Βάσεις Γνώσεων

Βάσεις Γνώσεων

Μοντέλο Οντοτήτων ΣυσχετίσεωνΠάνος Βασιλειάδης

[email protected]

Φλεβάρης 2003

www.cs.uoi.gr/~pvassil/courses/knowledge_bases/

2

Περιεχόμενα

Εισαγωγή

Τύποι Οντοτήτων

Τύποι Συσχετίσεων

Κλειδιά, Ρόλοι και Βαθμός Συσχέτισης

Περιορισμοί

Ειδικά Θέματα

Προβληματισμοί για τον σχεδιαστή

Σύνοψη Γραφικής Αναπαράστασης

Βασισμένο στο«Database System Concepts»,

Silberschatz, Korth & Sudarshan

3


Εισαγωγή








4

Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων

Το μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων (Entity Relationship Model – ER Model) είναι ένα εννοιολογικό μοντέλο ...

... που χρησιμοποιείται για να καταγράψει τις απαιτήσεις των χρηστών ενός νέου πληροφοριακού συστήματος ...

... με γραφικό τρόπο (άρα, πιο τυπικά από μια αναπαράστασή τους σε φυσική γλώσσα).

5

Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων

Μια βάση δεδομένων μπορεί να μοντελοποιηθεί εννοιολογικά σαν:

Ένα σύνολο οντοτήτων (entities),

Συσχετίσεις (relationships) μεταξύ των οντοτήτων αυτών.

Εννοιολογική Μοντελοποίηση Conceptual Modeling.

Εναλλακτικά: Ιδεατή, Σημασιολογική, Οντολογική ...

6


Εισαγωγή








7

Οντότητες

Μια οντότητα (entity) είναι ένα υπαρκτό αντικείμενο, που είναι διακριτό από τα άλλα αντικείμενα της ΒΔ

Π.χ., ο άνθρωπος Βασίλης, το αυτοκίνητο ΤοΑμάξιΜου, η εταιρεία Αλογάκι ΑΕ, κλπ.

8

Τύποι Οντοτήτων (Entity Types ή Sets)

Ένα τύπος οντοτήτων είναι ένα σύνολο από σημασιολογικά όμοιες οντότητες

Π.χ., το σύνολο όλων των υπαλλήλων μιας εταιρείας, το σύνολο όλων των αυτοκινήτων κλπ

ΠΡΟΣΟΧΗ: Άλλο οντότητα και άλλο τύπος οντοτήτων!Στον προφορικό λόγο, συνηθίζεται να τα συγχέουμε...

9


Customer

Person

Car

Company

10

Γνωρίσματα (Attributes)

Τα γνωρίσματα είναι ιδιότητες των οντοτήτων που σκοπό έχουν να τις περιγράψουνΌλες οι οντότητες ενός τύπου οντοτήτων έχουν τα ίδια γνωρίσματαΠολλές φορές περιγράφουμε ένα τύπο οντοτήτων με το όνομά του και το σύνολο των γνωρισμάτων του. Π.χ.,

customer = (customer-id, customer-name, customer-street, customer-

city)loan = (loan-number, amount)

11

Γνωρίσματα (Attributes)

Οι οντότητες έχουν γνωρίσματα (attributes) τα οποία έχουν τιμές

Π.χ., ο άνθρωπος Βασίλης, έχει Όνομα και Διεύθυνση, με τιμές «Βασίλης Τσάρτας» και «Καππαδοκίας 2» αντίστοιχα.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Σε αντίθεση με το σχεσιακό μοντέλο, στο ER μοντέλο είναι επιτρεπτό να ορίσουμε οντότητες χωρίς γνωρίσματα!

12

Τύποι Οντοτήτων (Entity Types ή Sets)

Θα θεωρήσουμε ότι η σημασιολογική ομοιότητα αντανακλάται στη δομική ομοιότητα, ήτοι, οι οντότητες του ιδίου τύπου έχουν τα ίδια γνωρίσματα.

Θα συναντήσετε την ορολογία Entity Sets (σύνολο από σημασιολογικά όμοιες οντότητες) και Entity Types (καλούπι για γνωρίσματα) στη βάση του παραπάνω διαχωρισμού.

13

Σύνολα οντοτήτων customer και loan

customer-id customer- customer- customer- loan- amount name street city number

14

Πεδία ορισμού (Domains)

Πεδίο Ορισμού είναι το σύνολο των επιτρεπτών τιμών για κάθε γνώρισμα

Π.χ., το πεδίο έχει Ηλικία έχει ως τιμές το εύρος των ακεραίων τιμών [0..140].

ΠΡΟΣΟΧΗ: τα attributes τα αποκαλούμε πολλές φορές «πεδία». Αυτό είναι αποδεκτό, αρκεί να μην τα συγχέουμε με τα «πεδία ορισμού» τους.

15

Κατηγοριοποίηση των γνωρισμάτων

Απλά (ή Ατομικά) και Σύνθετα (γνωρίσματα που μπορούν να αποσυντεθούν σε επί μέρους γνωρίσματα)Μονότιμα (μια οντότητα επιτρέπεται να έχει το πολύ μια τιμή σε αυτό το γνώρισμά της) και πλειότιμα (... περισσότερες από μία...)

Π.χ., τα τηλέφωνα ενός Ανθρώπου

Αποθηκευμένα και Παραγόμενα (που μπορούν να υπολογισθούν από άλλα γνωρίσματα)

Π.χ., η ηλικία υπολογιζόμενη από την Ημ. Γέννησης

16

Σύνθετα Γνωρίσματα

17

Τιμή NULL

NULL τιμή: ειδική τιμή την οποία χρησιμοποιούμε όταν

Υπάρχει τιμή, αλλά δεν την ξέρουμε (π.χ., το γνώρισμα Τηλέφωνο για την οντότητα Πρωθυπουργός), ήΔεν ξέρουμε αν υπάρχει τιμή (π.χ., το γνώρισμα ΚινητόΤηλέφωνο για την οντότητα Πρωθυπουργός), ήΗ τιμή δεν ορίζεται (π.χ., το γνώρισμα Husband για την οντότητα Κώστας)

για ένα γνώρισμα μιας συγκεκριμένης οντότητας

18

Τιμή NULL

Με βάση τα προηγούμενα, ένα γνώρισμα δεν υπάρχει/ορίζεται για μια οντότητα, τότε αυτή ΔΕΝ μπορεί να ανήκει στον αντίστοιχο τύπο οντοτήτων. Η καθημερινή πρακτική όμως, ξεπέρασε το θεωρητικό περιορισμό, με αποτέλεσμα να προσεγγίσουμε ξανά τη θεωρητική θεμελίωση, εισάγοντας και NULL τιμές (και μάλιστα, πολλών ειδών, όπως είπαμε)

19

Phones

Γραφική Αναπαράσταση Τύπων Οντοτήτων

Παραλληλόγραμμα για τύπους οντοτήτωνΕλλείψεις για γνωρίσματα

Διπλές ελλείψεις για πλειότιμα γνωρίσματα.Διακεκομμένες ελλείψεις για παραγόμενα γνωρίσματα.

Ακμές για να συνδέσουν τύπους οντοτήτων με γνωρίσματαΥπογράμμιση για πρωτεύοντα κλειδιά (στη συνέχεια...)

Customer

Cust-Id

Age

20


21


Εισαγωγή








22

Συσχετίσεις (Relationships)

Μια συσχέτιση είναι μια εννοιολογική σύνδεση μεταξύ κάποιων οντοτήτων. Π.χ.,

Οντότητα Μιχάλης του Τ.Ο. Άνθρωπος

Οντότητα LiverBird-ΑΕ του Τ.Ο. Εταιρεία

Συσχέτιση Εργάζεται-Για

Με τον όρο «σχέση» συνήθως αναφερόμαστε στο σχεσιακό μοντέλο. Στο ER μοντέλο χρησιμοποιούμε

τον όρο «συσχέτιση»

23

Τύποι Συσχετίσεων (Relationship Type ή Set)

Ένας τύπος συσχετίσεων είναι μια μαθηματική σχέση μεταξύ n 2 οντοτήτων, με κάθε μία εξ αυτών προερχόμενη από ένα συγκεκριμένο τύπο οντοτήτων.

Τυπικά, πρόκειται για το σύνολο συσχετίσεων

{(e1, e2, … en) | e1 E1, e2 E2, …, en En}

όπου το (e1, e2, …, en) είναι μια συσχέτιση, τα ei είναι οντότητες και Eι τα είναι τύποι οντοτήτων

24

Τύπος Συσχέτισης Borrower

Borrower = {

(321-12-3123,L-17),

(019-28-3746,L-23),

(019-28-3746,L-11),

…,

(335-57-7991,L-16)

}

25

Μη σκέφτεστε έτσι...

l1

l2

l3

c1

c2

LoanCustomer

26

…αλλά έτσι !!!

c1_l1

c2_l2

c2_l3

l1

l2

l3

c1

c2

LoanCustomer

27

Τύποι Συσχέτισης – ΠΡΟΣΟΧΗ!

Όπως και με τους τύπους οντοτήτων, οι έννοιες «σύνολο συσχέτισης» και «τύπος συσχέτισης» αναφέρονται στη σημασιολογική και δομική ομοιότητα, αντίστοιχα. Ούτε εδώ θα κάνουμε διάκριση...

Όπως και με τις οντότητες, άλλο είναι η συσχέτιση και άλλο ο τύπος συσχέτισης.

Ομοίως, και εδώ, συχνά στον προφορικό λόγο τα συγχέουμε ...

28

Τύποι Συσχετίσεων και Γνωρίσματα

Ένας τύπος συσχετίσεων μπορεί να έχει και αυτός γνωρίσματα

Π.χ., ο τύπος συσχετίσεων depositor μεταξύ των customer και account μπορεί να χαρακτηρίζεται και από το γνώρισμα access-date

29

Τύποι Συσχετίσεων και Γνωρίσματα

30

Γραφική Αναπαράσταση Τύπων Συσχετίσεων

31

Τυπικός Ορισμός

e μια οντότητα

E = {e1,…,en} ένα σύνολο οντοτήτων

r = [e1,…,en], τ.ω., e1E1,…,enEn μια συσχέτιση

R={r1,…,rm}={[e1,…,en] | e1E1,…,enEn} ένα σύνολο συσχετίσεων

32


Ω ένα άπειρο απαριθμήσιμο σύνολο τιμών = πεδίο ορισμούP(Ω) το δυναμοσύνολο του Ω

f: Τ->Ω μονότιμο, απλό γνώρισμαf: Τ->P(Ω) πλειότιμο, απλό γνώρισμα

f: Τ->Ω1x…xΩn μονότιμο, σύνθετο γνώρισμα

f: Τ->P(Ω1x…xΩn) πλειότιμο, σύνθετο γνώρισμαόπου Τ μπορεί να είναι μια οντότητα Ε, ή μια συσχέτιση R

Συμβολισμός: dom(Τ) το πεδίο ορισμού του Τ

33


Εισαγωγή








34

Κλειδιά για Τύπους ΟντοτήτωνΥπερκλειδί (super key) ενός τύπου οντοτήτων είναι ένα σύνολο γνωρισμάτων των οποίων οι τιμές καθορίζουν μονοσήμαντα μια οντότητα του εν λόγω τύπου οντοτήτων.Υποψήφιο κλειδί (candidate key) είναι ένα υπερκλειδί με το ελάχιστο μέγεθος (ήτοι, αριθμό γνωρισμάτων) μεταξύ των υπερκλειδιώνΠρωτεύον κλειδί (primary key) είναι ένα υποψήφιο κλειδί το οποίο ορίζει ο σχεδιαστής της ΒΔ.

... θα το αποκαλούμε και απλώς κλειδί

35

Κλειδιά

Υπερκλειδιά:ΑΤ, Όνομα

ΑΤ, Όνομα, Δ/ση

ΑΦΜ, ΑΤ, Όνομα, Δ/ση

ΑΦΜ

... και άλλα...

Υποψήφια κλειδιά:ΑΤ

ΑΦΜ

ΚλειδίΑΦΜ

Πελάτης

ΑΤ

ΑΦΜ

Όνομα

Δ/ση

Διότι έτσι διαλέγω ως σχεδιαστής...

Ελάχιστο μέγεθος υπερκλειδιού = 1

36

Ιδιότητες (Υποψηφίου) Κλειδιού

Μοναδικότητα: Δεν μπορώ να έχω δύο διαφορετικές οντότητες με ίδιο κλειδί (εναλλακτικά: αν δύο οντότητες βρεθούν να έχουν το ίδιο κλειδί, τελικά πρόκειται για την ίδια οντότητα)

Ελαχιστότητα: Δεν υπάρχει γνήσιο υποσύνολο του κλειδιού που να έχει την προηγούμενη ιδιότητα

37

Κλειδιά

ΠΡΟΣΟΧΗ: από την στιγμή που ορίσουμε γνωρίσματα σε ένα τύπο οντοτήτων πρέπει να ορίσουμε και πρωτεύον κλειδί!!

38

Κλειδιά για Τύπους Συσχετίσεων

Ο συνδυασμός των κλειδιών των εμπλεκομένων τύπων οντοτήτων συνήθως φτιάχνει ένα υπερκλειδί για τον τύπο συσχετίσεων.

Π.χ., customer-id, account-number είναι το υπερκλειδί του depositor

39

Κλειδιά για Τύπους Συσχετίσεων

Αν όμως, κάποιος θέλει να βάλει δύο φορές χρήματα στο λογαριασμό του ?Τυπικά ορθή λύση: το access-date πλειότιμο γνώρισμα ή νέα οντότηταΕναλλακτική λύση: το access-date τμήμα του κλειδιούΠΡΟΣΟΧΗ: η τυπική θεωρία δεν το προβλέπει [στα βιβλία δεν αναφέρεται], αλλά πρακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί!!!

40

Ρόλοι και Αυτοσυσχετίσεις

Οι ρόλοι είναι ταμπέλες που βάζουμε στις ακμές ενός τύπου συσχέτισης για να δείξουμε περιγραφικά τη σημασία της συμμετοχής ενός τύπου οντοτήτων στον εν λόγω τύπο συσχετίσεων. Οι τύποι οντοτήτων που συμμετέχουν σε ένα τύπο συσχέτισης δεν είναι απαραίτητα διαφορετικοί μεταξύ τους – ο εν λόγω τύπος συσχετίσεως καλείται τύπος αυτοσυσχέτισης.

41

Ρόλοι & Αυτοσυσχετίσεις

Οι ρόλοι manager και worker περιγράφουν πώς οι υπάλληλοι συμμετέχουν στην αυτοσυσχέτιση works-for.Οι ρόλοι είναι προαιρετικοί και συνήθως χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου το διάγραμμα είναι εννοιολογικά ασαφές (π.χ., αυτοσυσχετίσεις)

42

Βαθμός (Degree) Τύπου Συσχέτισης

Ο βαθμός ενός τύπου συσχέτισης αναφέρεται στον αριθμό των οντοτήτων που υποχρεωτικώς συμμετέχουν σε μια συσχέτιση.

Ένας τύπος συσχέτισης που περιλαμβάνει 2 οντότητες ονομάζεται δυαδικός (binary), 3 οντότητες τριαδικός (ternary), κ.ο.κ.

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι συσχετίσεων είναι δυαδικοί, ενώ οι υπόλοιποι τύποι συσχετίσεων είναι μάλλον σπάνιοι...

43

Βαθμός (Degree) Τύπου Συσχέτισης

Αν υποθέσουμε ότι ένας υπάλληλος μιας τράπεζας μπορεί να έχει διαφορετικά καθήκοντα σε διαφορετικούς τομείς της τράπεζας, προκύπτει ένας τριαδικός τύπος συσχέτισης ανάμεσα στους τύπους οντοτήτων Υπάλληλος, Καθήκον και Tομέας.

44


Αν δύο οντότητες βρεθούν να έχουν το ίδιο κλειδί, τελικά πρόκειται για την ίδια οντότητα

Έστω Ι ένα σύνολο γνωρισμάτων και T μια οντότητα ή συσχέτιση. Αν tΤ, t[Ι] είναι η τιμή του t για τα γνωρίσματα I.

Το κλειδί ορίζεται ως ο ακόλουθος περιορισμός:

t1,t2Τ, t1[I]=t2[I] => t1t2 ή t1,t2Τ, t1t2 => t1[I]t2[I]

45

ER Διάγραμμα

Το διάγραμμα οντοτήτων συσχετίσεων (ER Diagram) για μια βάση δεδομένων είναι μια γραφική αναπαράσταση των καταστάσεων που είναι πιθανές (και επιτρεπτές) στον υπό μοντελοποίηση κόσμο

46


47


Εισαγωγή








48

Άνω και Κάτω Όριο Συσχέτισης

Για την ακμή ενός τύπου συσχετίσεων R, που την συσχετίζει ένα τύπο οντοτήτων E μπορούμε να καταγράψουμε

Το Κάτω Όριο Συμμετοχής: για κάθε οντότητα που ανήκει στο E, πόσες ακμές κατ’ ελάχιστον πρέπει να ξεκινούν προς συσχετίσεις του R

Το Άνω Όριο Συμμετοχής: για κάθε οντότητα που ανήκει στο E, πόσες ακμές το πολύ πρέπει να ξεκινούν προς συσχετίσεις του R

49

Γραφική Αναπαράσταση Πληθικότητας και Συμμετοχής

Άνω όριο

Κάτω όριοΆνω όριο

Κάτω όριο

50

Μη σκέφτεστε έτσι...

l1

l2

l3

c1

c2

LoanCustomer

c3

51

c1

c2

c3


c1_l1

c2_l2

c2_l3

l1

l2

l3

LoanCustomer

Κάθε ci έχει 0..Ν ακμές

Κάθε lj έχει 1..1 ακμές

52

Άνω και Κάτω Όριο Συσχέτισης

Αν το κάτω όριο είναι 0, τότε υπάρχουν οντότητες της Ε που μπορούν και να μην συμμετέχουν στον τύπο συσχετίσεων R

Αλλιώς, η συμμετοχή είναι υποχρεωτική (ολική)

Αν το άνω όριο είναι 1, τότε μια οντότητα της Ε μπορεί να συσχετίζεται με μία το πολύ συσχέτιση της R

Αλλιώς, με πολλές

53

Επιτρέπεται και ...

1..13..4

Ένας customer σχετίζεται με τουλάχιστον 3 ως το πολύ 4 loan μέσω της borrower

Ένα loan σχετίζεται ακριβώς με ένα customer μέσω της borrower

54


Για μια δυαδική συσχέτιση συσχέτιση R μεταξύ των A,B:Άνω όριο Cmax[R(Α|Β)] = Κ, Κ > 0

aΑ, Card[{<a,b>|<a,b>R}]<=KΚάτω όριο Cmin[R(Α|Β)] = Κ, Κ >=0

aΑ, Card[{<a,b>|<a,b>R}]>=K

όπου για ένα σύνολο S={x|c},το S αποτελείται από τα στοιχεία x, για τα οποία ισχύει η c

Card[S] είναι ο αριθμός των στοιχείων του S

55

Μετάφραση

aΑ, Card[{<a,b>|<a,b>R}] <= K

Για κάθε οντότητα aΑ, ο αριθμός των στοιχείων ri=<a,b> που ανήκουν στην R είναι μικρότερος ή ίσος από K

Κάθε στοιχείο της συσχέτισης R ορίζεται σαν ένα ζεύγος ri=<a,b>

Ισοδύναμα, αντί να σκεφτόμαστε τα στοιχεία ri=<a,b> που σχετίζονται με την οντότητα a, μπορούμε να μετράμε τις ακμές που ξεκινούν από το a προς την συσχέτιση R.

56

a1

a2

a3


<a1,b1>

<a2,b2>

<a2,b3>

b1

b2

b3

ΒΑ

Κάθε ai έχει 0..2 ακμές

Κάθε bj έχει 1..1 ακμές

R

Cmax[R(Α|Β)] = 2Cmin[R(Α|Β)] = 0

Cmax[R(B|A)] = 1Cmin[R(B|A)] = 1

57

Πληθικότητα και Λόγος Πληθικότητας

Η πληθικότητα (cardinality), περιγράφει πόσες οντότητες από ένα τύπο οντοτήτων μπορούν να αντιστοιχισθούν σε μία οντότητα ενός άλλου τύπου οντοτήτων μέσω του εμπλεκομένου τύπου συσχετίσεων

Ο λόγος πληθικότητας (cardinality ratio) σε ένα δυαδικό τύπο συσχετίσεων περιγράφει το συνδυασμό των πληθικοτήτων μιας συσχέτισης

58

Πληθικότητα

Ν:1

Πληθικότητα Α = Ν: Μία (1) οντότητα από το Β, αντιστοιχίζεται σε πολλές (Ν) οντότητες από το Α

Πληθικότητα Β = 1: Μία (1) οντότητα από το Α, αντιστοιχίζεται σε μία (1) οντότητα από το Β

Η πληθικότητα ενός Τ.Ο. Χ περιγράφει πόσες οντότητες από ένα Τ.Ο. Χ μπορούν να αντιστοιχισθούν σε μία (1) οντότητα ενός άλλου Τ.Ο. Y μέσω του εμπλεκομένου τύπου συσχετίσεων X-Y

59

Λόγος Πληθικότητας

Σε ένα δυαδικό τύπο συσχετίσεων ο λόγος πληθικότητας μπορεί να είναι:

1:1

1:Ν ή Ν:1

Ν:Μ

60


1:1 1:Ν

61


Ν:1 Ν:Μ

62

Λόγος Πληθικότητας 1:Ν

1 Ν

Ένας customer σχετίζεται με πολλά (ίσως και με 0) loan μέσω της borrower

Ένα loan σχετίζεται το πολύ με ένα (ίσως και με 0) customer μέσω της borrower

63

Συμμετοχή Οντοτήτων σε Συσχετίσεις

Ολική Συμμετοχή (Total participation): κάθε οντότητα του εμπλεκόμενου τύπου οντοτήτων συμμετέχει υποχρεωτικά σε τουλάχιστον μία συσχέτιση του σχετικού τύπου συσχετίσεων

Αναπαριστάται με διπλή γραμμή

Μερική Συμμετοχή (Partial participation): επιτρέπεται κάποιες οντότητες να μην συμμετέχουν σε συσχέτιση του σχετικού τύπου συσχετίσεων

64

Συμμετοχή Οντοτήτων σε Συσχετίσεις

Η συμμετοχή του customer στην borrower είναι μερική

Η συμμετοχή του loan στην borrower είναι ολικήΉτοι, κάθε loan πρέπει να σχετίζεται μέσω της borrower με ένα customer

65

Εξάρτηση ύπαρξης (existential dependency)

Αν η ύπαρξη της δευτερεύουσας οντότητας y εξαρτάται από την ύπαρξη της κύριας οντότητας x => o y είναι υπαρξιακά εξαρτημένος από τον x

Αν διαγραφεί ένα loan τότε πρέπει να διαγραφούν όλες οι σχετικές paymentΠΡΟΣΟΧΗ: στο βιβλίο ΔΕΝ γίνεται η σχετική νύξη!

paymentloan loan-payment

66


Η απλή γραμμή σημαίνει σχέση Μ:ΝΈνας customer σχετίζεται με πολλά (ίσως και 0) loans μέσω της borrower

Ένα loan σχετίζεται με πολλούς (ίσως και 0) customers μέσω της borrower

67


1 Ν


Ένα loan σχετίζεται ακριβώς με ένα customer μέσω της borrower

68

Σωστό ή λάθος?

Πληθικότητα loan

Συμμετοχή customer

Πληθικότητα customer

Συμμετοχή loan

69

Οδηγίες

Χρησιμοποιήστε άφοβα τον συμβολισμό [κάτω όριο..άνω όριο].

Είναι πιο σίγουρος (για να μην κάνετε λάθη)

Είναι πιο εκφραστικός (επιτρέπει και όρια, αντί μόνο για πληθικότητες)

Ο συμβολισμός με τους λόγους πληθικότητας είναι πιο εύχρηστος

Αν είστε σίγουροι, είναι πιο γρήγορος και κομψός

70

Εναλλακτικές αναπαραστάσεις

Ίσως πιο παράξενες, αλλά ευρέως διαδεδομένες

Βελάκι για «ένα» (1)

Απλή γραμμή — για πολλά (Ν ή *)

71

Ένα προς Ένα

Ένας customer σχετίζεται το πολύ με ένα (ίσως και με 0) loan μέσω της borrower


72

Ένα προς Πολλά



73

Πολλά προς Ένα

Ένας customer σχετίζεται το πολύ με ένα (ίσως και με 0) loan μέσω της borrower

Ένα loan σχετίζεται με πολλά (ίσως και με 0) customer μέσω της borrower

74

Παγκόσμιος Κανόνας

Ότι γράφεται εύκολα (και γρήγορα), διαβάζεται δύσκολα (και αργά)

Ότι γράφεται δύσκολα (και αργά), διαβάζεται εύκολα (και γρήγορα)

…, SQL, Unix, Prolog, Γραμμική Β’, ζωγραφική, ...

Στο διαγώνισμα, προσέξτε τι γράφετε και πώς…

75


Εισαγωγή








76

Ασθενείς Τύποι Οντοτήτων

Ασθενής Τύπος Οντοτήτων (Weak Entity Type): Ένας τύπος οντοτήτων στον οποίο δεν μπορούμε να ορίσουμε πρωτεύον κλειδί με βάση τα γνωρίσματά του και μόνο

Οι οντότητες ενός ασθενούς τύπου προσδιορίζονται και εξαρτώνται από τις οντότητες κάποιου άλλου τύπου οντοτήτων, τον οποίο και αποκαλούμε προσδιορίζοντα (identifying) ή ιδιοκτήτη (owner) τύπο οντοτήτων.

Ο ασθενής τύπος σχετίζεται με τον προσδιορίζοντα τύπο μέσω ενός ολικού, 1:Ν, τύπου συσχετίσεων από τον προσδιορίζοντα προς τον ασθενή.

Επίσης, και «μη ισχυρός», ή «αδύναμος» Τ.Ο.

77


Το μερικό κλειδί (partial key) μιας ασθενούς οντότητας, είναι εκείνο το σύνολο γνωρισμάτων της που την κάνει να ξεχωρίζει από τις υπόλοιπες οντότητες που αντιστοιχούν στην ίδια οντότητα-ιδιοκτήτη

Το πρωτεύον κλειδί ενός ασθενούς τύπου οντοτήτων είναι η ένωση του πρωτεύοντος κλειδιού του τύπου ιδιοκτήτη της με το μερικό κλειδί της

(ένωση, διότι τα κλειδιά είναι σύνολα γνωρισμάτων)

78


Ένας ασθενής τύπος οντοτήτων αναπαριστάται με διπλή γραμμή στο παραλληλόγραμμό του.

Η συσχέτιση που τον προσδιορίζει (τον συνδέει, δηλ., με τον ιδιοκτήτη τύπο) έχει επίσης διπλή γραμμή

Το μερικό κλειδί υπογραμμίζεται με διακεκομμένη γραμμή

79


Ασθενής οντότητα: payment

Μερικό κλειδί: payment-number

Κλειδί του payment : (loan-number, payment-number)

80


Μπορούμε να ορίσουμε μια ασθενή οντότητα έχουσα ιδιοκτήτη μια επίσης ασθενή οντότητα (μεταβατική ιδιότητα)

Απαγορεύεται προφανώς να υπάρξει κύκλος στην προσδιορίζουσα σχέση των παραπάνω ασθενών οντοτήτων...

Το κλειδί κάθε φορά προκύπτει από τη σταδιακή ένωση των επί μέρους κλειδιών...

81

Τριαδικές Σχέσεις

82

Πληθικότητα και Συμμετοχή σε Τριαδικές Συσχετίσεις

Χρησιμοποιείστε τον φορμαλισμό [n1..n2], αν πρέπει να ορίσετε και συμμετοχές και πληθικότητα

ΠΑΝΤΑ η πληθικότητα της οντότητας μετράται σε σχέση με την συσχέτιση

Το ίδιο ισχύει και στην απίθανη περίπτωση που έχετε συσχέτιση μεγαλύτερου βαθμού...

83

Ποτέ μη σκέφτεστε έτσι...

e1

e2

e3

b1

b2

j1 j2 j3Employee

Job

Branch

Works-On

84


e1

e2

e3

b1

b2

j1 j2 j3Employee

Job

Branch

e1b1j1

e1b1j2

e2b2j2

e3b2j3 Works-On

85


Για μια n-κή συσχέτιση R μεταξύ των E1,E2,…,En,

όπου θεωρώ τα Ζ=E1,E2,…,En, Χ,ΥΖ, ΧΥ=,W=Z-(ΧΥ)

Άνω όριο Cmax[R(X|Y)] = Κ, Κ > 0xX, Card[{<x,y1>|w1W:<x,y1,w1>R}]<=K

Κάτω όριο Cmin[R(X|Y)] = Κ, Κ >= 0xX, Card[{<x,y1>|w1W:<x,y1,w1>R}]>=K

86

Μετάφραση

xX, Card[{<x,y1>|w1W:<x,y1,w1>R}]<=K

Για κάθε οντότητα xX, ο αριθμός των στοιχείων εκείνων που ανήκουν στην R, και τα οποία, για τα σύνολα οντοτήτων Χ,Υ παίρνουν τις τιμές r1=<x,y1>,

r2=<x,y2>,…,rn είναι μικρότερος ή ίσος από K

Κάθε στοιχείο της συσχέτισης R ορίζεται σαν μια n-άδα ri=<e1,…,en>. Επειδή τους τύπους οντοτήτων Ε1,…,Εn τους έχουμε χωρίσει σε τρία γκρουπ, Χ,Υ,W, μπορούμε να γράψουμε το εν λόγω στοιχείο ως μια τριάδα ri=<x,y,w>

87

Επί παραδείγματι ...

e1

e2

e3

b1

b2

j1 j2 j3Employee

Job Branch

e1b1j1

e1b1j2

e2b2j2

e3b2j3

{<e1,b1>|w1W:<e1,b1,w1>R}={<e1,b1,j1>, <e1,b1,j2>}

Works-On

88

Επί παραδείγματι ...

Cmax[W-O(Job|Employee)] = 10 Μια δουλειά μπορεί να την κάνουν το πολύ 10 άτομα

Cmax[W-O(Job,Employee|Branch)] = 1

Ένας άνθρωπος, μια δουλειά μπορεί να την κάνει το πολύ σε ένα τμήμα άτομα

Cmin[W-O(Employee|Job)] = 5

Ένας υπάλληλος κάνει τουλάχιστον 5 δουλειές

89

Τριαδικές Σχέσεις

Οι τριαδικές σχέσεις είναι συνήθως N:M:KΑν πρέπει να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον φορμαλισμό, μόνο ένα από τα N:M:K μπορεί να είναι 1.Για κάθε ζεύγος employee,branch υπάρχει ακριβώς μια job (ήτοι, ένας υπάλληλος κάνει ακριβώς μία δουλειά σε κάθε παράρτημα που δουλεύει)

Ν Μ

1

90

Μετασχηματισμός Τριαδικών σε Δυαδικές Συσχετίσεις

Αντί για τον τύπο συσχέτισης R μεταξύ των A, B και C, εισήγαγε τον τύπο οντοτήτων E, και 3 τύπους συσχετίσεων:

1. RA, μεταξύ E & A 2.RB, μεταξύ E & B

3. RC, μεταξύ E & CΕισήγαγε τεχνητό κλειδί για την EΠρόσθεσε όλα τα γνωρίσματα της R στην E

Για κάθε συσχέτιση (ai , bi , ci) της R, φτιάξε

1. οντότητα ei που ανήκει στην E 2. πρόσθεσε (ei , ai ) στο RA

3. πρόσθεσε (ei , bi ) στο RB 4. πρόσθεσε (ei , ci ) στο RC

91

Μετασχηματισμός Τριαδικών σε Δυαδικές Συσχετίσεις

Θυμηθείτε να προσθέσετε όποιους περιορισμούς είχε η παλιά τριαδική συσχέτιση

Είναι πιθανόν να χάσετε κάποιους ...

92


Εισαγωγή








93

Σχεδιαστικοί Προβληματισμοί

Πρόβλημα: έχετε ένα πελάτη που σας περιγράφει τη ΒΔ που θέλει να του φτιάξετε. Ο πελάτης ξέρει περίπου τι θέλει.Πρέπει να καταγράψετε αυτά που ο πελάτης θέλει (κι ας μην τα ξέρει πλήρως), και δεν πρέπει να φτιάξετε μια ΒΔ που να είναι εντελώς άσχετη με αυτά που σκέφτεται ο πελάτης => ακούμε με προσοχή!ΔΕΝ γίνεται με την πρώτη => κάνουμε υπομονή στις αλλαγές, είναι μέρος του προβλήματος...

94


Υπάρχουν πράγματα που ΔΕΝ μπορεί να καταγράψει το ER μοντέλο => τα καταγράφουμε με κάποια γλώσσα (φυσική, γραφική, τυπική,...) εξωτερικά του μοντέλου!

Πάντα, όμως, καταγράφουμε μέσα στο διάγραμμα όσα περισσότερα στοιχεία μπορούμε!!

Μην ξεχνάτε την συνέπεια του διαγράμματος: πρέπει να είναι συντακτικό σωστό!!

Μην ξεχνάτε τα κλειδιά: αφορούν τη συνέπεια των περιεχομένων του διαγράμματος!!

95

Επανάληψη μητήρ πάσας ασυνεπείας...

Customer

Cust-Id

Loan

Loan-Id

C-Name

Σωστό!

Customer

Cust-Id

Loan

Loan-Id

C-NameCust-Id

C-Name

Λάθος!

96

Επανάληψη μητήρ πάσας ασυνεπείας...

Loan

Loan-Id

Cust-IdC-Name

Λάθος επίσης!

Customer

Cust-Id

Loan

Loan-Id

C-Name

Σωστό!

97


Οντότητα ή Γνώρισμα?

Η εκλογή εξαρτάται από το context της μοντελοποίησης και τη σημασία της εν λόγω οντότητας / γνώρισμα. Απλοϊκός κανόνας [συνήθως σωστός]:

Όταν κάτι είναι παραπάνω από ένα όνομα ή ένα id, με αλληλοεξαρτήσεις μεταξύ γνωρισμάτων, τότε είναι οντότητα!

Όταν κάτι μοιράζεται από περισσότερες από μία οντότητες (π.χ., υπάρχουν συσχετίσεις προς αυτό) τότε είναι υποχρεωτικά οντότητα!

Όταν κάτι είναι το «Ν» σε μια συσχέτιση Ν:1, τότε είναι οντότητα! (προτιμήστε οντότητες, αντί για πλειότιμα γνωρίσματα)

98


Οντότητα ή Συσχέτιση?

Υπάρχει ένα «άγραφος» κανόνας που, δοθείσης μιας λεκτικής περιγραφής σχετίζει τα ουσιαστικά με οντότητες και τα ρήματα με συσχετίσεις.

Επικίνδυνος!! (τι είναι η «κατάθεση» χρημάτων?)

99


Δυαδικές ή n-ary συσχετίσεις?Κατ’ αρχήν προσπαθούμε να διατηρήσουμε την πιο φυσιολογική σε σχέση με τον πραγματικό κόσμο!Προσοχή στις n-ary! Παράδειγμα: η σχέση parent. Ενώ μπορεί κάλλιστα να μοντελοποιήσει τριάδες <father,mother,child> (π.χ., Δίας, Ήρα,Άρης), έχει και προβλήματα (π.χ., Δίας,NULL,Αθηνά). Σε τέτοιες περιπτώσεις, τις σπάμε σε δυαδικές (father και mother)…

Πλειότιμα γνωρίσματα ή χωριστές οντότητες?Συνήθως χωριστές οντότητες – σε ειδικές περιπτώσεις πλειότιμα γνωρίσματα...

100


Μην το παρακάνετε με τις ασθενείς οντότητες!!Δεν είναι κακό να φτιάξετε ένα τεχνητό κλειδί, αρκεί να έχει κάποιο λογικό νόημα!!Φτιάχνουμε ασθενείς οντότητες, ΜΟΝΟ αν ένα τεχνητό κλειδί ΔΕΝ έχει νόημα. Απλοϊκός κανόνας: μια ασθενής οντότητα είναι μια καλή εναλλακτική σε ένα πλειότιμο γνώρισμα...

Π.χ., εξαρτώμενα παιδιά υπαλλήλου: αν δεν τα θέλουμε ως πλειότιμο γνώρισμα και μας αφορά απλώς να τα καταγράψουμε

101


Η μεγαλύτερη αρετή του σχεδιαστή είναι η απλότητα των διαγραμμάτων του!

[και η ακρίβεια και η πληρότητα, μην ξεχνιόμαστε, ε?]

Μην ντρέπεστε να βάλετε οντότητες ή συσχετίσεις, αν προκύπτουν από το πρόβλημα.

Μη βάζετε όμως άχρηστες, διότι το διάγραμμα γίνεται πολύπλοκο. Το ER είναι μάλλον δύσχρηστο μοντέλο...

102


Ο σκοπός του ER διαγράμματος είναι να καταγράψει την πραγματικότητα όσο πιο τυπικά γίνεται και να αποτελεί σημείο αναφοράς της διαδικασίας σχεδίασης και υλοποίησης της ΒΔ =>

αυτά που πρέπει να καταγραφούν, πρέπει να είναι μέσα στο διάγραμμά μας (άρα να μην έχουμε ελλείψεις),με σωστό τρόπο (για να τα εννοούν και άλλοι),και μόνο αυτά !!!

103


Εισαγωγή








104

Διαγράμματα Οντοτήτων – Συσχετίσεων (E-R Diagrams)

Παραλληλόγραμμα για τύπους οντοτήτων

Ελλείψεις για γνωρίσματα

Διπλές ελλείψεις για πλειότιμα γνωρίσματα.

Διακεκομμένες ελλείψεις για παραγόμενα γνωρίσματα.

Υπογράμμιση για πρωτεύοντα κλειδιά (στη συνέχεια...)

Ρόμβοι για τύπους συσχετίσεων

Ακμές για να συνδέσουν τύπους οντοτήτων με γνωρίσματα και τύπους συσχετίσεων

105


106

Γραφική Αναπαράσταση Τύπων Συσχετίσεων

107


Άνω όριο

Κάτω όριοΆνω όριο

Κάτω όριο

108

Ρόλοι & Αυτοσυσχετίσεις

Οι ρόλοι είναι ταμπέλες που βάζουμε στις ακμές ενός τύπου συσχέτισης για να δείξουμε περιγραφικά τη σημασία της συμμετοχής ενός τύπου οντοτήτων στον εν λόγω τύπο συσχετίσεων.

109


Ασθενής οντότητα: payment

Μερικό κλειδί: payment-number

Κλειδί του payment : (loan-number, payment-number)

110


Βάσεις Γνώσεων

Documents

Transcript of Βάσεις Γνώσεων