Modelowanie model związków encji Wykład 3 Prowadzący: dr Paweł Drozda

Modelowanie Odwzorowanie obiektów rzeczywistych w systemie informatycznym Dwa typy modeli: Konceptualny Model związków encji Model UML Implementacyjny Relacyjny Obiektowy Obiektowo-relacyjny dr Paweł Drozda

Etapy projektowania systemu Analiza – jakie wymagania (dane, funkcjonalność) powstaje model konceptualny Projektowanie – zmiana modelu konceptualnego w model implementacyjny Implementacja Wdrożenie Utrzymanie dr Paweł Drozda

Etapy tworzenia bazy danych Zapis za pomocą modelu związków encji Model relacyjny Model w głowie Baza danych dr Paweł Drozda

Model związków encji Część rzeczywistości zapisana za pomocą encji (entities) Atrybuty – właściwości encji Powiązania w strukturze obiektów – związki pomiędzy encjami dr Paweł Drozda

Model związków encji – przykład – notacja Chena nrindeksu nazwisko nazwisko pesel zarobki Student Pracownik data Prowadzenie Egzamin Przedmiot ocena nazwa id dr Paweł Drozda

Przykład – notacja Barkera PRZEDMIOT STUDENT PRACOWNIK zdaje Id Nazwa NrIndeksu Nazwisko Pesel Nazwisko Zarobki prowadzi dr Paweł Drozda

Encja Odpowiednik klasy w modelu obiektowym Zbiór obiektów o tych samych cechach (atrybuty, własności, związki) Konkretny obiekt = wystąpienie encji dr Paweł Drozda

Encje – przykład Chen rasa nazwisko imię pesel płeć Pies Osoba Przykład wystąpienia Osoba: 76040603149, Kucka, K Osoba: 79072203350, Drozda, M Pies: Kundel, Bury Pies: Jamnik, Długi dr Paweł Drozda

Przykład Barker PIES OSOBA Rasa Pesel Imię Nazwisko Płeć Pies Osoba Rasa = Kundel Imię = Bury Osoba Pesel = 77021211111 Nazwisko = Kowalski Płeć = Kobieta dr Paweł Drozda

Reguły modelowania encji Unikalność nazw Atrybuty Związki między encjami Obiekt reprezentowany tylko przez jedną encję Nazwa – rzeczownik w liczbie pojedynczej dr Paweł Drozda

Atrybuty encji Identyfikatory – jednoznacznie opisują wystąpienie encji Naturalne – PESEL, NrDowodu, itd. Sztuczne – nrIdentyfikacyjny, idpracownika Deskryptory – pozostałe atrybuty opisujące encję Deklaracja atrybutu Nazwa Dziedzina (typ danych i max rozmiar, zbiór bądź zakres dozwolonych wartości) Opcja unikalności Wartości puste (dozwolone lub nie) dr Paweł Drozda

Rodzaje atrybutów - przykład tytuł nazwisko rok pesel zarobki Film Osoba adres gatunek telefon długość płeć dr Paweł Drozda

Przykład Barker Film OSOBA # Tytuł # Pesel # Rok * Nazwisko (#) Gatunek * Długość # Pesel * Nazwisko * Płeć * Zarobki  Adres  Telefon dr Paweł Drozda

Związki encji Opisują połączenia pomiędzy encjami Powiązane dwie lub więcej encji Przykład: uczestniczy STUDENT WYKŁAD Przewidziany dla Pytania: W ilu wykładach uczestniczy student, dla ilu studentów przewidziany jest wykład, czy wykład musi być przewidziany dla studenta, czy student musi uczestniczyć w wykładzie dr Paweł Drozda

Cechy związku Liczebność (unarny - rekursywny, binarny, tetrarny, n-arny) Istnienie (opcjonalny, obowiązkowy) Karynalność 1:1 – jeden do jednego 1:M – jeden do wielu N:M – wiele do wielu dr Paweł Drozda

Związek 1:1 - Przykład Nauczyciel Klasa Wychowawca nazwisko adres nazwa sala 1b 2c 6a Wychowawca Jan Mucha Marta Ącka Stefan Kula wychowuje KLASA NAUCZYCIEL ma wychowawcę dr Paweł Drozda

Związek 1:m - Przykład Prowadzenie Wykładowca Przedmiot Jan Mucha Marta Ącka Stefan Kula Bazy danych Analiza matematyczna Logika Prowadzenie prowadzi PRZEDMIOT WYKŁADOWCA Jest prowadzony dr Paweł Drozda

Związek m:n - Przykład Egzamin Student Przedmiot Bazy danych Analiza matematyczna Logika Egzamin Jan Mucha Marta Ącka Stefan Kula zdaje PRZEDMIOT STUDENT Jest zdawany dr Paweł Drozda

Związki wieloargumentowe (1) Możliwość definicji związku wieloargumentowego Co najmniej 3 encje są związane Mandat Kierowca Policjant Wykroczenie dr Paweł Drozda

Związki wieloargumentowe (2) Sala Pielęgniarka Operacja Lekarz Pacjent dr Paweł Drozda

Związki wieloargumentowe – notacja Berkera Gdy związek wieloargumentowy – zamienia się w encję KIEROWCA Mandat POLICJANT WYKROCZENIE dr Paweł Drozda

Rozszerzenie – poprzedni przykład Ze strony ważniak dr Paweł Drozda

Związek rekursywny Podwójne wystąpienie encji w związku Zarówno dla związków dwuargumentowych jak i wieloargumentowych rodzic Osoba dr Paweł Drozda

Typy związków - podsumowanie Sędzia Mecz Stadion Gospodarze Goście Drużyna dr Paweł Drozda

Atrybuty związków Gdy związek posiada specyficzne cechy Można stworzyć encję dla związku z atrybutami odnoszącymi się do związku dr Paweł Drozda

Atrybuty związku - przykład Sędzia liczba widzów Mecz typ meczu Stadion data Drużyna dr Paweł Drozda

Przykład – atrybuty związku Występuje Gaża FILM AKTOR Gdy związek posiada atrybuty – konieczność wprowadzenia dodatkowej encji Pojawiają się związki typu wiele Od strony związku – obowiązkowe dr Paweł Drozda

Zamiana związków wielo- argumentowych na binarne Zamiana związku na encję Każda encja związku wieloargumentowego wchodzi w związek binarny jeden do wielu z nową encją dr Paweł Drozda

Zamiana związków wielo- argumentowych na binarne -przykład Sędzia Arbiter Mecz Stadion Miejsce Gospodarze Goście Drużyna dr Paweł Drozda

Zasady projektowania Dokładność Unikanie redundancji Prostota Dobór właściwych elementów dr Paweł Drozda

Projektowanie – przykład (1) Nauczyciel cylindry powirzchnia Osoba Wychowawca telefon płeć Klasa Wychowawca dr Paweł Drozda

Projektowanie – przykład (2) Nauczyciel Klasa ? Wychowawca Nauczyciel Klasa dr Paweł Drozda

Podklasy/Nadklasy Uszczegółowienie encji Reprezentowane przez trójkąt na krawędzi łączącej encje (często z napisem isa) Podział celu wyodrębnienia podgrup o specyficznych cechach dr Paweł Drozda

Cechy hierarchizacji Podencje dziedziczą atrybuty z nadencji Każde wystąpienie podencji jest wystąpieniem nadencji i na odwrót Podencje nie mają swoich identyfikatorów – wspólny dla wszystkich jest w nadencji dr Paweł Drozda

Podklasy - przykład nazwisko nrindeksu Student isa isa stypendium czesne Zaoczny Dzienny dr Paweł Drozda

Model Berkera Specjalizacja – dzieli encje na podencje Generalizacja łączy podencje w encje dr Paweł Drozda

Przykład hierarchii Źródło: ważniak dr Paweł Drozda

Modelowanie więzów (1) Klucze Więzy jednoznaczności Przez podkreślenie nazw Jednoznacznie identyfikują wystąpienie encji Więzy jednoznaczności W danej roli może występować co najwyżej jedna wartość Opisywane w modelu przez strzałki, klucze dr Paweł Drozda

Modelowanie więzów (2) Więzy integralności referencyjnej Konieczność istnienia w bazie wskazywanego obiektu Reprezentowane przez zaokrągloną strzałkę Więzy domenowe Wartości atrybutów określonych typów, z określonego zakresu Więzy zasadnicze Arbitralnie narzucone warunki, bezwzględnie przestrzegane dr Paweł Drozda

Modelowanie więzów - przykład KLUCZE nazwisko PESEL imię nrid Osoba Pies telefon płeć rasa wiek dr Paweł Drozda

Modelowanie więzów - przykład JEDNOZNACZNOŚCI REFERENCYJNA nrpaszportu Sędzia Osoba Arbiter Mecz telefon płeć dr Paweł Drozda

Zbiory słabych encji Atrybuty klucza wybierane z innego zbioru encji Oznaczane przez podwójne linie Przyczyny Hierarchiczny układ zbiorów encji Zbiory łączące eliminujące związki wieloargumentowe dr Paweł Drozda

Zbiór słabych encji – przykład(1) NrSali Sala Znajdujesię Adres Budynek dr Paweł Drozda

Zbiór słabych encji – przykład(2) Sędzia Arbiter Mecz Stadion Miejsce Mecz Gospodarze Goście Drużyna dr Paweł Drozda

Zbiór słabych encji – przykład, notacja Berkera Występuje Gaża FILM AKTOR dr Paweł Drozda

Słabe encje - wymagania Encje (F) dostarczające klucza muszą być w związku (R) ze słabą encją (E) Związek (R) binarny jeden (F) do wielu (E) Atrybuty klucza E pochodzące z F muszą być w kluczu F Gdy F jest słabą encją – atrybut klucza E może pochodzić z innych encji powiązanych z F związkiem jeden do wielu dr Paweł Drozda

Związki encji => projekty relacyjne Encja (nie słaba) przekształcana do relacji z tą samą nazwą oraz tym samym zbiorem atrybutów nazwisko PESEL Osoba PESEL nazwisko telefon płeć Osoba telefon płeć dr Paweł Drozda

Reguły przekształcania Encja  Relacja Atrybut encji  Atrybut relacji Typ danych atrybutu encji  Typ danych atrybutu relacji Identyfikator  klucz podstawowy Obowiązkowość atrybutu  NOT NULL Opcjonalność  NULL Pozostałe ograniczenia atrybutów encji  ograniczenia integralnościowe relacji dr Paweł Drozda

Przykład dr Paweł Drozda

Przekształcanie związków 1:1 – klucz obcy w wybranej tabeli 1:M – klucz obcy w tabeli po stronie wiele N:M – nowa tabela dr Paweł Drozda

Związek binarny 1:1 Dodany klucz obcy po stronie związku obowiązkowego KLASA NAUCZYCIEL Wychowuje Id Nazwa Pesel Nazwisko Zarobki Dodany klucz obcy po stronie związku obowiązkowego dr Paweł Drozda

Związek binarny 1:1 Dodany klucz obcy po stronie mniejszej tabeli KOMPUTER PRACOWNIK Id IP Pesel Nazwisko Zarobki Uzywa Dodany klucz obcy po stronie mniejszej tabeli dr Paweł Drozda

Związek N:M encji do relacji Związki przyjmują postać relacji Klucze encji uczestniczących w związku jako atrybuty relacji Gdy związek ma własny klucz – dołączany do atrybutów relacji dr Paweł Drozda

Przykład Egzamin Student Przedmiot Egzamin idprzedmiotu nrindeksu dr Paweł Drozda

Słabe zbiory encji Relacja powstała ze słabego zbioru encji musi zawierać atrybuty tej encji oraz klucze z encji pozostających w związku wiele do jeden Gdy konieczne - przemianowanie atrybutów (np. gdy atrybut występuje podwójnie dr Paweł Drozda

Przykład (1) Sędzia Arbiter Mecz Stadion Miejsce Mecz Gospodarze Goście Drużyna dr Paweł Drozda

Przykład (2) Wynik przekształcenia Mecz nrsędziego nazwaStadionu druzyna1 druzyna2 dr Paweł Drozda

Podklasy do modelu relacyjnego Trzy możliwości: Dla każdej podencji tworzona releacja z atrybutami wspólnymi oraz ze specyficznymi Elementy wspólne w jednej tabeli, dla każdej podencji oddzielna tabela wraz z ograniczeniami referencyjnymi (klucze główne dodane do tabel stworzonych dla podencji) Stworzenie tylko jednej relacji (atrybuty mogą przyjmować null) dr Paweł Drozda

Podklasy przykład nrindeksu nazwisko Student czesne isa isa Zaoczny Dzienny stypendium Student nrindeksu nazwisko Student nrindeksu nazwisko stypendium czesne Dzienny nrindeksu stypendium Zaoczny nrindeksu czesne dr Paweł Drozda