Κεφάλαιο 2 MONTEΛΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΑΣΕΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.58
ΣΥΝΟΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ ΜΟΝΤΕΛΑ και ΜΟΝΤΕΛΛΟΠΟΙΗΣΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΑΣΕΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΟΝΤΟΤΗΤΩΝ ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΩΝ (Entity Relationship) Επέκταση του Μοντέλου Παραδείγµατα ΑΛΛΑ ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ ΑΝΑΦΟΡΑ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΚΛΑΣΣΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Ε ΟΜΕΝΩΝ: Ιεραρχικό, ικτύου (DBTG Network), και Σχεσιακό (Relational) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.59
ΜΟΝΤΕΛΑ Εισαγωγικά για Μοντελοποίηση - ΤΥΠΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ - ΜΟΝΤΕΛΟ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΥ ΚΟΣΜΟΥ - ιαισθητικό Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.60
Εργαλεία για Μοντελοποίηση ΦΥΣΙΚΗΓΛΩΣΣΑ (Ελληνικά, Αγγλικά, Κινέζικα, κλπ.) ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ (ποσότητα, ΛΟΓΙΚΗ (αιτίαση, επαγωγή, συνεπαγωγή, κλπ.) ΦΥΣΙΚΗ / ΧΗΜΕΙΑ (µοριακήδοµή, ενέργεια, κλπ.) Αιτιολογία: - Καταγραφή Πληροφορίας - Εξήγηση Συµπεριφοράς - Πρόβλεψη Συµπεριφοράς - Προσοµοίωση - Απόκρυψη Λεπτοµερειών / Αφαίρεση Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.61
Εργαλεία Μοντέλων εδοµένων - Από το «περισσότερο» στο «λιγότερο», αφαιρετικά: ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΣ ΚΟΣΜΟΣ => => Ε ΟΜΕΝΑ => => ΜΟΝΤΕΛΟ - Πέραν της καταγραφής των δεδοµένων, χρειάζεται να: ΟΡΓΑΝΩΣΟΥΜΕ ---ΕΡΜΗΝΕΥΣΟΥΜΕ --- ΙΑΣΥΝ ΕΣΟΥΜΕ τα δεδοµένα Ένα ΜΟΝΤΕΛΟ Ε ΟΜΕΝΩΝ είναι ένα εργαλείο που επιτρέπει αυτή την ΑΦΑΙΡΕΣΗ (ανεξαρτήτως των συγκεκριµένων δεδοµένων) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.62
Ερωτήσεις κατά την Μοντελοποίηση εδοµένων - Πως πρέπει να µοντελοποιήσουµε αυτό τον µικρόκοσµο? - Ποιες είναι οι βασικές συνιστώσες (components)? - Τι γνωρίζουµε για αυτές? - Πως πρέπει να οργανωθούν? - Πως συσχετίζονται? - Ποιες πληροφορίες έχουν ενδιαφέρον? - Ποιες πληροφορίες είναι άσχετες? - Σε ποιόν? - Γιαποιοσκοπό? - Πόσο συχνά? - Κάτωαπόποιες συνθήκες?... Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.63
Μοντέλα εδοµένων -- --Οργάνωση - Ένα ΜΟΝΤΕΛΟ Ε ΟΜΕΝΩΝ έχει τρεις βασικές συνιστώσες: ΟΜΕΣ (Structures) ΠΡΑΞΕΙΣ (Operations) ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ (Constraints) Κάθε συνιστώσα εξετάζεται στην συνέχεια µε παραδείγµατα (και) από Μαθηµατικά Μοντέλα Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.64
Οργάνωση Μοντέλου (α) (A) ΟΜΕΣ -Αντικείµενα (αφαιρετικά) - objects - Γενίκευση στα χαρακτηριστικά Παράδειγµα: Μια δοµή στα Μαθηµατικά: ΣΥΝΟΛΑ Picasso S1 Miro το σύνολο των καλλιτεχνών El Greco Gonzales S2 Picasso Thubithareta το σύνολο των Ισπανών Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.65
Οργάνωση Μοντέλου (β) (B) ΠΡΑΞΕΙΣ - χειρισµός των δοµών - δηµιουργία ΝΕΩΝ δοµών από ΠΑΛΑΙΕΣ - αλλαγή του µοντέλου από στατικό σε δυναµικό Παράδειγµα: Πράξη σε ΣΥΝΟΛΑ -- ΤΟΜΗ S1 S2 S3 το σύνολο των Ισπανών καλλιτεχνών Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.66
Οργάνωση Μοντέλου (γ) (C) ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ - Ιδιότητες που οι οµές του Μοντέλου πρέπει να ΙΚΑΝΟΠΟΙΟΥΝ Παραδείγµατα: όλοι οι καλλιτέχνες έχουν ηµεροµηνία θανάτου που ΕΠΕΤΑΙ της ηµεροµηνίας γέννησής των κανένας υπάλληλος στο µουσείο δεν έχει µισθό µεγαλύτερο του ιευθυντή ο ιευθυντής της Τράπεζας πρέπει να είναι τραπεζικός υπάλληλος Υπάρχουν 3 ειδώνδοµικοίπεριορισµοί: Έµφυτοι (INHERENT), Ρητοί (EXPLICIT), Συνεπαγόµενοι (IMPLICIT). Οι δοµικοί περιορισµοί είναι το εργαλείο που επιτρέπει να εκφράζονται και να παρίστανται στην βάση δεδοµένων οι κανόνες της επιχείρησης Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.67
Χρήση του Μοντέλου για Ανάπτυξη Β Από τον Μικρόκοσµο Real World Στο Μοντέλο εδοµένων Data Model Στην Βάση εδοµένων Database Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.68
Ανάπτυξη Βάσεων εδοµένων Η διαδικασία της ανάπτυξης Β Μια µακρά και επίπονη διαδικασία µετατροπής της ΓΝΩΣΗΣ ενός πραγµατικού µικρόκοσµου σε µια ΒΑΣΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ που θα την διαχειρίζεται ένα DBMS Για εννοιολογική διευκόλυνση της όλης διαδικασίας, αυτή διακρίνεταισεσυνεχόµενεςαυτοτελείςδιαδικασίες (ΦΑΣΕΙΣ), κάθε µια των οποίων δηµιουργεί ενδιάµεσες περιγραφές. ΣυλλογήΑπαιτήσεωνκαιΑνάλυση (Requirements Collection and Analysis),ΕννοιολογικόςΣχεδιασµόςΒάσης(Conceptual Database Design),ΛογικόςΣχεδιασµόςΒάσης (Logical Database Design), Φυσικός Σχεδιασµός Βάσης (Physical Database Design) Πλήρωση της Βάσης µε εδοµένα (Database Loading) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.69
Πλήρης ιαδικασία Ανάπτυξης Β Ανεξάρτητα του DBMS Εξαρτώµενο του επιλεγµένου DBMS. Μικρόκοσµος (π.χ., µε Σχεσιακό Μοντέλο) Λογικό Μοντέλο -- Σχήµατα / Όψεις Απαιτήσεις Β Εννοιολογικό Μοντέλο (Σχήµα) Συλλογή Απαιτήσεων και Ανάλυση Εννοιολογικός Σχεδιασµός Βάσης (π.χ., µε E-R Model) E-R ιάγραµµα Λογικός Σχεδιασµός Βάσης Βάση εδοµένων Φυσικός Σχεδιασµός Βάσης Φυσικό Μοντέλο Εσωτερικό Σχήµα Πλήρωση Βάσης Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.70
ιαδικασία Ανάπτυξης Β (1) Συλλογή Απαιτήσεων και Ανάλυση ΗπρώτηφάσηανάπτυξηςτηςΒ είναιαπαραίτητηγιατην «εξόρυξη» των απαιτήσεων για την Βάση από περιγραφές του πραγµατικού µικρόκοσµου. Περιγραφές Μικρόκοσµου Απαιτήσεις της Βάσης Η διαδικασία είναι «δύσκολη» (εννοιολογικά) και απαιτεί εµπειρία και επιχειρηµατική γνώση (συνήθως στηρίζεται σε συνεντεύξεις, ασαφείς και ηµιτελείς περιγραφές, κλπ.) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.71
Ενδεικτικό Παράδειγµα: Β για Εταιρεία (1) Απαιτήσεις της Βάσης για κάποια Εταιρεία Μια εταιρεία οργανώνεται σε Τµήµατα (DEPARTMENTS.) Κάθε τµήµα έχει όνοµα (name), αριθµό (number), και κάποιον υπάλληλο που είναι επικεφαλής (MANAGES) του τµήµατος. Μας ενδιαφέρει η ηµεροµηνία έναρξης της θητείας του µάνατζερ (start date). Ένατµήµακατανέµεταισεδιάφορες τοποθεσίες (locations). Κάθετµήµαελέγχειέναναριθµόαπόέργα( PROJECTS), όπουκάθεέργοέχειόνοµα (name), αριθµό (number ) και εκτελείται σε µια προκαθορισµένη τοποθεσία (located). Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.72
Ενδεικτικό Παράδειγµα: Β για Εταιρεία (2) Αναφορικά µε Υπαλλήλους (EMPLOYEE), κρατάµε τον αριθµό κοινωνικής ασφάλισης (social security number), διεύθυνση (address), µισθό (salary), φύλλο (sex) και ηµεροµηνία γέννησης (birth date.) Κάθε Υπάλληλος εργάζεται (WORKS FOR) σε ένα τµήµα, αλλά µπορεί να εργάζεται (WORK ON)γιαπολλάέργα. Επίσης, κρατάµετιςώρες / εβδοµάδα (number of hours)πουέναςυπάλληλοςεργάζεταισεέναέργο, όπως και τον / την άµεσο προϊστάµενο (direct supervisor.) Κάθε υπάλληλος µπορεί να έχει µια σειρά από εξαρτώµενα άτοµα (DEPENDENTS) Για κάθε έναν, κρατάµε όνοµα (name), ηµεροµηνία γέννησης (birth date), φύλλο (sex) και σχέση (relationship) µε τον υπάλληλο. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.73
ιαδικασία Ανάπτυξης Β (2): Σχεδιασµός Η διαδικασία συνεχίζεται µε τους ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥΣ Σχεδιασµός είναι η διαδικασία δηµιουργίας του ΣΧΗΜΑΤΟΣ (schema) της Βάσης εδοµένων χρησιµοποιώντας ένα επιλεγµένο Μοντέλο (σε κάποιο επίπεδο της όλης διαδικασίας) Υπάρχουν 3 αυτοτελείς σχεδιασµοί που δηµιουργούν Σχήµατα (Περιγραφές) τηςβάσης. Εννοιολογικός Σχεδιασµός (Conceptual Data Model) ΛογικόςΣχεδιασµός Φυσικός Σχεδιασµός (Conceptual and External Schemas - Views) (Internal Schema) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.74
ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ : ηµιουργώντας ένα ιαισθητικό Μοντέλο ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ (Conceptual Model) Προσπάθεια για ξεκαθάρισµα των εννοιών Εύρεση και καταγραφή των Οντοτήτων της βάσης, των µεταξύ τους Συσχετίσεων καθώς και των Εννοιολογικών Κανόνων (semantic rules) που πρέπει να ικανοποιούν ΣΤΟΧΟΣ: Μια αφαιρετική, αλλά πλήρης περιγραφή του τµήµατος του µικρόκοσµούπουθααναπαρασταθείστηνβάσηδεδοµένων. Αυτή η περιγραφή γίνεται µε τη χρήση µιας ηµι-τυπικής (pseudoformal) σηµειογραφίας / συµβολισµού (notation). Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.75
ΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ : ηµιουργώντας τα Εξωτερικά και Λογικά (Εννοιολογικά) Σχήµατα ΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΒΑΣΗΣ Η διαδικασία µετατροπής ενός εννοιολογικού µοντέλου (διαισθητικής περιγραφής) σε ΤΥΠΙΚΑ ΣΧΗΜΑΤΑ εκφρασµένα στο επιλεγέν (υποστηριζόµενο από το DBMS) µοντέλο δεδοµένο (π.χ., Σχεσιακό Μοντέλο) Τα σχήµατα (εξωτερικά, λογικό) µαζί µε την DML προσδιορίζουν τα προγράµµατα της εφαρµογής. Μερικά Σχήµατα, αν είναι καλά σχεδιασµένα, κάνουν τις ερωταποκρίσεις ευκολότερες. Μερικά Σχήµατα, αν είναι κατάλληλα σχεδιασµένα, αποφεύγουν τουςπλεονασµούς, ταπροβλήµατασεαλλαγέςτωνδεδοµένων, κλπ. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.76
ΦΥΣΙΚΟΣΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ : ηµιουργώντας το Εσωτερικό // Φυσικό Σχήµα ΦΥΣΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΒΑΣΗΣ Ηδιαδικασίαπροδιαγραφώντωνδοµώνµνήµης (αρχείων) που υλοποιούν τον λογικό σχεδιασµό και των οργανώσεων αυτών, καθώςκαιτωνδοµώνευρετηρίων (access methods) που αποτελούν το εσωτερικό σχήµα. ΣΤΟΧΟΙ: Απόδοση Απόδοση - Απόδοση Υποστήριξη του Βελτιστοποιητή Συστήµατος Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.77
ιαδικασία Ανάπτυξης Β (3): Πλήρωση της Βάσης µε εδοµένα Η τελική φάση είναι η διαδικασία DATABASE LOADING Απλά Αρχεία Φυσικό Σχήµα Βάση εδοµένων Υπάρχουν, κατά κανόνα σε όλα τα µεγάλα DBMS, βοηθητικά προγράµµατα για ΜΑΖΙΚΗ ΠΛΗΡΩΣΗ (BULK LOADING) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.78
Αυτοµατοποίηση της Όλης ιαδικασίας ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΓΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΑΣΕΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ Είναι δύσκολη να αυτοµατοποιηθούν οι πρώτες Φάσεις της διαδικασίας ανάπτυξης, αλλά για τις επόµενες φάσεις υπάρχουν πολλά και καλά υπολογιστικά εργαλεία που υποστηρίζουν αποτελεσµατικά τον σχεδιαστή της Β. Για παράδειγµα, εργαλεία που δηµιουργούν Λογικά Σχήµατα (κατά κανόνα στο Σχεσιακό Μοντέλο) από ένα Εννοιολογικό Μοντέλο (κατά κανόνα E-R) π.χ.., AD/VANCE, Blue/60, Colonel, ER-Designer, Lydia, IDEF/Leverage, MastER PLus, RIDL, Silverun, Oracle Designer / Developer, κλπ. Μερικά από αυτά δηµιουργούν και αξιολογούν το αντίστοιχο Φυσικό Σχήµα (π.χ., σε θέµατα πληρότητας και συµβατότητας) ή δηµιουργούν καταλόγους συστήµατος / λεξικά. ΥπάρχουνκαιΠΛΗΡΗπεριβάλλονταανάπτυξης (CASE) π.χ., IEW, IEF, Excelerator, CASE Product, Foundation, κλπ. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.79
Το ΤοΚλασσικό Μοντέλο Εννοιολογικού Σχεδιασµού: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων (Entity-Relationship) Το E-R µοντέλο ήταν ο «νικητής» µεταξύ αρκετών υποψηφίων (την δεκαετία του 80) και έγινε αποδεκτό από τους ερευνητές και την αγορά για την ΑΠΛΟΤΗΤΑ (simplicity), ΣΑΦΗΝΕΙΑ (clarity)καιγραφικο ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟ (graphical notation.) πουέχει. Το E-R µοντέλο είναι ένα µάλλον διαισθητικό µοντέλο που επιδιώκει να προσδιορίσει αφαιρετικά τις πληροφορίες που µια Β αποθηκεύει και οργανώνει. Όλαταάλλαµοντέλαδεδοµένωνµπορούννακριθούνσε σχέση µε αυτά που προσφέρει το E-R µοντέλο Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.80
E-R Μοντέλο: ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ ΟΜΕΣ Υπάρχουν δυο εννοιολογικές βασικές έννοιες:» Οντότητες Συγκεκριµένααντικείµεναπουυπάρχουν (ήπιστεύεταιότιυπάρχουν) και µπορούν να αναπαρασταθούν στην Β π.χ., ο ΥΠΑΛΛΗΛΟΣ Μαρία, στο ΤΜΗΜΑ Λογιστήριο,το ΠΡΟΙΟΝ Βίδες, ηομα Α Ολυµπιακός,...» Συσχετίσεις / Σχέσεις Είναι επίσης (ειδικά) αντικείµενα που αντιστοιχούν δύο ή περισσότερες ξεχωριστές οντότητες µε ένα συγκεκριµένο νόηµα (τυπικά, µια Συσχέτιση είναι ένα ταξινοµηµένο σύνολο οντοτήτων) π.χ.,. Η Μαρία είναιοπα ΟΣτου Ολυµπιακού, Η Μαρία ΕΡΓΑΖΕΤΑΙ στο Λογιστήριο, κλπ. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.81
E-R Μοντέλο: ΟΜΕΣ (2) Οντότητες µε ταυτόσηµα γνωρίσµατα οµαδοποιούνται σε ΤΥΠΟΥΣ ΟΝΤΟΤΗΤΩΝ (ENTITY SETS ή ENTITY TYPES) Ενδεικτικά, all PERSONS, all DEPARTMENTS, κλπ. Συσχετίσεις ιδίου τύπου επίσης οµαδοποιούνται σε ΤΥΠΟΥΣ ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΩΝ (RELATIONSHIP SETS ή TYPES) Ενδεικτικά, ο τύπος συσχέτισης WORKS-ON όπου συµµετέχουν οι τύποι οντοτήτων EMPLOYEE και PROJECT. ο τύπος συσχετίσεων MANAGES όπου συµµετέχουν οι τύποι οντοτήτων EMPLOYEE και DEPARTMENΤ. ο τύπος συσχέτισης SALE-ACT όπου συµµετέχουν οι τύποι οντοτήτων PRODUCTS, CUSTOMERS, και SALESPERSONS. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.82
ιαφοροποίηση µεταξύ ΟΝΤΟΤΗΤΑΣ και ΤΥΠΟΥ ΟΝΤΟΤΗΤΑΣ ΟΝΤΟΤΗΤΑ Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.83
ιαφοροποίηση µεταξύ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗΣ και ΤΥΠΟΥ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗΣ Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.84
E-R Μοντέλο: ΟΜΕΣ (3) ΟιΟντότητεςκαιοιΣυσχετίσειςµπορούνναέχουνΓΝΩΡΙΣΜΑΤΑ / ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ / Ι ΙΟΤΗΤΕΣ (ATTRIBUTES,) που είναι ιδιότητες που τα χαρακτηρίζουν π.χ., µια οντότητα ΥΠΑΛΛΗΛΟΣ έχει γνωρίσµατα όνοµα, ηλικία, διεύθυνση, (ενδεικτικά, Μαρία, 21, Κηφισίας 32,...) επίσης, ηµεροµηνία είναι ένα γνώρισµα της συσχέτισης ΑΝΕΙΖΟΜΑΙ (ενδεικτικά, η Μαρία ΑΝΕΙΣΤΗΚΕ στις 20 Ιουνίου ) το βιβλίο «χ» Συνήθως τα Γνωρίσµατα των Συσχετίσεων προσδιορίζουν: - Ποιος έκανε την συσχέτιση - Πότε έγινε αυτή - Πότε παύει να ισχύει, κλπ. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.85
Τα Γνωρίσµατα ως Ι ΙΟΤΗΤΕΣ των Οντοτήτων // Τύπων Οντοτήτων Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.86
Τα Γνωρίσµατα ως Ι ΙΟΤΗΤΕΣ των Συσχετίσεων // Τύπων Συσχετίσεων Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.87
ιαφορές Students Taking Courses Courses Assisting Students Enrolls TA/Graders TAs 1 Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.88
E-R Μοντέλο: ΟΜΕΣ (4) Τα ΠΕ ΙΑ (DOMAINS) είναι σύνολα τιµών για τα γνωρίσµατα π.χ., DOMAIN OF NAMES = το σύνολο των ονοµάτων DOMAIN of WEIGHT = τοσύνολοτιµώνγιαβάρη INTEGERS FROM 0 to 220 CHAR STRINGS from 1 to 10 in length, κλπ. ΕΙ Η ΓΝΩΡΙΣΜΑΤΩΝ ΑΠΛΑ: µια οντότητα έχει ατοµική τιµή για αυτό (π.χ., φύλλο) ΣΥΝΘΕΤΑ: το γνώρισµα αποτελείται από περισσότερες τιµές (π.χ., η διεύθυνση = { ρόµος, Αριθµός, Πόλη, Χώρα} ) ΠΛΕΙΟΤΙΜΑ (MULTI-VALUED): το γνώρισµα έχει πολλαπλές τιµές (π.χ., color of a CAR, degrees of a PERSON) ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΑ:Παράγεταιαπότιµέςάλλωνγνωρισµάτων (π.χ., «αριθµός δανείων» που υπολογίζεται αν µετρήσουµε τα δάνεια του) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.89
ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: Συσχετίσεις (1) ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ στο E-R Μοντέλο 1. Ιδιότητες των ΤΥΠΩΝ ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΩΝ Περισσότεροι του ενός τύποι συσχετίσεων µπορεί να υπάρχουν µεταξύ των ιδίων τύπων οντοτήτων (multiple relationships) π,χ., WORKS-FOR και MANAGES µεταξύ EMPLOYEE και DEPARTMENT. Μια συσχέτιση µπορεί να συνδέει δύο οντότητες που ανήκουν στον ίδιο τύπο οντοτήτων (αποκαλείται, ένας αναδροµικός τύποςσυσχετίσεων - recursive relationship type) π.χ., ο SUPERVISION τύποςσυσχετίσεωνσυνδέει EMPLOYEE (στονρόλοαυτούπουεπιβλέπεται) µεκάποιοάλλο EMPLOYEE (στον ρόλο του επιβλέποντα) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.90
ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: Συσχετίσεις (2) Ένας τύπος Συσχετίσεων έχει ΒΑΘΜΟ (relationship degree): 2τύποιοντοτήτων ---> binary relationship 3 τύποι οντοτήτων ---> ternary relationship N τύποι οντοτήτων ---> N-ary relationship Περιορισµός Ύπαρξης (existence dependency) ορίζει αν η συµµετοχή µιας οντότητας στον τύπο συσχέτισης είναι ΟΛΙΚΗ ή ΜΕΡΙΚΗ (total or partial) π.χ., όλοι οι ΥΠΑΛΛΗΛΟΙ συµµετέχουν στην ΕΡΓΑΖΟΝΤΑΙ-ΣΕ (όλοι δουλεύουν σε ένα τµήµα) --- ΟΛΙΚΗ ενώ, Στην συσχέτιση ΙΕΥΘΥΝΩ δεν συµµετέχουν όλοι (υπάρχουν Υπάλληλοι που δεν είναι ιευθυντές) - ΜΕΡΙΚΗ Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.91
ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: Συσχετίσεις (3) ΠεριορισµοίΣυµµετοχής. Ο ΛΟΓΟΣ ΠΛΗΘΙΚΟΤΗΤΑΣ (cardinality) ενός τύπου συσχετίσεων ορίζει το πόσες οντότητες από τον πρώτο τύπο οντοτήτων στην συσχέτιση µπορούν να συνδεθούν µε πόσες οντότητες από τον δεύτερο τύπο οντοτήτων Συγκεκριµένα: 1 : 1 PERSON married-to PERSON (συνάρτηση) 1 : N MOTHER having CHILDREN (inverse function) N : 1 N : M STUDENT reports-to ADVISOR (συνάρτηση) EMPLOYEE works-on PROJECT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.92
ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: Συσχετίσεις (4). 1 : 1 1 : N e1 e2 e3 e4 r1 r2 r3 r4 r5 d1 d2 d3 e1 e2 e3 e4 r1 r2 r3 r4 r5 d1 d2 d3 PERSON married-to PERSON MOTHER having CHILDREN Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.93
ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: Συσχετίσεις (5). N : 1 N : M e1 e2 e3 e4 r1 r2 r3 r4 r5 d1 d2 d3 e1 e2 e3 e4 r1 r2 r3 r4 r5 d1 d2 d3 STUDENT reports-to ADVISOR EMPLOYEE works-for PROJECT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.94
ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: Γνωρίσµατα (1) 2.- Ιδιότητες των ΓΝΩΡΙΣΜΑΤΩΝ των Τύπων Ένα ΓΝΩΡΙΣΜΑ (ή σύνολο Γνωρισµάτων) ενός Τύπου Οντοτήτων / Συσχετίσεων γιατοοποίοκάθεοντότητα / συσχέτιση στο σύνολο πρέπει να έχει µοναδική τιµή (unique value(s) είναι ΚΛΕΙ Ι (key) (ή superkey). Ενδεικτικά, ΑΦΜ του ΥΠΑΛΛΗΛΟΥ, ΟΝΟΜΑ και ΙΕΥΘΥΝΣΗ του ΥΠΑΛΛΗΛΟΥ, ΑΦΜ και ΟΝΟΜΑ, κλπ. Ένα ΥΠΟΨΗΦΙΟ ΚΛΕΙ Ι (candidate key) είναι ένα ΕΛΑΧΙΣΤΟ (minimal) ΚΛΕΙ Ι (δηλαδή, κανένα υποσύνολο των γνωρισµάτων του δεν είναι και αυτό κλειδί) Ενδεικτικά, ΑΦΜ είναιυποψήφιοκλειδίγιατονυπαλληλο, αλλά ο συνδυασµός {ΑΦΜ, ΟΝΟΜΑ} δεν είναι. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.95
ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: Γνωρίσµατα (2) Το ΚΥΡΙΟ / ΠΡΩΤΕΥΟΝ ΚΛΕΙ Ι (primary key) είναι ένα από τα υποψήφια κλειδιά που ορίζεται σαν αναγνωριστής (identifier) για τον τύπο οντοτήτων / συσχετίσεων Ενδεικτικά, ΑΦΜ είναι µια καλή επιλογή Κυρίου Κλειδιού στον τύπο οντοτήτων ΥΠΑΛΛΗΛΟΣ. Ένα ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΚΛΕΙ Ι (foreign key) είναι ένα σύνολο ενός ή περισσοτέρων γνωρισµάτων ενός τύπου οντοτήτων (ήσυσχετίσεων) πουαντιστοιχείσεένακυριοκλει Ι that για κάποιον άλλο τύπο οντοτήτων (ή συσχετίσεων). Ενδεικτικά, για τον τύπο συσχετίσεων ΕΡΓΑΖΕΤΑΙ, το γνώρισµα ΑΦΜ είναι Εξωτερικό Κλειδί (είναι Κύριο Κλειδί στονυπαλληλο).. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.96
Το E-R Μοντέλο: Άλλες Έννοιες Αδύναµοι Τύποι Οντοτήτων (ή Εξαρτώµενοι) Ένας τύπος οντοτήτων ΧΩΡΙΣ Κλειδί Ενδεικτικά, οτύπος DEPENDENT (έχει µόνο σηµασία σε συσχέτιση µε τον συγγενή του που δουλεύει στηνεταιρεία) Παράδειγµα 2 Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.97
Το E-R Μοντέλο: ΓραφικόςΣυµβολισµός. ENTITY SET WEAK ENTITY SET is_a GENERALIZATION RELATIONSHIP SET ATTRIBUTE DERIVED Attribute PRIMARY KEY E2 R1 E1 Total PARTICIPATION of E1 in R1 E2 1 N R1 E1 Cardinality ratio 1:N for E2:E1 in R1 Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.98
Βάση εδοµένων για Παραγγελίες (Α) ΟΝΤΟΤΗΤΕΣ (Entity Types) Employees Customers Products - Employee ID, First Name, Last Name, Title, Work Phone - Customer ID, Company Name, First Name, Last Name, Billing Address, City, State/Province, ZIP Code, Web site, Phone Number, Fax Number, Ship Address, Ship City, Ship State/Province, Ship ZIP Code, Phone Number - Product ID, Product Name, Unit Price ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ (Relationship Types) Orders - Order ID, Order Date, PO Number, Ship Date, Sales Tax Rate Order Details - Order Detail ID, Quantity, Unit Price, Price Discount Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.99
Περιγραφή της Β Παραγγελιών στο E-R. EMPLOYEE N ORDER N M CUSTOMER DETAILS M PRODUCT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.100
Βάση εδοµένων για Παραγγελίες (Β) ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΟΝΤΟΤΗΤΕΣ ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ Payments - Payment ID, Payment Amount, Payment Date, Status, Credit Card #, Cardholder Name, Card Exp. Date, Payment Method, Credit Card? Shipping Methods - Shipping Method ID, Shipping Method Our Company Info - SetupID, Company Name, Address, City, State/Province, Postal Code, Phone Number, Fax Number Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.101
Πλήρης Περιγραφή της Β Παραγγελιών στο E-R. N ORDER M CUSTOMER EMPLOYEE N SHIPS 1 OCCURS 1 N DETAILS SHIPPING METHOD N M PAYMENT PRODUCT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.102
Περιγραφή της ΕΤΑΙΡΕΙΑΣ στο E-R (1). EMPLOYEE N 1 WORKS-FOR DEPARTMENT 1 1 1 MANAGES CONTROLS 1 N SUPERVISION supervisor supervisee 1 Dependents-of N M WORKS-ON N N PROJECT DEPENDENT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.103
Περιγραφή της ΕΤΑΙΡΕΙΑΣ στο E-R (1) ΓΝΩΡΙΣΜΑΤΑ σε Οντότητες και Συσχετίσεις EMPLOYEE -- SSN, Name, BirthDate, Sex, Address, Salary DEPARTMENT -- Number, Name,Locations, NoOfEmployees PROJECT -- Number, Name, Location DEPENDENT -- Name, Sex, BirthDate, Relationship WORKS-ON -- HoursPerWeek MANAGES -- StartDate Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.104
Αδυναµίες του E-R Μοντέλου Έχουνπροταθείπολλάπαρόµοιατου E-R µοντέλα για να αντιµετωπίσουν τις εκφραστικές αδυναµίεςαυτού. Π.χ., για: εν υποστηρίζεται ο ορισµός συσχέτισης µεταξύ συσχετίσεων DATE is a relationship between MONTH, DAY and YEAR EMPLOYMENT is a relationship between employee and employer HIRING is a relationship between DATE and EMPLOYMENT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.105
Επιπλέον ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ Συναρτησιακές Εξαρτήσεις (Functional dependencies): Π.χ., Ένα ΤΜΗΜΑ δεν µπορεί να παραγγείλει δύο διαφορετικά ΠΡΟΙΟΝΤΑ από τον ίδιο ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΗ.» εν µπορεί να εκφραστεί απευθείας στο ER µοντέλο. Η Κανονικοποίηση είναι η διαδικασία που το επιτρέπει. Εξαρτήσεις Συµµετοχής: Ειδική περίπτωση: Εξωτερικά Κλειδιά (Εκφράζονται στο ER). Π.χ., Τουλάχιστον 1 υπάλληλος πρέπει να αναφέρεται σε κάθε Προϊστάµενο. Γενικοί οµικοίπεριορισµοί: Π.χ., Ο προϋπολογισµός ενός Προϊσταµένου είναι λιγότερο κατά 10% του συνολικού Προϋπολογισµού όλων των τµηµάτων που Προΐσταται Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.106
ΕΠΕΚΤΕΙΝΟΝΤΑΣ το E-R ΜΟΝΤΕΛΛΟ Γενίκευση / Εξειδίκευση (is_a) Περιορισµοί:»Πωςορίζεται (απότονχρήστη / υπόσυνθήκη)» Μερική / ολική γενίκευση»κλπ. Κληρονοµικότητα Γνωρισµάτων Συνάθροιση (Aggregation) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.107
Γενίκευση // Εξειδίκευση Η Συσχέτιση ΓΕΝΙΚΕΥΣΗ (is-a) Η θεώρηση ενός συνόλου τύπων οντοτήτων ως ένα γενικευµένο (generic) τύπο PAINTING is-a ART-OBJECT, DRAWING is-a ART-OBJECT Το βασικό πλεονέκτηµα αυτού είναι η ιδιότητα της ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑΣ (Inheritance) των Γνωρισµάτων Ενδεικτικά, κρατάµε Γνωρίσµατα που είναι κοινά για όλα τα ART- OBJECT και δεν χρειάζεται να τα επαναλάβουµε για τα PAINTINGS και DRAWINGS κληρονοµούνται. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.108
Παράδειγµα της is-a Συσχέτισης Γενίκευσης Α MANAGER is_a EMPLOYEE, An EMPLOYEE is_a PERSON Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.109
Παράδειγµα της is-a Συσχέτισης Κληρονοµικότητα Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.110
Συνάθροιση (Aggregation) ssn name lot Η Συνάθροιση µας εϖιτρέϖει να χρησιµοποιούµε έναν τύπο συσχετίσεων σαν έναν τύπο οντοτήτων για λόγους συµµετοχής σε άλλες συσχετίσεις. pid Employees Monitors started_on pbudget did until dname budget Projects Sponsors Departments Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.111
Ανάγκη για γιασυνάθροιση: Θέλω να νακρατώ (ξεχωριστά) τους τουςmanagers για για εργασίες που πουεκτελούνται από απόυπαλλήλους σε σευποκαταστήµατα) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.112
Επίτευξη του στόχου µε Συνάθροιση Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.113
ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙστοΒιβλίο Silberschatz et et al al για το Εκτεταµένο Μοντέλο Ε-R Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.114
ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙστοΒιβλίο Silberschatz et et al al για το Εκτεταµένο Μοντέλο Ε-R(2) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.115
Ένα ενδεικτικό παράδειγµα στο E-R Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.116
UML UML: Unified Modeling Language H UML έχει πολλές συνιστώσες για να είναι δυνατή η γραφική αναπαράσταση των διαφορετικών στοιχείων ενός γενικής µορφής συστήµατος λογισµικού. Η UML αναπτύχθηκε για Τεχνολογίες Λογισµικού και κατόπιν εξελίχθηκε και για εργαλείο µοντελοποίησης Βάσεων εδοµένων και επιχειρηµατικών ροών (workflows) Τα UML ιαγράµµατακλάσης (Class Diagrams) αντιστοιχούν στα E-R ιαγράµµατα αλλά µε ΠΟΛΛΕΣ διαφορές. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.117
Σύνοψητων UML Class Diagram Συµβολισµών Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.118
UML Class Diagrams (συνέχεια) Τα γνωρίσµατα είναι ΜΕΣΑ στα κουτιά που παριστούν τις Οντότητες (και όχι µέσα σε ξεχωριστές ελλείψεις) Οι συσχετίσεις παρίστανται στην UML µε µια απλή γραµµή που ενώνει τις οντότητες. Το όνοµα της συσχέτισης παρατίθεται δίπλα στη γραµµή ΟρόλοςµιαςοντότηταςσεµιασχέσηΕΠΙΣΗΣγράφεταιδίπλαστηγραµµή. Οι µη-δυαδικές σχέσεις παρίστανται µε «διαµάντια» όπως στο ER Οι περιορισµοί συµµετοχής έχουν τη µορφή: l..h, όπου το l παριστά τον ελάχιστο και h το µέγιστο αριθµό συσχετίσεων όπου µια οντότητα δύναται να συµµετέχει Οι κατευθύνσεις στους περιορισµούς συµµετοχής (cardinality) EINAI ΑΚΡΙΒΩΣ ΑΝΤΙΘΕΤΟΙ από το E-R Ο περιορισµός 0..* στην πλευρά του E2 και ο 0..1 στην πλευρά του E1 σηµαίνει ότι η κάθε E2 οντότητα µπορεί να συµµετέχει το πολύ σε µια συσχέτιση, ενώ κάθε E1 οντότητα µπορεί να συµµετέχει σε πολλές (Ν:1 από το E2 στο E1.) Ατοµικέςτιµέςόπωςτο 1 ήτοαστεράκι * µπορείναγραφείστιςακµές. Το 1 είναι ισοδύναµο µε 1..1 και το * είναι ισοδύναµο µε 0..*. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.119
UML Class Diagram (συνέχεια) overlapping disjoint Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.120
Άλλοι Συµβολισµοί Πολλά από τα εργαλεία για Μοντελοποίηση, όπως το VISIO ήτο E-R Designer, χρησιµοποιούνάλλους τυποποιηµένουςσυµβολισµούς, ενδεικτικά: Chen s ER Barker ER Information Engineering (IE) IDEF1X, Object role modeling (ORM)» Μεγάλη λεπτοµέρεια και ακρίβεια Τεράστια ιαγράµµατα Unified Modeling Language (UML)» Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό η ικανότητα παράστασης της ανάπτυξης Β σε ΚΆΘΕ αφαιρετικό επίπεδο Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.121
ιαδικασίαανάπτυξηςβ : Εννοιολογικό Μοντέλο Ανεξάρτητα του DBMS. Μικρόκοσµος Απαιτήσεις Β Συλλογή Απαιτήσεων και Ανάλυση Εννοιολογικός Σχεδιασµός Βάσης (π.χ., µε E-R Model) -Μετά την χρήση ενός Εννοιολογικού Μοντέλου εδοµένων, όπως το E-R, ερχόµαστε σε ένα σηµείο όπου αρχίζει η εξάρτηση από το επιλεγέν DBMS και πρέπει να γίνει η ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ τις «διαισθητικής»περιγραφήςσε µια «τυπική», που να µπορεί να εκτελεστεί από το DBMS. Εννοιολογικό Μοντέλο (Σχήµα) E-R ιάγραµµα Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.122
.. Σε αυτό το σηµείο ΕΠΙΛΕΓΟΥΜΕ το Μοντέλο εδοµένων που Υποστηρίζεται από το DBMS. Ο βασικός υποψήφιος είναι το ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ (άλλοι Υποψήφιοι ήταν το Ιεραρχικό, ή το Μοντέλο ικτύου ΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ Εξάρτηση από το DBMS Σχεσιακό Μοντέλο Λογικό (Εννοιολογικό) Σχήµα και Εξωτερικές Όψεις Λογικός Σχεδιασµός Βάσης εδοµένων Εννοιολογικό Σχήµα E-R διάγραµµα Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.123
Λογικός Σχεδιασµός Βάσης Όλα τα Λογικά Μοντέλα για Σχεδιασµό παριστούν τους Τύπους Οντοτήτων (στο E-R) ως ΑΡΧΕΙΑ ( Relations) Entity Set File (relation) Entity Record (Tuple) Attribute Field (attribute) Οι διαφοροποιήσεις µεταξύ λογικών µοντέλων είναι στο τρόπο παράστασης των Τύπων Συσχετίσεων Μερικά Μοντέλα (π.χ. Ιεραρχικό) επιτρέπουν µόνο συναρτησιακές συσχετίσεις (κάτι που δυσκολεύει την παράσταση N:M συσχετίσεων δύσκολη µόνο έµµεσα είναι δυνατή) ΒΑΣΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ: - Παράσταση συσχετίσεων µε ΣΧΕΣΕΙΣ (π.χ., Σχεσιακό Μοντέλο) - Παράστασή των µε ΣΥΝ ΕΣΜΟΥΣ µεταξύ αρχείων (π.χ., Μοντέλα ικτύου και Ιεραρχικό) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.124
Παράδειγµα: Μικρό υποσύνολο της Βάσης εδοµένων µιας Εταιρείας. N M EMPLOYEE WORKS-ON PROJECT SSN Address HoursPerWeek Number Location Name Salary Name Στο E-R Μοντέλο: Μια N:M ολική συσχέτιση (WORKS-ON) µεταξύ των τύπων οντοτήτων EMPLOYEE και PROJECT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.125
Παράδειγµα: (2) Θεωρήστε τις παρακάτω 5 πράξεις Q1: Ποιος Υπάλληλος εργάζεται στο έργο P1? Q2: Που εργάζεται ο Υπάλληλος E1? INS: Εισαγωγή πληροφοριών για ένα νέο έργο DEL: ιαγραφή του γεγονότος ότι ο Υπάλληλος E3 εργάζεται στοέργο P4 MOD: Το έργο P2 µεταφέρθηκε από την Αθήνα στην Πάτρα Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.126
ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (1) ΟΜΕΣ: ΕΝΤΡΑ (TREES) Κόµβοι-Σύνδεσµοι ΠΡΑΞΕΙΣ: ΣΑΡΩΣΗ ΕΝΤΡΩΝ (προδιατεταγµένη) ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: ελάχιστοι, οι περισσότεροι έµφυτοι από την δοµική µορφή Αντιστοιχίες µε το E-R Μοντέλο Τύπος Οντοτήτων <-> Τύπος Εγγραφής (Record Type) Οντότητα <-> Εγγραφή (Record -Segment) Γνώρισµα <-> Πεδίο (Field) Συσχέτιση <-> Γονέας Παιδί (Parent-to-child) Οι Συσχετίσεις Γονέα-Παιδιού είναι ΜΟΝΟ 1:N Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.127
ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (2) ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΣΧΗΜΑ EMPLOYEE SSN Name Address Salary PROJECT Number Name Location HoursPW -- Ένα Ιεραρχικό Σχήµα είναι ένα έντρο όπου κάθε κόµβος είναι ένας Τύπος Εγγραφής -Οι Σύνδεσµοι στο έντρο Παριστούν Συσχετίσεις (µόνο 1:N) -Η Σχετική τοποθέτηση των κόµβων στο έντρο υποδηλώνει και την κατεύθυνση /βαθµό της Συσχέτισης (Γονέα-Παιδιού) - Προσέξτε ότι το Γνώρισµα HoursPW τηςσυσχέτισης WORKS-ON έχει µεταφερθεί στο PROJECT Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.128
ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (3) Παράδειγµα Β : Ένα ΑΣΟΣ από δέντρα e3 mary patras 450000... e1 john athens 300000... p2 rty athens 15 p1 xyz crete 10... p5 ytu crete 30 p4 hju patras 20 p2 rty athens 25 -οι εγγραφές είναι και αυτές έντρα (χιλιάδες) -ΗM:N Συσχέτιση αντιµετωπίζεται µε Επανάληψη (Duplication) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.129
ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (4) ΠΡΑΞΕΙΣ: ιάσχιση / Σάρωση έντρων get next tree (δεδοµένου τύπου) get next child (µιας δεδοµένης εγγραφής) προδιατεταγµενη διάσχιση (pre-order tree-traversal) Πρόσβαση RECORD-AT-A-TIME Τα παραδείγµατα Q1 και Q2 (ερωταποκρίσεις), που είναι πλήρως ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΑ εκτελούνται στο Μοντέλο (DML) µε έναν εντελώς ΑΣΥΜΜΕΤΡΙΚΟ τρόπο Αυτόέχεινακάνειµετηνεπιλογήτου EMPLOYEE ωςγονέα και του Project ως Παιδιού (θα µπορούσε να ήταν αντίστροφα) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.130
ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (5). Q1: Employees of P1 Q2: Projects for E1 do while there are still more employees get next EMPLOYEE get next PROJECT child where Number = P1 if found then print EMPLOYEE.Name end get next EMPLOYEE where SSN = E1 do while there are still more project children of employee get next PROJECT child print PROJECT.Name end P1 E? P? E1 Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.131
ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (6) ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΕΙΣ INS: Εισαγωγή πληροφοριών για ένα νέο έργο - δεν είναι δυνατόν να εισαχθούν πληροφορίες για ένα νέοέργο, ανδεν υπάρχεικάποιοςυπάλληλοςήδη εργαζόµενος σε αυτό (δεν υφίσταται Παιδί χωρίς Γονέα). DEL: MOD: ιαγραφήτουγεγονότοςότιουπάλληλος E3 εργάζεται στο έργο P4 -Βρεςτο έντροµετον E3 στηνκορυφήκαιδιέγραψετοπαιδί P4 -ΠΡΟΒΛΗΜΑ: τιγίνεταιανείναιοτελευταίοςυπάλληλοςστο P4? Το έργο P2 µεταφέρθηκε από την Αθήνα στην Πάτρα -ΒρεςΚΑΘΕ P2 εγγραφήκαιάλλαξετηντιµήτηςπόλης Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.132
Μοντέλο ικτύου (DBTG-Network) (1) ΟΜΕΣ: Περιορισµένο Γράφοι (GRAPHS) µε Εγγραφές Και Συνδέσµους ΠΡΑΞΕΙΣ: Τυχαία Σάρωση Γράφων (GRAPH-TRAVERSAL ) ΟΜΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: αρκετά πολλοί, µερικοί έµφυτοι αλλά και πολλοί ρητοί. Αντιστοιχίες µε το E-R Μοντέλο Τύπος Οντοτήτων <-> Τύπος Εγγραφής (Record Type) Οντότητα <-> Εγγραφή (Record) Γνώρισµα <-> Πεδίο (Data Item) Συσχέτιση <-> Τύπος Συνόλων (DBTG-set type) συσχετίσεις Ιδιοκτήτη-Μέλους (1:N) Εγγραφές-Σύνδεσµοι χρησιµοποιούνται για N:M συσχετίσεις Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.133
Μοντέλο ικτύου (DBTG-Network) (2) DBTG-Network (CODASYL) Σχήµα EMPLOYEE WORKS ON PROJECT SSN Name Address Salary ESSN PNumber HoursPW Emp_Works-On Proj_Works-On Number Name Location -- Το Σχήµα στο Μοντέλο Είναι είναι ίκτυο, όπου κάθε Κόµβος είναι Τύπος Εγγραφής -Σύνδεσµοι παριστούν Συσχετίσεις (µόνο 1:N) και έχουν Όνοµα και Κατεύθυνση (OWNER - MEMBER) -Ειδικό Τύποι Εγγραφών είναι -Απαραίτητοι για Σχέσεις N:M (Connectors) Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.134
Μοντέλο ικτύου (DBTG-Network) (3) Παράδειγµα: Β ικτύου (Σπαγγέτι) e1 john athens 300000 e3 mary patras 450000... e4 jack athens 145000 e1 p1 10 e1 p2 15 e1 p5 30 e3 p4 20 e3 p2 25 e4 p4 40... p1 xyz crete p2 rty athens p4 hju patras p5 ytu crete... Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.135
Μοντέλο ικτύου (DBTG-Network) (4) Πράξεις: GRAPH Traversal (Navigation) find next record where... find next record within set type... Τυπική ταξινοµηµένη ιάσχιση (first, next, previous, last, κλπ.) Χρήση ΠΟΛΛΩΝ εικτών Πρόσβαση RECORD-AT-A-TIME Τα παραδείγµατα Q1 και Q2 (ερωταποκρίσεις), που είναι πλήρωςσυμμετρικαεκτελούνταιστομοντέλο (DML) µε έναν εντελώς ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΟ τρόπο Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.136
Μοντέλο ικτύου (DBTG-Network) (5). Q1: Employees of P1 Q2: Projects for E1 find next PROJECT record where Number = P1 do while there are still more connector records under project find next WORKS-ON record in Proj_Works-On set find (owner) EMPLOYEE record in Emp_Works-On set print EMPLOYEE.Name end find next EMPLOYEE record where SSN = E1 do while there are still more connector records under employee find next WORKS-ON record in Emp_Works-On set find (owner) PROJECT record in Proj_Works-On set print PROJECT.Name end Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.137
Μοντέλο ικτύου (DBTG-Network) (6) ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΕΙΣ INS: DEL: Εισαγωγή πληροφοριών για ένα νέο έργο - ηµιούργησε µια νέα εµφάνιση του PROJECT - στην αρχή, δεν υπάρχουν σύνδεσµοι, (Οι Ιδιοκτήτες υπάρχουν χωρίς Μέλη,) ιαγραφήτουγεγονότοςότιουπάλληλος E3 εργάζεται στο έργο P4 - διέγραψε την εγγραφή-σύνδεσµο (Works-On) για µε τις κατάλληλες τροποποιήσεις εικτών MOD: Το έργο P2 µεταφέρθηκε από την Αθήνα στην Πάτρα -Βρεςτηµοναδικήεγγραφή P2 καιάλλαξετηντιµήπόλης Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.138
ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (1) ΟΜΕΣ: RELATIONS (ΣΧΕΣΕΙΣ) µίαµόνο οµή ΠΡΑΞΕΙΣ: Επεξεργασία των Σχέσεων (Πινάκων) ΟΜΙΚΟΙΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ: λίγοιέµφυτοι (π.χ, σύνολα), πολλοί ρητοί Αντιστοιχίες µε το E-R Μοντέλο Τύπος Οντοτήτων <-> Τύπος Σχέσης (Relation) Οντότητα <-> n-πλειάδα (Tuple) Γνώρισµα <-> Γνώρισµα (Attribute) Συσχέτιση <-> Τύπος Σχέσης (Relation) Ένα ΑΠΛΟ µοντέλο µε ΙΣΧΥΡΕΣ (τυπικές) Ρίζες Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.139
ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (2) Σχεσιακό Σχήµα EMPLOYEE SSN NAME ADDRESS SALARY WORKS-ON PROJECT ESSN PNUMB HRSPW NUMBER NAME LOCATION -- Ένα Σχεσιακό Σχήµα είναι ένα Σύνολο Σχέσεων, ή Πινάκων (µε όνοµα) - Τα ονόµατα των στηλών είναι τα ονόµατα των Γνωρισµάτων Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.140
ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (3) Παράδειγµα Β : Σύνολο Στιγµιότυπων EMPLOYEE PROJECT SSN NAME ADDRESS SALARY e1 john athens 300000 e3 mary patras 450000 e4 jack athens 145000 NUMBER NAME LOCATION p1 xyz crete p2 rty athens p4 hju patras p5 ytu crete WORKS-ON ESSN PNUMB HRSPW e1 p1 10 e1 p2 15 e1 p5 30 e3 p4 20 e4 p4 40 e3 p2 25 Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.141
ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (4) Operations: Set-Theoretic Simple Operations select records from RELATION(s) where... Το where-clause µπορεί να είναι Σύνθετο, µε πολλούς τελεστές εν υπάρχει σειρά (order) στην πρόσβαση σε δεδοµένα Πρόσβαση SET-AT-A-TIME στις εγγραφές Τα παραδείγµατα Q1 και Q2 (ερωταποκρίσεις), που είναι πλήρως ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΑ εκτελούνται στο Μοντέλο (DML) µε έναν εντελώς ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΟ τρόπο Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.142
ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (5). Q1: Employees of P1 Q2: Projects for E1 select from EMPLOYEE, WORKS-ON relations where (WORKS-ON.Pnumb = P1 ) and (WORKS-ON.ESSN = EMPLOYEE.SSN) print EMPLOYEE.Name select from PROJECT, WORKS-ON relations where (WORKS-ON.ESSN= E1 ) and (WORKS-ON.Pnumb = PROJECT.Number) print PROJECT.Name Οι πράξεις στο Σχεσιακό Μοντέλο είναι ΚΛΕΙΣΤΕΣ (CLOSED) ηλαδή, παίρνουν ΣΧΕΣΕΙΣ και παράγουν πάλι ΣΧΕΣΕΙΣ Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.143
ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ: Εισαγωγή (6) ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΕΙΣ INS: DEL: MOD: Εισαγωγή πληροφοριών για ένα νέο έργο - Εισαγωγή µιας n-πλειάδας στη Σχέση PROJECT ιαγραφήτουγεγονότοςότιουπάλληλος E3 εργάζεται στο έργο P4 - ιαγραφή της n-πλειάδας (e2, p4, 20) από την Σχέση WORKS-ON Το έργο P2 µεταφέρθηκε από την Αθήνα στην Πάτρα - Επέλεξε την n-πλειάδα (p2, rty, athens) από το PROJECT, και άλλαξε την τιµή athens σε patras Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.144
Συγκρίσεις Μεταξύ Μοντέλων Η βασική διαφοροποίηση µεταξύ των τριών βασικών µοντέλων είναι το ΠΩΣ ΠΑΡΙΣΤΑΝΤΑΙ ΟΙ ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ ΣΧΕΣΙΑΚΟ: ΡητάµετιςΣΧΕΣΕΙΣ (εφόσονησυσχέτισηείναιν:μ) ή / και µε έµµεσες συνδέσεις µεταξύ Σχέσεων που παρίστανται µε τα Εξωτερικά Κλειδιά (foreign keys. ) ΙΚΤΥΟΥ: Ρητές συνδέσεις µε ΣΥΝ ΕΣΜΟΥΣ (links) και εγγραφές σύνδεσης. ΣΧΟΛΙΟ: Εκφραστικότητα αλλά και εγγενής πολυπλοκότητα ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ (ειδική περίπτωση ικτύου): Ρητές συνδέσεις µε ΣΥΝ ΕΣΜΟΥΣ. Η περίπτωση των N:M συσχετίσεων γίνεται µε διπλασιασµό εγγραφών. ΣΧΟΛΙΟ: σηµαντικές και σοβαρές αδυναµίες στην έκφραση µη-ιεραρχικών δοµών. Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.145
Βάση εδοµένων για Παραγγελίες (Α) στο Σχεσιακό Μοντέλο Employees Customers Products - Employee ID, First Name, Last Name, Title, Work Phone - Customer ID, Company Name, First Name, Last Name, Billing Address, City, State/Province, ZIP Code, Web site, Phone Number, Fax Number, Ship Address, Ship City, Ship State/Province, Ship ZIP Code, Phone Number - Product ID, Product Name, Unit Price Orders - Order ID, Customer ID, Employee ID, Order Date, PO Number, Ship Date, Shipping Method ID, Sales Tax Rate Order Details - Order Detail ID, Order ID, Product ID, Quantity, Unit Price, Price Discount Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.146
Βάση εδοµένων για Παραγγελίες (Β) στο Σχεσιακό Μοντέλο Payments - Payment ID, Order ID, Payment Amount, Payment Date, Status, Credit Card #, Cardholder Name, Card Exp. Date, Payment Method, Credit Card? Shipping Methods - Shipping Method ID, Shipping Method Our Company Info - SetupID, Company Name, Address, City, State/Province, Postal Code, Phone Number, Fax Number Ι.Β. Ανάπτυξη Β και το Μοντέλο E-R Σελίδα 1.147