Transcript Atribut - Vegova

Entitetno relacijski
model podatkov
Postopek načrtovanja PB

Splošni cilj razvijalcev IS:
razvoj aplikacij, ki bodo
podpirale dana opravila v
realnem svetu.

Načrtovanje podatkovne baze postopek opredelitve in razvoja
strukture PB

V času načrtovanja podatkovne
baze naredimo formalni model
nekaterih aspektov (vidikov)
realnega sveta – to je 'minisveta' ali 'problemske domene‘

Mera za pravilnost načrtovane
sheme PB = realni svet 
vsebina PB mora odražati
podatke, pravila in izjeme iz
realnega sveta.
2
Problemi načrtovanja PB

Nepoznavanje področja
 načrtovalec problemskega področja načeloma ne pozna. Zato se mora najprej
seznaniti in potem podrobno spoznati domeno problema in bodoče aplikacije.

Pravila in izjeme
 Poleg pravil v realnem svetu obstaja tudi veliko izjem. Realni svet in njegovo
okolje sta dinamična sistema, ki se pogosto spreminjata. Načrtovalec pri
svojem delu mora upoštevati vsa pravila in tudi vse izjeme. Hkrati mora
narediti sistem dovolj fleksibilno shemo, ki bo prilagojena bodočim
spremembam.

Velikost
 Načrti PB so pogosto zelo kompleksni za človeka težko obvladljivi.

Ključno sodelovanje z uporabniki
3
Postopek izdelave PB
Mini svet
Zbiranje in
analiza zahtev
Izbira
Izbira
SUPB-ja
SUPB-ja
Zahteve uporabnikov
Konceptualno
načrtovanje
Odvisno od SUPB-ja
Konceptualna shema
Logično
načrtovanje
Logična shema
Fizično
načrtovanje
Notranja
Notranjashema
shema
4
Opis faz izdelava PB
1. Zbiranje in analiza zahtev
spoznavanje segmenta realnega sveta ('mini sveta‘), ki ga bo predstavil z
modelom
Razumevanje:
–katere podatke je potrebno hraniti v PB,
–kako so podatki povezani,
–katere operacije se izvajajo nad podatki in
–kako bodo uporabniki uporabljali PB.
uporabniki
2. Konceptualno načrtovanje
razvijalec pod. sistema
Izdelati konceptualni načrt oz. konceptualno shemo PB
Konceptualni načrt zajema tudi omejitve, ki se nanašajo na podatke.
Za predstavitev konceptualnega načrta se uporabljajo:
–entitetno – relacijski diagrami,
–diagrami razredov (UML notacija) in
–diagrami objekt-vloga (Object-role model).
5
Opis faz izdelava PB (nad.)
3. Izbira SUPB-ja (vodja projekta + uporabniki)
4. Logično načrtovanje
–Transformacija: konceptualne sheme  podatkovni model, ki ga
podpira izbrani SUPB.
–natančen pregled dobljene logične sheme in iskanje morebitnih napak
–Preverjanje, ali je PB normalizirana (preverimo funkcionalne odvisnosti
med atributi, ali obstaja nepotrebno podvajanje podatkov, …).
5. Fizično načrtovanje podatkovne baze
–izboljšanje performans končnega sistema
–določamo indekse in parametre shranjevanja podatkovne baze
–Identificiramo različne skupine uporabnikov in preverjamo ustreznost
performans PB glede na potrebe in zahteve uporabnikov
6
Cilji konceptualnega modela

Izhodišče za razvoj podatkovnega sistema
Komunikacija z naročniki in vodstvom
Dokumentacija
Zagotavljanje kakovosti
Modularnost (lažje obvladovanje kompleksnih primerov)

Značilnosti ER modela




– Avtor: Peter Pin-Shan Chen (1976)
– semantična usmerjenost (usmerjen v pomensko predstavitev realnega
sveta)
– izrazna grafična notacija  boljši pregled nad strukturo podatkov
– nazorna preslikava realni svet  podatkovni model
– omogoča dobro komunikacijo z uporabniki (lažje jih vključimo v proces
validacije načrta)
7
Orodja
CaseStudio
 ERWin (Computer Associates)
 Oracle Designer
 DeZign for Databases
 MS Visio
 Open Source: DB Designer, MyERD

8
Primer težav pri komunikaciji:
uporabniki  načrtovalec
9
Osnovni konstrukti ER modela
Entiteta, entitetni tip
 Atribut, tip podatkovnih elementov
 Entitetni identifikator (ključ entitetnega
tipa)
 Razmerje, tip (števnost) razmerja
 Močne / šibke entitete

10
Entiteta, entitetni tip

Entiteta
– objekti (osebki) iz realnega sveta o katerih zbiramo, obdelujemo in
hranimo podatke in informacije
– Primeri entitet:
človek Miha Novak, knjiga Vojna in mir, tečaj Angleščina 1, avto Ford
Fiesta, …
– Pomembno: mora obstajati možnost razlikovanja med posameznimi
entitetami! (vsaka entiteta mora imeti neko lastnost, po kateri lahko
enolično opredelimo posamezno entiteto)
– Tej lastnosti pravimo tudi entitetni identifikator ali ključ entitete

Entitetni tip
– predstava o množici podobnih entitet
– podobnost entitete določamo glede na vrste informacij, ki jih želimo
hraniti o entitetah
– je abstraktna predstavitev entitet, ki imajo enake atribute
11
Atribut, tip podatkovnih elementov




Atribut
– lastnost ali značilnost neke entitete ali razmerja med entitetami.
– Vrednost atributa je podatkovni element nekega podatkovnega tipa
(niz, število, …) in ga je možno prikazati v neki vidni ali slišni obliki
(zaslonski prikaz, natisnjena oblika, zvok …)
Opcijski atribut
– Atribut, katerega vrednost je lahko tudi NULL
Enovrednostni / večvrednostni atribut
– Atribut neke entitete ima le eno vrednost (ime, datum rojstva, ….)
– Atribut neke entitete ima več vrednosti (e-mail, telefon, …) // za
potrebe relacijske PB jih s pomočjo razmerja preoblikujemo v
enovrednostne atribute
Oznake za števnost atributa:
–
–
–
–

(1,1)
(0,1)
(1,n)
(0,n)
– zahtevan vnos, enovrednostni atribut
- opcijski enovrednostni atribut
- zahtevan vnos, večvrednostni atribut
– opcijski večvrednostni atribut
Tip podatkovnih elementov
–
–
–
Vsak podatek pripada določenemu tipu (nizi znakov, števila, datumi, slike, …).
Večina SUPB-jev ima določeno število vnaprej definiranih tipov podatkov, ki jih podpirajo.
Dokončna izbira tipa podatkovnih elementov se opravi v fazi fizičnega načrtovanja
12
Razmerje med entitetnimi tipi
Razmerje opredeljuje povezavo med
entitetnimi tipi
 ER model dovoljuje povezovanje
poljubnega števila entitetnih tipov, CASE
orodja pa omogočajo je binarna razmerja

13
Simboli v ER diagramu (teoretično)
14
Entitetni identifikator (ključ
entitetnega tipa / primarni ključ)

Definicija: Ključ entitetnega tipa E je atribut (ali več atributov
skupaj), ki enolično določajo / identificirajo posamezni primerek
entitetnega tipa (entiteto).

Ključ entitetnega tipa ni nikoli opcijski atribut  njegova vrednost mora biti
podana.

Primarni ključ nekega entitetnega tipa je možno deklarirati tudi kot sestavljenko
iz dveh ali več atributov // slabo  dolgi ključi =>daljše (večje) indeksne
datoteke =>počasnejše delovanje PB

Pri grafični predstavitvi entitetnega tipa z atributi, imena atributov, ki sestavljajo
primarni ključ (entitetni identifikator) podčrtamo:
15
Števnost (kardinalnost) razmerja





Entiteta je lahko v razmerju z nič, eno ali več entitet drugega
tipa (teoretično)
Praksa: obstajajo pravila, ki govorijo o dovoljenjem številu
pojavitev neke entitete v nekem konkretnem razmerju
Ta pravila predstavimo s števnostjo razmerja
Notacija: (min,max) število pojavitev entitete v razmerju
Kardinalnost opredelimo za vsak entitetni tip posebej
16
Značilne števnosti razmerja
 1:1
(ena proti ena)
 1:M (ena – mnogo) oziroma M:1
(mnogo proti ena)
 M:N (mnogo proti mnogo)
// zaradi poenostavitve je splošna praksa, da se za števnost razmerja beleži le
max. števnost na obeh straneh razmerja
17
Udeležba (participacija) entitete v
razmerju
popolna ali totalna participacija: vsak
primerek entitetnega tipa (vsaka entiteta) se
mora udeležiti v razmerju
 delna ali parcialna participacija: entitete se
lahko udeležijo ali pa ne udeležijo razmerja.


Minimalne kardinalnosti ne vplivajo na klasifikacijo (razvrstitev) razmerji
med osnovne zvrsti 'ena proti ena', ' ena proti mnogo' in ' mnogo proti
mnogo'.
18
Alternativne (veljavne) notacije
CASE Studio
DBDesigner
19
Vaja za oceno
Izdelaj ER diagram za potrebe kina.
 Upoštevaj, da:

– ima kino več dvoran
– Predvaja več filmov
– Ima različne termine predvajanja
– Sedeži so oštevilčeni
20
Izdelava PB s pomočjo CASE orodja

Izdelaj konceptualni model (ER diagram):
–
–
–
–
–
–
–




Dodaj entitetne tipe
Entitetne tipe opiši z atributi
Določi entitetni identifikator // če ga ni, dodaj ID ali šifro
Poveži entitetne tipe
Povezavi dodaj (morebitne) atribute
Preveri (verificiraj in validiraj )model
Shrani, izdelaj dokumentacijo
=====
Izberi SUPB
Izdelaj skripto za ciljni SUPB
Kreiraj PB
21
Močne in šibke entitete

Značilnost močnega entitetnega tipa:
 ključ sestavlja(jo) le atribut(i), ki pripada(jo) temu
entitetnemu tipu

Šibka enititeta:
 ne more obstajati brez svoje starševske entitete
 med šibko in močno entiteto vedno obstaja razmerje, ki s
kardinalnostjo (1:1) kaže proti močni entiteti
 ključ starševske entitete se prenese šibki entiteti kot zunanji
ključ in postane sestavni del ključa šibke entitete
22
Primer močnega in šibkega
entitetnega tipa
Case Studio:
-Močno in šibko entiteto povežemo z ‘identifying relationship’
-Dve močni entiteti povežemo z ‘non-identifying relationship’
23
Pasti ER načrtovanja
Najpogostejše pasti pri ER načrtovanju so
pasti ‘povezovanja’
 Najbolj znani sta:

– ‘fan-trap’
– ‘chasm-trap’
24
‘fan trap’
Do fan pasti pride, ko model predstavlja razmerje med entitetnima tipoma,
vendar so števnosti teh povezave nastavljene tako, da so povezave med
posameznimi entitetami dvoumne.
 Pojavlja se načeloma takrat, ko iz enega entitetnega tipa izhajata dve 1:m
povezavi.


V katerem oddelku dela Miha Novak?
25
‘fan – trap’ - rešitev
preoblikovanje originalnega ER modela tako, da razmerja prestavimo
(uredimo) tako, kot v resnici obstajajo
 Primer: Delavec dela v oddelku, oddelek se nahaja na lokaciji.

26
‘chasm-trap’
model nakazuje obstoj razmerja med entitetnimi tipi, vendar ne obstaja
pot med posameznimi konkretnimi entitetami.
 Pojavlja se, ko na poti med dvema povezanima entitetama obstaja
razmerje z delno udeležbo.


kateri učbeniki obstajajo za kateri predmet?
27
‘chasm– trap’ - rešitev
Chasm past rešimo z dodajanjem manjkajočih relacij.
 V ER diagramu manjka relacija 'obstaja', ki neposredno povezuje
entitetna tipa Predmet in Učbenik.

28