M ODELLO E NTITÀ - R ELAZIONE l ENTITÀ E ATTRIBUTI l DOMINI l RELAZIONI l GENERALIZZAZIONI l IDENTIFICATORI l ENTITA DEBOLI l VINCOLI DI CARDINALITA

MODELLO

ENTITÀ - RELAZIONE

ENTITÀ E ATTRIBUTI

DOMINI

RELAZIONI

GENERALIZZAZIONI

IDENTIFICATORI

ENTITA’ DEBOLI

VINCOLI DI CARDINALITA’

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

MODELLO ENTITA’ - RELAZIONE

Caratteristiche


Costrutti e loro rappresentazione grafica

(n,m) (n,m)

(n,m)

( P,E )

Entità

Relazione

Attributo

Attributo composto

Cardinalità relazione

Identificatore interno

Cardinalità attributo

Identificatore esterno

Generalizzazione

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


Costrutto Entità

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 stringhe di 15 caratteri per l’attributo Nome dell’entità STUDENTE

es: gli interi compresi tra 18 e 65 per l’attributo Età dell’entità STUDENTE

La gran parte dei dati memorizzati in una base di dati è costituita dai valori degli attributi delle entità in essa rappresentate


Costrutti Attributo e Dominio

Semplice non scomponibile in componenti più elementari

Nome, Età di STUDENTE

Semplice - Composto

Scalare - Multivalore

Derivato - Memorizzato

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 }


Tipologia 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 CORSO derivato dalla relazione tra STUDENTE e CORSO

Cardinalità degli attributi specifica il numero minimo e massimo di valori

dell’attributo associati a ciascuna istanza di entità

(1,1)

STUDENTE

NomeEsami

Patente(0,23)

(0,1)


Tipologia e Cardinalità degli Attributi

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


Valori Nulli

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

Il comitato ANSI ha individuato e fissato ben 14 diversi significati di valore NULLO


Valori Nulli

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

CORSOESAMESTUDENTE

CORSOTIENEDOCENTE

CITTA'RISIEDEPERSONA


Costrutto Relazione

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 ei appartenenti 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

CORSOESAMESTUDENTE


Definizione formale di Relazione

s1

s2

s3

c1

c3

( s1 ,c1 )

( s1 ,c3 )

( s2 ,c1 )

( s3 ,c2 )

( s2 ,c2 )

c2

Livello intesionale della relazione SEGUE : descrizione del legame logico esistente tra

le entità STUDENTE e CORSO

Livello estensionale della relazione SEGUE :

insieme delle istanze della relazione: coppie ordinate formate da uno specifico STUDENTE e uno specifico CORSO

STUDENTE SEGUE CORSO


Costrutto Relazione

Grado il grado di una relazione è determinato dal

numero di entita partecipanti alla relazione

CITTA'

RISIEDE

STUDENTE

STUDIA

due relazioni binarie tra le entità STUDENTE e CITTA’

CORSOESAMESTUDENTE

DOCENTE

una relazione ternaria tra STUDENTE, DOCENTE e CORSO


Grado di una Relazione

Relazione ricorsiva una relazione si dice ricorsiva se sussiste tra

una entità e se stessa: se associa coppie di istanze appartenenti alla stessa entità

PERSONA

AMICIZIA

PERSONA

PARENTELA

Padre Figlio

ricorsiva simmetrica

ricorsiva asimmetrica

in questo caso è necessario indicare il ruolo svolto dall’entità nella relazione


Relazioni ricorsive

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

DOCENTEDataNascitaCognome

Indizzo

Nome

CITTA'

Nome

Sindaco

NumAbitanti


Identificatore 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

AULA

PARTE

EDIFICIO

Nome

ViaNumCivico

NumPosti

Nome

Attrezzata

DETTAGLIO

PARTE

ORDINE

Numero

DataTot-Importo

Descrizione

Articolo

Quantità


Identificatore esterno di Entità

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

(1,N)

CLIENTE

FIRMA

Cod-Fiscale

Indirizzo

Data

(1,N)

(1,N)

CONT.COR

(1,1)

OPERAZ

Numero

Saldo

Numero

Data

Importo

EFF.SU


Esempio di entità debole

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

DOCENTE TIENE CORSO( 1, 3 )

dal lato DOCENTE : ogni DOCENTE deve tenere almeno 1 corso , può tener al più 3 corsi

dal lato CORSO : ogni CORSO deve essere tenuto da almeno un docente, al più da due docenti

Obbligatorietà / Opzionalità cardinalità minima zero significa che la

partecipa-zione di una entità alla relazione è opzionale

cardinalità minima uno significa che la partecipa-zione di una entità alla relazione è obbligatoria


Vincoli di Cardinalità

( 1, 2 )

TIENEDOCENTE CORSO(1,1)(1,1)

D1 C1

D2

D3

D4

D5

C2

C3

C4

C5

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


Esempio di Cardinalità

TIENEDOCENTE CORSO(1,1)(0,N)

D1 C1

D2

D3

D4

D5

C2

C3

C4

C5

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



TIENEDOCENTE CORSO(0,N)(1,1)

D1 C1

D2

D3

D4

D5

C2

C3

C4

C5

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 )



TIENEDOCENTE CORSO(1,N)(1,N)

D1 C1

D2

D3

D4

D5

C2

C3

C4

C5

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



F.SCEFORN.RE PRODOTTO

PARTE

Quantità

F1

F 2

P1

P2

P3

1

2

3

4

5

A 1

A 2

A 3

Un FORNITORE fornisce :una data PARTE per un dato PRODOTTO in una data Quantità


Esempio di Relazione Ternaria

F_ AFORN.RE ARTICOLO

PARTE

F1

F 2

P2

A1

A2

A3

P3P1

Una relazione ternaria non è in generale rappresenta-bile mediante tre distinte relazioni binarie


Relazioni Ternarie e Binarie

F_P P_ A

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 ,? >) : il FORNITORE f1 fornisce

la PARTE p1 per un qualche ARTICOLO

< p1, a2 > (< ?, p1, a2>) : un qualche FORNITORE

fornisce la PARTE p1 per l’ARTICOLO a2

< f1, a2 > (< f1, ? , a2 >) : il FORNITORE f1 fornisce

una qualche PARTE per l’ ARTICOLO a2

non implicano necessariamente il fatto ( istanza della relazione ternaria ) :

< f1, p1, a2 > : il FORNITORE f1 fornisce la PARTE

p1 per l’ARTICOLO a2

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



D_C_SDOCENTE SEMESTRE

CORSO

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 C_S

D_S

ARTICOLO

A _ F

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



PARTE

FORN.RE

F_ P_ AF_ F

P_ F

Quantità

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

PERSONA

AVVOCATO INGEGNERE STUDENTE

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


Generalizzazione

una istanza di una sottoclasse è anche istanza della superclasse e rappresenta la stessa entità-reale

viceversa, non tutte le entità della superclasse sono necessariamente anche istanze di una delle sottoclassi

PERSONA

DOCENTE TECNICO STUDENTE

NomeCodFiscale

RISIEDE CITTA'

NumMatQualificaMateria

CITTA'ISCRITTO

e7e3 e4

e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7

PERSONA

DOCENTE TECNICO STUDENTE

e1 e5 e6e2


Generalizzazione

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 )

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

Vincoli sulle Generalizzazioni le generalizzazioni sono caratterizzate da due

tipi di vincoli, tra loro ortogonali :


Generalizzazione

PERSONA

UOMO

DONNA

PERSONA

UOMO DONNA

( T,E )


Esempio di Generalizzazione

Totale ed Esclusiva

PERSONA

SUDENTE LAVORATORE

( P,S )

PERSONA

LAVORATORE

STUDENTE



Parziale e Sovrapposta

PERSONA

SUDENTE DOCENTE

( P,E )

PERSONA

STUDENTE

DOCENTE



Parziale ed Esclusiva


Esempio

Descrizione del modello E-R con il modello E-R

Nome

APPARTENENZA

GENERALIZZAZIONE

COSTRUTTOBASE

COSTRUTTO

ENTITA’ RELAZIONE

( 1 ,1 )( 0 , N )

PARTECIPAZIONE

Card.Max

Nome

Card.Min

Card.MaxCard.Min

( 1 ,1 )

( 1 , N )

PADRE

FIGLIA

( 0 , N )

( 0 , N ) ( 0 , N ) ( 1 , N )

ATTRIBUTO


Esempio

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 COSTRUTTO BASE è identificato univocamente dal suo NOME

un ATTRIBUTO è identificato dal suo NOME e dal COSTRUTTO BASE 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

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