2. Το Μοντέλο Οντοτήτων- Συσχετίσεων

Πανεπιστήμιο Πειραιώς Σχολή Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων 2. Το Μοντέλο Οντοτήτων- Συσχετίσεων Σχεδιασμός Βάσεων Δεδομένων Χρήστος Δουλκερίδης 2017-18

Σχεδίαση Βάσεων Δεδοµένων Συλλογή και Ανάλυση Απαιτήσεων Εννοιολογικός Σχεδιασμός Βάσης Δεδομένων Λογικός Σχεδιασμός Βάσης Δεδομένων Φυσικός Σχεδιασμός Βάσης Δεδομένων Δουλκερίδης 2

Εννοιολογικός Σχεδιασµός Συλλογή και ανάλυση απαιτήσεων οδηγεί σε μια περιγραφή του μικρόκοσμου Χρήση του μοντέλου Οντοτήτων-Συσχετίσεων (Etity Relatioship Model) q q q Εύρεση οντοτήτων και συσχετίσεων Εύρεση γνωρισμάτων Καθορισμός περιορισμών ακεραιότητας Σε επόμενο βήμα q Μετάφραση του διαγράμματος οντοτήτων-συσχετίσεων σε σχεσιακό μοντέλο Δουλκερίδης 3

Το Πρόβληµα Δοθείσας μιας περιγραφής (βλ.παρακάτω), να σχεδιαστεί το αντίστοιχο διάγραμμα Οντοτήτων-Συσχετίσεων Μια εταιρεία είναι οργανωμένη σε τμήματα. Για κάθε τμήμα υπάρχει μοναδικό όνομα, ένας μοναδικός αριθμός και ένας εργαζόμενος που το διευθύνει. Κρατείται η ημερομηνία έναρξης του κάθε διευθυντή. Οι εγκαταστάσεις μπορεί να βρίσκονται σε διάφορες τοποθεσίες. Ένα τμήμα ελέγχει ένα πλήθος έργων, που το καθένα έχει μοναδικό αριθμό και όνομα και εκτελείται σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία. Για κάθε εργαζόμενο αποθηκεύεται το όνομα, ο Α.Τ., η διεύθυνση, το φύλο και η ημερομηνία γέννησης. Ένας εργαζόμενος τοποθετείται σε ένα τμήμα, αλλά μπορεί να απασχολείται σε διάφορα έργα (πιθανώς και άλλων τμημάτων). Αποθηκεύεται ο αριθμός των ωρών απασχόλησης εργαζόμενου ανά έργο ανά βδομάδα. Καταγράφεται ο προϊστάμενος του εργαζόμενου. Κρατώνται τα εξαρτώμενα μέλη του εργαζόμενου. Για καθένα από αυτά, το όνομα, το φύλο, η ημερομηνία γέννησης και η σχέση του με τον εργαζόμενο. Δουλκερίδης 4

Οντότητα (Etity) Αντικείμενο με φυσική ύπαρξη q Π.χ. άνθρωπος, αυτοκίνητο, σπίτι, εργαζόμενος Αντικείμενο ιδεατά υπαρκτό q Π.χ. εταιρεία, εργασία, πανεπιστημιακό μάθημα ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΕΤΑΙΡΕΙΑ Μια οντότητα μπορεί να έχει πολλά στιγμιότυπα Έχει συγκεκριμένες ιδιότητες που λέγονται γνωρίσματα (attributes) Μια συγκεκριμένη οντότητα έχει μία τιμή για κάθε γνώρισμά της Νίκος Γιώργος Σοφία Όνομα: Νίκος Διεύθυνση: Τρίπολης 13 Ηλικία: 33 Τηλέφωνο: 2710123456 Δουλκερίδης 5

Γνώρισµα (Attribute) Αποτελεί την περιγραφή μιας ιδιότητας που έχει μια οντότητα Ένα υποσύνολο των γνωρισμάτων χρησιμοποιείται ως αναγνωριστικό ή κλειδί (key) Το κάθε στιγμιότυπο της οντότητας έχει διαφορετικό κλειδί Μια οντότητα μπορεί να έχει περισσότερα από ένα κλειδιά Ένα από αυτά επιλέγεται ως πρωτεύον κλειδί (primary key) 1 ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ Αριθ.Ταυτ. Ηλικία Όνομα e1 e2 33 2 27 Νίκος Σοφία Δουλκερίδης 6

Γνωρίσµατα Κλειδιά - Περιορισµοί Περιορισμός κλειδιού (key costrait) ή μοναδικότητας (uiqueess costrait) Γνώρισμα με διακεκριμένες τιμές για κάθε οντότητα q Π.χ. Το γνώρισμα Όνομα της οντότητας ΕΤΑΙΡΕΙΑ Μονοσήμαντος προσδιορισμός της οντότητας q Δεν μπορεί να υπάρχουν δύο οντότητες με το ίδιο κλειδί Δυνατότητα ύπαρξης πολλαπλών κλειδιών σε μια οντότητα Δουλκερίδης 7

Παράδειγµα: Οντότητα και Στιγµιότυπο CAR Registratio(RegistratioNumber, State), VehicleID, Make, Model, Year, (Color) car 1 ((ABC 123, TEXAS), TK629, Ford Mustag, covertible, 1999, (red, black)) car 2 ((ABC 123, NEW YORK), WP9872, Nissa 300ZX, 2-door, 2002, (blue)) car 3 ((VSY 720, TEXAS), TD729, Buick LeSabre, 4-door, 2003, (white, blue))... Δουλκερίδης 8

Τύποι Γνωρισµάτων Διεύθυνση Απλά και σύνθετα Πόλη Διεύθ.Οδού Τ.Κ. Οδός Αριθμός Μονότιμα και πλειότιμα e1 Άσπρο,Κόκκινο Opel ΑΒΓ1234 Αποθηκευμένα και παραγόμενα Ηλικία ΦΟΙΤΗΤΗΣ Ημ.Γέννησης Δουλκερίδης 9

Τιµές Null και Σύνολα Τιµών Γνωρισµάτων Ειδική τιμή, που δηλώνει q q Μη ύπαρξη δυνατής τιμής Π.χ. Αριθμός διαμερίσματος όταν πρόκειται για μονοκατοικία Έλλειψη γνώσης της τιμής (υπάρχει όμως δυνατή τιμή) Π.χ. Δε γνωρίζω το τηλέφωνο ενός εργαζόμενου Κάθε απλό γνώρισμα ενός τύπου οντοτήτων συνδέεται με ένα σύνολο τιμών ή πεδίο ορισμού q Π.χ. Ηλικία [16,70] Δουλκερίδης 10

Συσχετίσεις Συνδέουν δύο ή περισσότερες οντότητες q Π.χ. ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ανήκει σε ΤΜΗΜΑ Ένας τύπος συσχέτισης R μεταξύ τύπων οντοτήτων E 1, E 2,, E ορίζει ένα σύνολο συνδέσεων μεταξύ των οντοτήτων ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΑΝΗΚΕΙ ΤΜΗΜΑ Κάθε στιγμιότυπο r i μιας συσχέτισης R είναι μια σύνδεση οντοτήτων e 1 r 1 d 1 Δουλκερίδης 11

Παράδειγµα: Συσχέτιση και Στιγµιότυπο ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΑΝΗΚΕΙ ΤΜΗΜΑ e 1 r 1 d 1 e 2 e 3 e 4 r 2 r 3 d 2 d 3 d 4 Δουλκερίδης 12

Βαθµός Συσχέτισης Βαθμός (degree) Το πλήθος των οντοτήτων που συμμετέχουν στη συσχέτιση Δυαδικός, τριαδικός,... Δουλκερίδης 13

Ρόλοι στις Συσχετίσεις Κάθε τύπος οντοτήτων που συμμετέχει σε ένα τύπο συσχέτισης παίζει ένα συγκεκριμένο ρόλο (role) στη συσχέτιση Το όνομα ρόλου (role ame) δηλώνει το ρόλο Ονόματα ρόλων δεν είναι υποχρεωτικά όταν κάθε οντότητα συμμετέχει μία μόνο φορά σε μία συσχέτιση Όμως... Δουλκερίδης 14

Αναδροµικές Συσχετίσεις Μία οντότητα συμμετέχει με περισσότερους από έναν ρόλους σε μια συσχέτιση Αναδρομικές (recursive) συσχετίσεις Παράδειγμα q ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ Ρόλος επιβλέποντος (προϊστάμενος) (1) Ρόλος επιβλεπόμενου (υφιστάμενος) (2) ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ e 1 e 2 e 3 e 4 2 2 1 1 1 2 ΕΠΙΒΛΕΠΕΙ r 1 r 2 r 3 Δουλκερίδης 15

Περιορισµοί Τύπων Συσχετίσεων Λόγος πληθικότητας (cardiality ratio) q Προσδιορίζει τον αριθμό των στιγμιοτύπων μιας συσχέτισης στα οποία μπορεί να συμμετέχει μια οντότητα Ένα-προς-ένα (1:1) Ένα-προς-πολλά (1:Ν) ή πολλά-προς-ένα (Ν:1) Πολλά-προς-πολλά (Μ:Ν) Συμμετοχή q q Ολική Μερική 1 1 ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΕΙ ΤΜΗΜΑ Ν 1 ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΕΡΓΑΖΕΤΑΙ ΤΜΗΜΑ Μ Ν ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΑΠΑΣΧΟΛΗΣΗ ΕΡΓΟ ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ 1 1 ΔΙΕΥΘΥΝΕΙ ΤΜΗΜΑ Δουλκερίδης 16

Παράδειγµα: 1-1 µε Μερική Συµµετοχή του ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ και Ολική του ΕΡΓΟ ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΕΙ ΕΡΓΟ e 1 r 1 d 1 e 2 e 3 r 2 d 2 e 4 r 3 d 3 Δουλκερίδης 17

Παράδειγµα: Μ-Ν Συσχέτιση ΑΠΑΣΧΟΛΗΣΗ ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΑΠΑΣΧΟΛΗΣΗ ΕΡΓΟ e 1 e 2 e 3 r 1 r 2 r 3 r 4 d 1 d 2 e 4 r 5 r 6 d 3 r 7 Δουλκερίδης 18

Γνωρίσµατα Τύπων Συσχετίσεων Μια συσχέτιση μπορεί να έχει γνωρίσματα q Π.χ. Γνώρισμα Ώρες στη ΔΙΕΥΘΥΝΕΙ q Π.χ. Γνώρισμα Ημ.Έναρξης στην ΑΠΑΣΧΟΛΗΣΗ Γνωρίσματα συσχετίσεων 1:1 και 1:Ν q Μπορούν να μεταφερθούν σε έναν από τους συμμετέχοντες τύπους οντοτήτων Γνωρίσματα συσχετίσεων Μ:Ν q Υποχρεωτικά (!) ως γνώρισμα συσχέτισης 1 1 ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΕΙ ΤΜΗΜΑ Ώρες Ν 1 ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΕΡΓΑΖΕΤΑΙ ΤΜΗΜΑ Ημ.Έναρξης Μ Ν ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΑΠΑΣΧΟΛΗΣΗ ΕΡΓΟ Ώρες Δουλκερίδης 19

ν-αδικές Συσχετίσεις Συσχετίσεις με βαθμό μεγαλύτερο του 2 Ένας τριαδικός τύπος συσχέτισης αναπαριστά περισσότερη πληροφορία από ότι τρεις δυαδικοί τύποι συσχετίσεων Γιατί; ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΗΣ ΠΡΟΜΗΘΕΥΕΙ ΕΡΓΟ ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΗΣ ΠΡΟΜΗΘΕΥΕΙ ΕΡΓΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΕΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ Δουλκερίδης 20

Μη Ισχυροί Τύποι Οντοτήτων Τύποι οντοτήτων που δεν έχουν γνωρίσματα-κλειδιά από μόνοι τους Προσδιορίζων ιδιοκτήτης Προσδιορίζουσα συσχέτιση Μερικό κλειδί ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΕΙ ΕΞΑΡΤΩΜΕΝΟΣ Όνομα Φύλο Δουλκερίδης 21

Συµβολισµοί (Ανακεφαλαίωση) Τύπος οντοτήτων Μη ισχυρός τύπος οντοτήτων Τύπος συσχετίσεων Τύπος προσδιορίζουσας συσχέτισης Γνώρισμα Γνώρισμα-κλειδί Πλειότιμο γνώρισμα Παραγόμενο γνώρισμα Ε 1 R E 2 1 N Ε 1 R E 2 (mi,max) R E Σύνθετο γνώρισμα Ολική συμμετοχή της Ε 2 στην R Λόγος πληθικότητας 1:Ν για τις Ε 1 :Ε 2 στην R Δομικός περιορισμός (mi,max) για τη συμμετοχή της Ε στην R Δουλκερίδης 22

Ονοµατολογία Επιλογή ονομάτων που αποδίδουν τη σημασία των διάφορων δομικών στοιχείων του σχήματος Ονόματα στον ενικό για τους τύπους οντοτήτων Ονόματα οντοτήτων και συσχετίσεων ΚΕΦΑΛΑΙΑ Γνωρίσματα με κεφαλαίο το αρχικό γράμμα μόνο Ρόλοι με πεζά Σε μια περιγραφή q q q Ουσιαστικά οδηγούν σε δημιουργία οντοτήτων Ρήματα υποδεικνύουν ονόματα τύπων συσχετίσεων Ονόματα γνωρισμάτων είναι κι αυτά ουσιαστικά Δουλκερίδης 23

Παράδειγµα (Περιγραφή) Μια εταιρεία είναι οργανωμένη σε τμήματα. Για κάθε τμήμα υπάρχει μοναδικό όνομα, ένας μοναδικός αριθμός και ένας εργαζόμενος που το διευθύνει Κρατείται η ημερομηνία έναρξης του κάθε διευθυντή Οι εγκαταστάσεις μπορεί να βρίσκονται σε διάφορες τοποθεσίες Ένα τμήμα ελέγχει ένα πλήθος έργων, που το καθένα έχει μοναδικό αριθμό και όνομα και εκτελείται σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία Για κάθε εργαζόμενο αποθηκεύεται το όνομα, ο Α.Τ., η διεύθυνση, το φύλο και η ημερομηνία γέννησης. Ένας εργαζόμενος τοποθετείται σε ένα τμήμα, αλλά μπορεί να απασχολείται σε διάφορα έργα (πιθανώς και άλλων τμημάτων). Αποθηκεύεται ο αριθμός των ωρών απασχόλησης εργαζόμενου ανά έργο ανά βδομάδα. Καταγράφεται ο προϊστάμενος του εργαζόμενου. Κρατώνται τα εξαρτώμενα μέλη του εργαζόμενου. Για καθένα από αυτά, το όνομα, το φύλο, η ημερομηνία γέννησης και η σχέση του με τον εργαζόμενο. Δουλκερίδης 24

Παράδειγµα (Μοντέλο Ο/Σ) Δουλκερίδης 31

Σχεδιαστικές Επιλογές: Οντότητα ή Γνώρισµα; ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΕΧΕΙ Διεύθυνση Διεύθυνση Διεύθυνση ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Δουλκερίδης 32

Σχεδιαστικές Επιλογές: Οντότητα ή Γνώρισµα; Ν 1 ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΕΡΓΑΖΕΤΑΙ ΤΜΗΜΑ Από Έως Ν 1 ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΣ ΕΡΓΑΖΕΤΑΙ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ Από Έως Δουλκερίδης 33