Corso di Informatica (Basi di Dati)

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1 Corso di Informatica (Basi di Dati)
Lezione 3 (19 dicembre 2008) Modello Entità-Relazione: cardinalità delle relazioni, identificatori e generalizzazioni Da: Atzeni, Ceri, Paraboschi, Torlone - Basi di Dati Lucidi del Corso di Basi di Dati 1, Prof. Carlo Batini, Laurea in Informatica, AA

2 Il modello Entità-Relazione
Il modello Entità-Relazione (modello E-R) è un modello concettuale che fornisce una serie di costrutti per descrivere lo schema della realtà di interesse in maniera indipendente da come poi i relativi dati saranno organizzati sull’elaboratore, cioè indipendentemente dal modello logico e dal modello fisico.

3 I costrutti del modello E-R
I costrutti del modello E-R sono: Entità Attributi di Entità Relazione Attributi di Relazione Cardinalità di Relazione Identificatori Generalizzazioni

4 La cardinalità delle relazioni
Data un’entità E coinvolta in una relazione R (di grado qualsiasi), il vincolo di cardinalità esprime il numero minimo m (cardinalità minima) e il numero massimo M (cardinalità massima) di occorrenze (istanze) di R a cui un’occorrenza (istanza) di E può partecipare. Graficamente si ha: R E (m,M) ...

5 La cardinalità delle relazioni
Nel seguito si farà riferimento a relazioni di grado 2 (relazioni binarie) che coinvolgono quindi due sole entità. Un esempio che meglio chiarisce il concetto in questione è il seguente. Si consideri lo schema: Assegnazione Impiegato Progetto (1,5) (0,50) Le entità Impiegato e Progetto sono legate dalla relazione Assegnazione. Si vuole infatti modellare, per la realtà azienda, il fatto che ogni impiegato sia...

6 La cardinalità delle relazioni
…coinvolto in progetti. Un’occorrenza della relazione Assegnazione è una coppia (I, P), dove I è un’occorrenza dell’entità Impiegato e P un’occorrenza dell’entità Progetto. Cioè all’impiegato I è stato assegnato il progetto P. Il fatto che il vincolo di cardinalità per Impiegato in Assegnazione sia (1,5), significa che un’occorrenza di Impiegato può partecipare da un minimo di 1 volta ad un massimo di 5 volte ad una occorrenza di Assegnazione. In altre parole nella realtà modellata dallo schema precedente, ad un impiegato deve obbligatoriamente essere assegnato almeno un progetto ma non gli possono essere assegnati più...

7 La cardinalità delle relazioni
…di 5 progetti. Allo stesso modo possiamo dire che un’occorrenza dell’entità Progetto può partecipare da un minimo di 0 volte ad un massimo di 50 volte ad una occorrenza di Assegnazione. Quindi un progetto può anche non essere assegnato a nessun impiegato (ad esempio un progetto lanciato da poco tempo) e non può essere assegnato a più di 50 impiegati. Si considerino le seguenti istanze di Impiegato, Progetto e Assegnazione: Impiegato -> {I1, I2, I3} Progetto -> {P1, P2, P3, P4, P5} Assegnazione -> {(I1, P1),(I2, P4),(I3, P2),(I1, P4),(I1, P5),(I3, P5)}

8 La cardinalità delle relazioni
…Si può notare che: a tutti gli impiegati è assegnato almeno un progetto e non più di 5 progetti tutti i progetti sono assegnati a non più di 50 impiegati (il progetto P3 non è assegnato a nessuno) In definitiva l’insieme delle occorenze della relazione Assegnazione della slide precedente rispetta il vincolo di cardinalità evidenziato nello schema.

9 La cardinalità delle relazioni
I valori maggiormente utilizzati per la cardinalità minima sono: 0, significa che la partecipazione è opzionale 1, significa che la partecipazione è obbligatoria Nello schema: Assegnazione Impiegato Progetto (1,5) (0,50)

10 La cardinalità delle relazioni
…la partecipazione dell’entità Impiegato alla relazione Assegnazione è obbligatoria, ovvero un impiegato deve obbligatoriamente essere coinvolto in un progetto. La partecipazione dell’entità Progetto alla relazione Assegnazione è invece opzionale, ovvero un progetto può anche non essere assegnato a nessun impiegato.

11 La cardinalità delle relazioni
I valori maggiormente utilizzati per la cardinalità massima sono: 1, significa che le occorrenze dell’entità partecipano al più 1 volta alle occorrenze della relazione N, significa che le occorrenze dell’entità partecipano un qualsivoglia numero di volte alle occorrenze della relazione

12 La cardinalità delle relazioni
Si consideri ad esempio il nuovo schema: Assegnazione Impiegato Progetto (1,5) (0,N) La differenza con lo schema precedente (in cui la cardinalità massima di Progetto era 50) è che ora un’occorrenza di Progetto può partecipare ad un numero qualsiasi di occorrenze di Assegnazione (non più limitato a 50).

13 La cardinalità delle relazioni
Si consideri ora il nuovo schema: Assegnazione Impiegato Progetto (1,1) (0,N) In questo caso, rispetto allo schema precedente, si è portata a 1 la cardinalità massima di Impiegato in quanto si vuole modellare il fatto che un’occorrenza di Impiegato può partecipare ad una sola occorrenza della relazione Assegnazione. In altre parole un impiegato deve essere coinvolto obbligatoriamente in un solo progetto.

14 La cardinalità delle relazioni
...Si noti che la coppia (0, N) per le cardinalità minima e massima di un’entità in una relazione è equivalente all’assenza del vincolo di cardinalità. Nello schema precedente, infatti un progetto può essere assegnato a 0 o ad un qualsivoglia numero di impiegati.

15 Esempi di vincolo cardinalità
Si consideri il seguente schema: Residenza Persona Città (0,N) Potrebbe essere compatibile con la realtà amministrativa italiana? NO, perché non è ammesso che una persona in Italia abbia più città di residenza.

16 Esempi di vincolo cardinalità
Si consideri quest’altro schema: Residenza Persona Città (0,1) (0,N) Potrebbe essere compatibile con la realtà amministrativa italiana? SI’, se ammettiamo che non è necessario che la residenza di un impiegato sia nota (se però è nota questa è unica)

17 Esempi di vincolo cardinalità
Si consideri quest’altro schema: Residenza Persona Città (1,1) (0,N) Potrebbe essere compatibile con la realtà amministrativa italiana? SI’, se ammettiamo che è necessario che la residenza di un impiegato sia nota è unica

18 Classificazione delle relazioni binarie
Una relazione R tra due entità E1 ed E2 (grado 2) R E1 E2 (m1,M1) (m2,M2) Viene classificata, sulla base dei valori delle cardinalità massime M1 e M2, in: relazione “uno a uno” se M1= M2=1 relazione “uno a molti” se M1=1 e M2=N relazione “molti a molti” se M1=N e M2=N

19 Classificazione delle relazioni binarie
Esempi di relazioni binarie “uno a uno” Direzione Impiegato Progetto (0,1) (1,1) Docenza Professore Corso (1,1)

20 Classificazione delle relazioni binarie
Esempi di relazioni binarie “uno a molti” Nascita Studente Città (1,1) (0,N) Ubicazione Comune Provincia (1,1) (1,N)

21 Classificazione delle relazioni binarie
Esempi di relazioni binarie “molti a molti” Esame Studente Corso (0,N) Scalata Montagna Alpinista (0,N) (1,N)

22 Gli identificatori di entità
Un identificatore di entità è un insieme di proprietà che identificano univocamente le istanze dell’entità. Cioè non possono esistere due istanze dell’entità che assumono lo stesso valore per tutte le proprietà che formano l’identificatore. Nel seguito ci occuperemo solo di identificatori interni (composti solo da attributi di entità). Su ogni entità deve essere definito almeno un identificatore.

23 Gli identificatori di entità
Si consideri il seguente schema in cui l’entità Persona ha i seguenti attributi: Codice fiscale, Cognome, Nome, Residenza. Persona Cod.Fis. Cognome Nome Residenza L’identificatore per Persona può essere Codice Fiscale (unico attributo)

24 Gli identificatori di entità
Oppure il seguente schema in cui l’entità Persona ha i seguenti attributi: Cognome, Nome, Data di nascita, Residenza Persona Cognome Nome Data di nascita Residenza L’identificatore per Persona può essere (Cognome,Nome,Data di Nascita) (tre attributi)

25 Gli identificatori di entità
Oppure il seguente schema in cui l’entità Automobile ha i seguenti attributi: Targa, Modello, Colore. Automobile Targa Modello Colore L’identificatore per Automobile può essere Targa (unico attributo)

26 Gli identificatori di entità
Oppure il seguente schema in cui l’entità Persona ha i seguenti attributi: Cognome, Nome, Data di nascita, Residenza Persona Cognome Nome Data di nascita Residenza L’identificatore per Persona può essere (Cognome,Nome,Data di Nascita) (tre attributi)

27 Gli identificatori di entità
Per un’entità, l’insieme di tutti i suoi attributi costituisce banalmente un identificatore in quanto si suppone che non possano esistere due occorrenze completamente coincidenti.

28 Gli identificatori di entità
La rapresentazione grafica di un identificatore composto da un solo attributo è l’annerimento del corrispondente pallino Persona Cod.Fis. Cognome Nome Residenza

29 Gli identificatori di entità
La rapresentazione grafica di un identificatore composto da più attributi è una linea che unisce gli attributi e che termina con un pallino annerito Persona Cognome Nome Data di nascita Residenza

30 Le generalizzazioni Un’entità E più generale, rispetto ad un
unico criterio, di n entità E1, E2, …, En, è detta generalizzazione di E1, E2, …, En. Le n entità sono dunque specializzazioni di E. E è detta entità padre ed E1, E2, …, En sono dette entità figlie (o sottoentità). Ad esempio le entità Uomo e Donna sono specializzazioni dell’entità Persona che è a quindi una generalizzazione di Uomo e Donna.

31 Le generalizzazioni La rappresentazione grafica di una
generalizzazione è un arco che collega le entità figlie tra di loro e una freccia che collega l’arco all’entità padre Persona Uomo Donna

32 Le generalizzazioni Valgono le seguenti proprietà:
ogni occorrenza di un’entità figlia e anche occorrenza dell’entità padre ogni proprietà dell’entità padre (attributi, identificatori, relazioni e altre generalizzazioni) è anche proprietà delle entità figlie -> ereditarietà

33 Le generalizzazioni Persona Studente Docente
Cognome Nome Data di nascita Matricola Ogni attributo di Persona è ereditato da Studente e in più Studente ha l’attributo Matricola

34 Le generalizzazioni Una generalizzazione è:
totale se ogni occorrenza dell’entità padre è un’occorrenza di almeno una delle entità figlie, altrimenti è parziale esclusiva se ogni occorrenza dell’entità padre è al più un’occorrenza di una delle entità figlie, altrimenti è sovrapposta

35 Le generalizzazioni Esempio di generalizzazione totale ed esclusiva:
Persona Uomo Donna

36 Le generalizzazioni Esempio di generalizzazione parziale ed esclusiva:
Persona Studente Docente

37 Le generalizzazioni Esempio di generalizzazione parziale
e sovrapposta: Persona Studente Impiegato

38 Le generalizzazioni La stessa entità può essere padre in distinte
Persona Uomo Donna Studente Docente Le due generalizzazioni corrispondono a due criteri diversi di classificazione dell’occorrenze dell’entità padre Persona