dai valori della chiave primaria(cioè della chiave esterna) Cosi’ {Matricola} per Esami e’ chiave esterna che si riferisce a Studenti Studenti DB - Modello Relazionale