Lezione 11. database: modello entityrelationship. Proff.Valle Folgieri. Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 1

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1 Lezione 11 database: modello entityrelationship Proff.Valle Folgieri Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 1

2 Fasi di sviluppo di un database Quando si sviluppa un database si passa per tre fasi successive: Analizzare le esigenze degli utenti ed individuare i dati necessari per soddisfare tali esigenze Disegnare un modello dal database Tradurre il modello in strutture fisiche per utilizzare al meglio i dati Si suole utilizzare l architettura standard ANSI/SPARC a tre livelli per i DBMS (Database Management System) Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 2

3 Architettura standard (ANSI/SPARC) a tre livelli per DBMS Tre livelli di descrizione del database: Schema esterno:descrizione del database dal punto di vista degli utenti Schema logico:descrive la base di dati nel DBMS Schema fisico (interno):rappresentazione dello schema logico con strutture fisiche di memorizzazione Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 3

4 Architettura standard (ANSI/SPARC) a tre livelli per DBMS Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 4

5 Database, DBMS e RDBMS Un database è una collezione di oggetti, ovvero un insieme di informazioni (suoni, immagini, testi, numeri, ecc ) organizzati in modo tale da essere fruibili e aggiornabili. Un database rappresenta, in tal senso, una base di conoscenza. Il database è dunque l insieme degli oggetti collezionati, non lo strumento che serve per creare la struttura. Non confondiamo il database con il DBMS (DataBase Management System, cioè Sistema per la Gestione e Creazione di un DataBase). Es. i nostri ricordi sono una base di dati. La nostra memoria è un DBMS (in particolare è un RDBMS) I vecchi modelli di database erano principalmente reticolari o gerarchici (le denominazioni ne fanno intuire la struttura). Oggi solo i database gerarchici sono tornati di moda perché modelli semplici per strutture web. Questo tipo di database si crea mediante DBMS. I database di ultima generazione sono relazionali, cioè si basano sul concetto di relazione che vedremo nelle prossime slide. Per creare database relazionali si utilizzano gli RDBMS (Relationship Database Management System, cioè sistemi per la creazione e la gestione di database relazionali, come Access, Oracle, Informix, MySWl, ecc ) Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 5

6 Modello concettuale per DBMS relazionali Si usa il modello Entity-relationship (entità-relazione). E un modello concettuale Mette a disposizione costrutti per descrivere la realtà Semplice e indipendente dalla gestione dei dati all interno di un DBMS Si deve a P. Chen (1977) Dall analisi del caso si passa al diagramma E/R Successivamente: Traduzione del diagramma E/R in tabelle non ottimizzate Normalizzazione delle tabelle (grazie a teoria relazionale di Codd) Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 6

7 Peter Chen Nel 1976 propone la tecnica Entity- Relationship Insieme alla tecnica, ne propone una notazione grafica (che useremo nelle prossime slide), detta diagramma E/R (ERD Entity Relationship Diagram) Oggi il diagramma E/R è il più utilizzato per immediatezza e semplicità Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 7

8 Fasi del disegno di una base di dati Si procede per fasi successive, come mostrato in figura: IMPLEMENTAZIONE DEL DATABASE TRAMITE UN RDBMS Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 8

9 Elementi principali del modello E/R Il modello si basa su tre elementi principali: entità: classi di oggetti con proprietà comuni che li identificano come soggetti a sè relazione: legame (logico) tra due o più entità attributi: proprietà elementari di un entità o di una relazione Es. se dobbiamo creare un database di libri, avremo l entità libro, con attributi come anno di pubblicazione, editore, autore, ma avremo anche l entità autore, con anno di nascita e biografia. Queste due entità sono legate dalla relazione autore ha scritto libri (ogni autore ha scritto più libri) Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 9

10 Altri elementi del modello E/R Molto importanti sono i vincoli di integrità che riguardano i dati: se vi è qualche variazione negli attributi, nelle entità o nelle relazioni, queste variazioni devono rispecchiarsi in tutte le entità coinvolte nella relazione. Es. se un autore cambia nome (es. assume uno pseudonimo), non devo andare a cambiarne il nome per ogni libro, ma lo cambierò una sola vota, nell entità che lo descrive e la variazione sarà riportata automaticamente (dall RDBMS) in tutti i libri che ha scritto Abbiamo poi altri concetti importanti: Cardinalità delle Relazioni (che vedremo nel seguito) identificatori delle entità (chiavi) Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 10

11 Un esempio concreto Per comprendere il modello E/R partiamo da un esempio concreto: dobbiamo creare un database per un agente di vendita che si serve di diversi concessionari di automobili che vendono a loro volta macchine di marche diverse Avremo le entità, sottolineate (ed i corrispondenti attributi, riportati sotto ognuna): Concessionario Automobile Produttore Nome modello denominazione Indirizzo produttore indirizzo Città colore città Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 11

12 Quante entità? Perché abbiamo individuato le entità viste prima? In modo che ciascuna rappresenti una categoria a sé:non possiamo mischiare macchine e concessionari perché hanno attributi diversi! In tal modo ci garantiamo che: i dati siano integri la memoria sia occupata il meno possibile Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 12

13 Il concetto di chiave primaria Tra i vari attributi ce ne deve essere uno che identifica l entità in modo univoco. Tra gli attributi che abbiamo segnato, non ve ne sono. Aggiungiamo in grassetto le chiavi primarie, cioè quegli attributi che identificano le entità in modo unico (ovvero che ci consentano di distinguere una istanza da un altra, cioè un concessionario in particolare o proprio quell automobile o esattamente quel produttore): Concessionario Automobile Produttore P.IVA targa P.IVA Nome modello denominazione Indirizzo produttore indirizzo Città colore città Se non vi fosse un attributo che identifica un entità in modo univoco, si può aggiungere un codice identificativo inventato (es. per i prodotti di un magazzino si ha il codice di inventario, o il codice a barre) Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 13

14 Le relazioni tra le entità Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 14

15 Il concetto di relazione Le relazioni servono dunque ad evidenziare i rapporti esistenti tra le entità. In tal modo i dati (attributi) che descrivono le entità potranno essere utilizzate (inserite, aggiornate, interrogate) in modo corretto. Se le relazioni sono impostate correttamente, il database è ben disegnato. Abbiamo visto che a livello intuitivo è piuttosto semplice enunciare una relazione, descrivendola qualitativamente attraverso una frase che definisce i rapporti tra le entità coinvolte. Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 15

16 Le relazioni tra le entità Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 16

17 Il concetto di cardinalità La cardinalità quantifica i rapporti (relazioni) tra le entità. Abbiamo tre casi di cardinalità: 1 a 1: a un occorrenza di un entità corrisponde una sola occorrenza di un altra entità Un poliziotto specifico (Mario) ha un solo grado (tenente) 1 a molti: a una occorrenza di un entità corrispondono più occorrenze di un altra entità, ma non viceversa Es. un concessionario vende più macchine, ma non si può dire che una macchina specifica (fiat uno, rossa, targa 1234) sia venduta da più concessionari! Molti a molti: ad un occorrenza di un entità corrispondono più occorrenze di un altra entità e viceversa Es. un concessionario ha a che fare con molti produttori e viceversa un produttore tratta con più concessionari Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 17

18 Lo schema E/R Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 18

19 Lo schema E/R (ERD Chen) Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 19

20 Riassumendo In un modello entity-relationship si considerano: Entità Attributi Relazioni Le relazioni sono espresse: qualitativamente, attraverso il loro significato (rapporto tra le entità) quantitativamente: quante istanze (cioè entità specifiche) di ciascuna entità sono coinvolte nella relazione Per identificare in modo univoco un entità, occorre individuarne la chiave primaria (attributo univoco) Per collegare tra loro le entità occorre riportare, ove opportuno, un attributo come chiave esterna NOTA: un entità può essere coinvolta in più relazioni! Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 20

21 Traduzione del modello E/R in struttura fisica del database Si utilizza un RDBMS Le entità diventano le tabelle Gli attributi diventano i campi (colonne) delle tabelle Le relazioni sono indicate tramite linee che collegano le chiavi (primarie ed esterne) Vedremo un esempio con Microsoft Access, che serve per inserire, aggiornare ed accedere ai dati (interrogarli) presenti in un database. Non ci soffermeremo, invece sulla normalizzazione (processo cui abbiamo accennato all inizio, solo nominandolo, che consiste nel creare una base di dati senza dati inutili, ripetuti o ridondanti, perché è un concetto più complesso che implica formulazioni matematiche rigorose. Lez11 Trattamento dati. Database: modello entity-relationship 21