M ODELLO E NTITÀ - R ELAZIONE

1. MODELLO ENTITÀ - RELAZIONE • ENTITÀ E ATTRIBUTI • DOMINI • RELAZIONI • GENERALIZZAZIONI • IDENTIFICATORI • ENTITA’ DEBOLI • VINCOLI DI CARDINALITA’

2. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONECaratteristiche • Modello ad alto livello di astrazione, per la rappresentazione concettuale dei dati • Proposto da P.P. Chen, anni ‘76 • Intuitivo, facile da comprendere, molto diffuso ed utilizzato per la progettazione di basi di dati • Usato per la progettazione concettuale dei dati, produzione di schemi Entità-Relazione • Usato come linguaggio di comunicazione tra il progettista informatico e l’utente del sistema • Fornisce una serie di costrutti e vincoli • atti a descrivere la realtà di interesse in modo semplice e naturale, • con astrazione dalla particolare organizzazione logica e fisica dei dati richiesta dal DBMS

3. Entità Relazione Attributo Attributo composto (n,m) (n,m) Cardinalità relazione Cardinalità attributo (n,m) Identificatore interno Identificatore esterno ( P,E ) Generalizzazione MODELLO ENTITA’ - RELAZIONECostrutti e loro rappresentazione grafica

4. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONECostrutto Entità • Entità come istanza( Entity ) rappresenta un oggetto della realtà che, ai fini dell’applicazione di interesse, • ha una propria identità : • è distinguibile da altri oggetti indipendentemente dai valori dei propri attributi • ha una esistenza fisica, es: PERSONA, AULA • oppure • ha una esistenza concettuale, es: ESAME, CORSO • Entità come tipo( Entity Type ) • esprime il l’idea astratta dell’oggetto che si vuol rappresentare e che viene descritto dal Nome e dagli Attributi , aspetto intensionale della rappresentazione • Entità come classe( Entity Set ) • insieme delle entità, istanze, dello stesso tipo, aspetto estensionale della rappresentazione

5. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONECostrutti Attributo e Dominio • Attributi descrivono proprietà elementari di Entità e Relazioni di interesse ai fini dell’applicazione • es: Nome, Età, Indirizzo di STUDENTE • Domini • ogni attributo associa a ciascuna istanza di entità, o di relazione, un valore appartenente ad un insieme predefinito di valori ammissibili, detto dominio dell’attributo • es: l’insieme delle stringhedi 15 caratteri • per l’attributo Nomedell’entitàSTUDENTE • es: gli intericompresi tra 18 e 65 • per l’attributo Etàdell’entitàSTUDENTE • La gran parte dei dati memorizzati in una base di dati è costituita dai valori degli attributi delle entità in essa rappresentate

6. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONETipologia degli Attributi Semplice - Composto Scalare - Multivalore Derivato - Memorizzato • Semplice • non scomponibile in componenti più elementari • Nome, Età diSTUDENTE • Composto • costituito da più componenti ciascuna rappresentabile con un attributo semplice avente un significato proprio ed indipendente • Data formata da Giorno,Mese,Anno • Indirizzo formato da Numero,Via,Città • Multivalore • associa ad ogni istanza di una entità un insieme di valori • NumTel di PERSONA con più numeri di telefono • { tel-casa, tel-ufficio, . . . } • Autore di LIBRO con più autori • { Elmasri, Navathe }

7. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONETipologia e Cardinalità degli Attributi • Memorizzato • attributo i cui valori sono presenti, effettivamente memorizzati, nella base di dati • Derivato • attributo i cui valori, non presenti nella base di dati, sono calcolati a partire da valori di attributi memorizzati • Età derivato da Data-Nascita • Numero-Studenti di un CORSOderivato • dalla relazione tra STUDENTE eCORSO • Cardinalità degli attributi • specifica il numero minimo e massimo di valori dell’attributo associati a ciascuna istanza di entità

8. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEValori Nulli • Valore Nullo • è un particolare valore polimorfo (appartiene a più Tipi ) che indica assenza di informazione • Può significare • che all’attributo non è possibile assegnare un valore • Cognome da nubile di IMPIEGATO maschio • che, per il momento, non si conosce il valore da assegnare all’attributo • Matricola di STUDENTE trasferito • che non si sa se è possibile o meno applicare • un valore : non si sa se il valore esiste o, in caso affermativo, non lo si conosce

9. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEValori Nulli • Il comitato ANSIha individuato e fissato ben 14 diversi significati di valore NULLO 1. Non Applicabile 2. Applicabile, al momento Ignoto 3. Esistente, ma Riservato 4. Esistente, Non Disponibile . . . . . . . . . . . . . 8. Disponibile, in Aggiornamento 9. Disponibile, di Validità Incerta 10. Disponibile, Non Valido . . . . . . . . . . . . . 14. Derivato da Valori Nulli

10. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONECostrutto Relazione • Relazione • definisce una corrispondenza tra le istanze di due o più entità • rappresenta un legame, significativo per l’applicazione, tra due o più entità • modella fatti significativi della realtà che mettono in relazione le istanze di due o più entità

11. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEDefinizione formale diRelazione • Definizione • una relazione R è un sottoinsieme del prodotto cartesiano delle entità, insiemi Ei , partecipanti alla relazione: • Istanza • una istanza della relazione R è una ennupla ordinata di istanze eiappartenenti alle Entità (insiemi) Ei coinvolte nella relazione • Dalla definizione di relazione del modello E-R consegue che una relazione non ammette ennuple ripetute • Ad esempio, la relazione ESAME non è in grado di descrivere il fatto che un certo studente ha ripetuto più volte lo stesso esame

12. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONE Costrutto Relazione STUDENTE SEGUE CORSO • Livello intesionale della relazione SEGUE: • descrizione del legame logico esistente tra le entità STUDENTEe CORSO ( s ,c ) 1 1 s c 1 ( s ,c ) 1 1 3 s c ( s ,c ) 2 2 2 1 s c 3 ( s ,c ) 3 3 2 ( s ,c ) 2 2 • Livello estensionale della relazione SEGUE : • insieme delle istanze della relazione: coppie ordinate formate da uno specifico STUDENTE e uno specifico CORSO

13. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONE Grado di una Relazione • Grado • il grado di una relazione è determinato dal numero di entita partecipanti alla relazione STUDIA CITTA' STUDENTE RISIEDE • due relazioni binarie tra le entitàSTUDENTE e CITTA’ ESAME STUDENTE CORSO DOCENTE • una relazione ternaria tra STUDENTE, DOCENTE e CORSO

14. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONERelazioni ricorsive • Relazione ricorsiva • una relazione si dice ricorsiva se sussiste tra una entità e se stessa: se associa coppie di istanze appartenenti alla stessa entità AMICIZIA PERSONA ricorsiva simmetrica PARENTELA PERSONA Padre Figlio ricorsiva asimmetrica • in questo caso è necessario indicare il ruolo svolto dall’entità nella relazione

15. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEIdentificatore di Entità • Identificatore • di una entità specifica l’attributo(i) e/o le entità che permettono di identificare in maniera univoca ciascuna singola istanza dell’entità • Identificatore interno • se è costituito da uno o più attributi della entità stessa; per l’identificazione delle istanze non sono necessari attributi e/o entità esterne

16. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEIdentificatore esterno di Entità • Identificatore esterno (entità debole) • quando gli attributi di una entità, detta entità debole, non sono sufficienti ad identificare le sue istanze; • per l’identificazione delle istanze è necessario ricorrere ad una o più altre entità, dette entità forti • la relazione tra entità debole ed entità forte e sempre una relazione binaria, con cardinalità(1,1) dal lato dell’entità debole • una identificazione esterna può coinvolgere entità a loro volta identificache esternamente, purchè non si formino dei cicli di identificazione

17. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di entità debole • Una operazione bancaria di versamento/prelievo su/da un conto corrente NON può avere una esistenza autonoma : l’operazione deve essere rifarita al conto corrente su cui veine effettuata Nome CLIENTE Indirizzo Cod-Fiscale (1,N) FIRMA Data (1,N) Numero CONT.COR Saldo (1,N) EFF.SU (1,1) Numero Data OPERAZ Importo

18. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEVincoli di Cardinalità • Cardinalità delle relazioni • sono specificati per ogni entità partecipante ad una relazione • indicano il numero minimo e massimo di istanze della relazione a cui le istanze delle entità coinvolte possono partecipare • modellano particolari situazioni della realtà ( 1, 3 ) ( 1, 2 ) TIENE DOCENTE CORSO • dal lato DOCENTE : ogni DOCENTEdeve tenere almeno 1 corso ,può tener al più 3 corsi • dal lato CORSO : ogni CORSOdeve essere tenuto da almeno un docente, al più da due docenti • Obbligatorietà / Opzionalità • cardinalità minimazero significa che la partecipa-zione di una entità alla relazione è opzionale • cardinalità minimauno significa che la partecipa-zione di una entità alla relazione è obbligatoria

19. (1,1) (1,1) TIENE CORSO DOCENTE D C 1 1 D C 2 2 D C 3 3 D C 4 4 D C 5 5 MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Cardinalità • Corrispondenza uno-a-uno(1 :1) • obbligata ( totale ) dal lato DOCENTE • obbligata ( totale ) dal lato CORSO • Situazione ipotizzata: • ogni DOCENTE deve tenere un solo CORSO • ogni CORSO è tenuto da un solo DOCENTE

20. (0,N) (1,1) TIENE CORSO DOCENTE D C 1 1 D C 2 2 D C 3 3 D C 4 4 D C 5 5 MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Cardinalità • Corrispondenza uno-a-molti(1:N) • opzionale ( parziale ) dal lato DOCENTE • obbligata ( totale ) dal lato CORSO • Situazione ipotizzata: • un DOCENTE può tenere nessuno o più CORSI • un CORSO deve essere tenuto da un solo DOCENTE

21. (1,1) (0,N) TIENE CORSO DOCENTE D C 1 1 D C 2 2 D C 3 3 D C 4 4 D C 5 5 MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Cardinalità • Corrispondenza molti-a-uno( N:1 ) • obbligata ( totale ) dal lato DOCENTE • parziale ( opzionale ) dal lato CORSO • Situazione ipotizzata: • ogni DOCENTE deve tenere un solo corso CORSO • un CORSO può essere tenuto da più DOCENTI o da nessun docente ( alcuni corsi non sono attivati )

22. (1,N) (1,N) TIENE CORSO DOCENTE D C 1 1 D C 2 2 D C 3 3 D C 4 4 D C 5 5 MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Cardinalità • Corrispondenza molti-a-molti ( N:M ) • obbigata ( totale ) dal lato DOCENTE • obbligata ( totale ) dal lato CORSO • Situazione ipotizzata: • ogni DOCENTE deve tenere almeno un CORSO • ogni CORSO è tenuto da almeno un DOCENTE

23. 1 F 1 2 A F 1 2 3 A 2 4 P 1 A 3 P 5 2 P 3 MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Relazione Ternaria • Un FORNITORE fornisce : • una data PARTE • per un dato PRODOTTO • in una data Quantità Quantità FORN.RE F.SCE PRODOTTO PARTE

24. F 1 A F 1 2 A 2 A 3 P P P 1 2 3 MODELLO ENTITA’ - RELAZIONERelazioni Ternarie e Binarie • Una relazione ternaria non è in generale rappresenta-bile mediante tre distinte relazioni binarie FORN.RE F_ A ARTICOLO PARTE F_P P_ A

25. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONERelazioni Ternarie e Binarie • Una relazione ternaria non è in generale rappre-sentabile mediante tre relazioni binarie • I tre fatti ( istanze delle tre relazioni binarie ) : • < f1, p1>(< f1, p1,?>):ilFORNITOREf1fornisce la PARTEp1 per un qualche ARTICOLO • < p1, a2> (< ?, p1, a2>) :un qualche FORNITOREfornisce la PARTEp1per l’ARTICOLOa2 • < f1, a2>(< f1, ?, a2>) :il FORNITOREf1fornisce una qualche PARTE per l’ ARTICOLOa2 • non implicano necessariamente il fatto ( istanza della relazione ternaria ) : • < f1, p1, a2>:il FORNITOREf1fornisce la PARTEp1per l’ARTICOLOa2 • mentre vale l’implicazione inversa • le tre distinte relazioni binarie non ci dicono: quale fornitore quale parte ha fornito per un dato articolo • la relazione ternaria contiene più informazione delle tre relazioni binarie con cui si pensa poterla rappre-sentare o sostituirla

26. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONERelazioni Ternarie e Binarie D_S • Le tre distinte relazioni binarie non dicono ciò che dice la relazione ternaria: • in quale semestre un determinato docente tiene un dato corso D_C_S DOCENTE SEMESTRE D_C CORSO C_S

27. FORN.RE ARTICOLO Quantità A _ F F_ P_ A F_ F P_ F PARTE MODELLO ENTITA’ - RELAZIONERelazioni Ternarie e Binarie • Come rappresentare una relazione ternaria mediante tre distinte relazioni binarie • la relazione ternaria può essere rappresentata con : • una entita debole senza identificatore interno • più tre relazioni binarie identificanti • una istanza dell’entità debole (rappresentante una istanza della relazione ternaria ) è identificata dalla combinazione delle istanze delle tre entità dominanti

28. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEGeneralizzazione • Generalizzazione - è un meccanismo di astrazione che consente di specificare una classe ( superclasse ) come generalizzazione di altre classi ( sottoclassi ) considerando le proprità (attributi e relazioni ) che esse hanno in comune • l’insieme delle entità PERSONA è costituito da sottogruppi ( ovvacati, ingegneri, studenti ) : • che sono significativi ai fini dell’applicazione • e che, perciò, debbono essere rappresentati in modo esplicito • tra l’entità padre e le entità figlie esiste una relazione del genere tipo-sottotipo, detta relazione ISA : • uno STUDENTE è-una PERSONA • Studente ha tutte le caratteristiche di Persona più altre caratteristiche che lo specializzano in quanto studente

29. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEGeneralizzazione • una istanza di una sottoclasse è anche istanza della superclasse e rappresenta la stessaentità-reale • viceversa, non tutte le entità della superclasse sono necessariamente anche istanze di una delle sottoclassi

30. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEGeneralizzazione • Ereditarietà • una entità che è istanza di una sottoclasse eredita tutte le proprietà ( attributi e relazioni ) della superclasse • Motivazione all’uso di gerarchie di generalizzazione nel modellare i dati • il motivo principale che rende opportuno e necessario l’uso di superclassi e sottoclassi è che certi attributi sono applicabili ad alcune ma non a tutte le istanze di una entità ( della superclasse ) • Vincoli sulle Generalizzazioni • le generalizzazioni sono caratterizzate da due tipi di vincoli, tra loro ortogonali : • totale - se ogni istanza della superclasse è istanza di almeno una delle sottoclassi, • parziale - altrimenti • esclusiva - se ogni istanza della superclasse è istanza di al più una sola delle sottoclassi, • sovrapposta - altrimenti

31. PERSONA ( T,E ) UOMO DONNA MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Generalizzazione Totale ed Esclusiva

32. PERSONA ( P,S ) LAVORATORE SUDENTE MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Generalizzazione Parziale e Sovrapposta

33. PERSONA ( P,E ) DOCENTE SUDENTE MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio di Generalizzazione Parziale ed Esclusiva

34. COSTRUTTO Card.Max Card.Min Nome Nome GENERALIZZA ZIONE COSTRUTTO BASE ATTRIBUTO (1,1) (0,N) (1,1) PADRE APPARTENENZA (0,N) ENTITA’ RELAZIONE (1,N) (0,N) (0,N) (1,N) FIGLIA PARTECIPAZIONE Card.Min Card.Max MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio Descrizione del modello E-R con il modello E-R

35. MODELLO ENTITA’ - RELAZIONEEsempio Descrizione del modello E-R con il modello E-R • Lettura dello schema : • una ENTITA’ può partecipare a zero o a più RELAZIONI e una REALZIONE può coinvolgere una (nel caso di relazione ricorsiva) o più ENTITA’ • la partecipazione di una entità ad una relazione ha una CARDINALITA’ minima e massima • un ATTRIBUTO ha un nome, una cardinalità minima e massima, ed è associato ad un concetto base • una GENERALIZZAZIONE ha una sola entità PADRE e una o più entità FIGLIE • una ENTITA può essere PADRE e FIGLIA di diverse generalizzazioni, o anche di nessuna • un COSTRUTTOBASE è identificato univocamente dal suo NOME • un ATTRIBUTO è identificato dal suo NOME e dal COSTRUTTOBASE a cui è associato • nello schema i vincoli di CARDINALITA’ delle relazioni sono stati rappresentati come attributi • non tutte le caratteristiche del modello E-R sono state rappresentate nello schema