Adatbázisok. 1. gyakorlat. Adatmodellezés október október 1. Adatbázisok 1 / 42

Átírás

1 Adatbázisok 1. gyakorlat Adatmodellezés október október 1. Adatbázisok 1 / 42

2 Elérhet ség Web: szeged.hu/~mkatona Fogadóóra: Kedd Árpád tér es szoba október 1. Adatbázisok 2 / 42

3 A mai gyakorlat anyaga E-K modell E-K modellb l relációs adatbázisséma Funkcionális függés, redundancia Normalizálás (2NF, 3NF) október 1. Adatbázisok 3 / 42

4 Adatmodellezés Az adatbázis-alapú rendszerek tervezésének alapvet része Az adatmodellezés legtöbbször két fázisú: Egyed-kapcsolat diagram Relációs adatmodell október 1. Adatbázisok 4 / 42

5 E-K modell A valós világ jelenségeit egyedekkel, tulajdonságokkal és kapcsolatokkal leíró modell Adatok típusai: Egyszer (atomi) adat: szám, string, dátum, logikai érték Összetett adat: struktúra, halmaz, lista vagy ezek kombinációi NULL (NEM ekvivalens a null értékkel) E-K diagram részei: Egyed - létez dolog, amelyet tulajdonságokkal írunk le október 1. Adatbázisok 5 / 42

6 E-K diagram további elemei Kapcsolat - két egyed közötti viszony Attribútum - valamilyen típusú adat, amely jellemz az egyedre Kulcs - az attribútumok azon legsz kebb részhalmaza, amelyek egyértelm en azonosítják az egyedet október 1. Adatbázisok 6 / 42

7 E-K diagram további elemei Összetett attribútum - maga is több attribútumból áll Többérték attribútum lehet, pl. szerz k - aktuális értéke halmaz vagy lista október 1. Adatbázisok 7 / 42

8 Kapcsolatok típusai Bináris kapcsolatok 1:1 - minden egyedhez legfeljebb egy másik egyed tartozhat 1:N - minden egyedhez több egyed tartozhat N:M - több egyedhez több másik fajta egyed tartozhat október 1. Adatbázisok 8 / 42

9 Kapcsolatok típusai Sokágú kapcsolat - kett nél több egyed között (helyettesíthet több kétágú kapcsolattal is, de így sokkal kifejez bb) október 1. Adatbázisok 9 / 42

10 Önmagával kapcsolatban álló egyed El fordulhat, hogy egy egyed önmagával áll kapcsolatban (pl. munkahelyi hierarchia modellezése) Ez a modell nem zárja ki a körkörös hivatkozásokat A kapcsolat típusa lehet 1:1, 1:N és N:M is október 1. Adatbázisok 10 / 42

11 Gyenge egyed Az attribútumai nem határozzák meg egyértelm en (A kapcsolataival együtt viszont már egyértelm en meghatározott lesz) A meghatározó kapcsolat az, ami azonosítja október 1. Adatbázisok 11 / 42

12 Specializáló kapcsolatok Ha valamilyen általános egyed altípusait szeretnénk modellezni Alakzat - kör, négyzet, háromszög Járm - vízi, légi, szárazföldi Helyiség - tanterem, gépterem, iroda Az altípusok öröklik a f típus attribútumait, de lehetnek saját attribútumaik is október 1. Adatbázisok 12 / 42

13 Feladat - Nemzetközi táncverseny Olyan relációs adatbázist szeretnénk létrehozni, amely egy nemzetközi táncversenyen résztvev csoportok adatait tartalmazza. Tároljuk a csoport nevét, nemzetiségét, a csoport átlagéletkorát és a verseny folyamán elért pontszámot. E mellett tároljuk a bemutatott tánc nevét, valamint a zenére vonatkozó adatokat, azaz a zene m faját, a szám címét és el adóját. Feltételezzük, hogy: 1 egyféle táncot több csoport is táncolhat, 2 egy csoport több táncot is el adhat, 3 a versenyen nincs kikötés a táncra vonatkozóan, így bármilyen táncot be lehet mutatni, 4 a zenét egyértelm en azonosítja a címe, azaz nincs két azonos cím szám, 5 egy csoportban csak azonos nemzetiség ek táncolnak. A tánc m faja, valamint a csoportok nemzetisége csak meghatározott értékeket vehet fel október 1. Adatbázisok 13 / 42

14 Megoldás I október 1. Adatbázisok 14 / 42

15 Megoldás II október 1. Adatbázisok 15 / 42

16 Feladat - Orvosi betegnyilvántartó rendszer Készítsünk EK-diagramot egy háziorvosi betegnyilvántartó rendszerhez! Az orvosok elvárásainak megfelel en az adatbázisnak tartalmaznia kell a betegek személyi adatait, gyógyszerérzékenységüket, az egyes vizsgálatok id pontjait és a felírt gyógyszereket. Feltételezzük, hogy: 1 egy vizsgálaton több betegség is diagnosztizálható, 2 egy betegségre több gyógyszer is felírható, 3 egy-egy páciens több gyógyszerre is lehet érzékeny, 4 egy vizsgálatot a dátum és a vizsgálat kódja határoz meg egyértelm en október 1. Adatbázisok 16 / 42

17 Megoldás október 1. Adatbázisok 17 / 42

18 Az adatbázisok szolgáltatásai Több felhasználó párhuzamosan olvashatja, b vítheti, módosíthatja és törölheti az adatokat Az adatok konzisztenciájának és biztonságának biztosítása Eszközök az adatok biztonsági mentésére, vissza- és helyreállítására Nagy mennyiség adat hatékony kezelése Nagyszámú felhasználó kiszolgálása október 1. Adatbázisok 18 / 42

19 A relációs adatmodell Az egyedeket, tulajdonságokat és kapcsolatokat egyaránt táblázatok, ún. adattáblák segítségével adja meg Az adattábla sorokból és oszlopokból áll. Egy sorát rekordnak nevezzük, amely annyi mez b l áll, ahány oszlopa van a táblának október 1. Adatbázisok 19 / 42

20 A relációs adatbázisséma Minden adattáblához tartozik egy relációséma, amely annak szerkezetét írja le R(A 1,..., A n ), ahol R relációséma, és A 1,..., A n attribútumok Az attribútumok egy részhalmaza lehet kulcs, ezeket aláhúzással jelöljük Az el z példa sémája: Vev (Vev kód, Vev név, Vev cím) október 1. Adatbázisok 20 / 42

21 Kulcsok Egy relációséma attribútumainak egy olyan, minimális elemszámú részhalmaza, amely az adott séma feletti tetsz leges tábla bármely két sorában különbözik A kulcs egyértelm en azonosítja a tábla egy sorát Egy táblához több kulcs is tartozhat! (Ezek közül egyet kiválasztunk, és ez lesz az els dleges kulcs.) Ami nem kulcs, az másodlagos attribútum október 1. Adatbázisok 21 / 42

22 Kulcsok A kulcs egyértelm en azonosítja az egyedet Küls kulcs: az attribútumok azon részhalmaza, amely egy másik adatbázisséma els dleges kulcsára való hivatkozás Jelölése szaggatott vonallal aláhúzva Az EK-modellben megismert kapcsolatok a relációs modellben küls kulcsok formájában jelennek meg Összes egyedet és kapcsolatot átírtuk relációsémákra, és meghatároztuk a kulcsokat és küls kulcsokat relációs adatbázisséma október 1. Adatbázisok 22 / 42

23 E-K diagramból relációséma - egyedek leképezése Minden egyednek létrehozunk egy relációsémát Kulcs: az egyed kulcsattribútuma Könyv(Könyvszám, Szerz, Cím) Olvasó(Olvasószám, Név, Lakcím) október 1. Adatbázisok 23 / 42

24 E-K diagramból relációséma - gyenge egyedek leképezése A gyenge entitás relációsémáját b víteni kell a meghatározó kapcsolat(ok)ban szerepl egyed(ek) kulcsával Tulajdonos(Személyiszám, Név, Lakcím) Számítógép(Processzor, Memória, Merevlemez, Személyiszám) október 1. Adatbázisok 24 / 42

25 E-K diagramból relációséma - összetett attribútumok leképezése Szétbontjuk (az elemeivel helyettesítjük) Tfh. Lakcím attribútum (Helység, Utca, Házszám) struktúra Ekkor: Olvasó(Olvasószám, Név, Lakcím) helyett Olvasó(Olvasószám, Név, Helység, Utca, Házszám) október 1. Adatbázisok 25 / 42

26 E-K diagramból relációséma - többérték attribútumok leképezése Pl. ha egy könyvnek több szerz je van 1 Megadás egyérték attribútumként (az értéknél vessz kkel felsoroljuk a szerz ket) Hátrány, hogy a szerz ket nem tudjuk külön-külön kezelni, valamint sok szerz nem fér el a megadott mez ben 2 Sorok többszörözése (annyi sort veszünk fel egy könyvhöz, ahány szerz je van) 3 Új tábla felvétele Könyv(Könyvszám, Szerz, Cím) helyett Könyv(Könyvszám, cím) Szerz (Könyvszám, Név) október 1. Adatbázisok 26 / 42

27 E-K diagramból relációséma - kapcsolatok leképezése Új séma felvétele Neve a kapcsolat neve Attribútumai a a kapcsolódó entitások kulcs attribútumai, valamint a kapcsolat saját attribútumai Ha ezen séma kulcsa megegyezik valamely egyed kulcsával, akkor a kapcsolat és az egyed sémája összevonható október 1. Adatbázisok 27 / 42

28 E-K diagramból relációséma - bináris kapcsolatok Bináris kapcsolatok leképezése: 1:1 kapcsolat esetén kiválasztjuk a kapcsolatban részt vev két entitást egyikét (bármelyiket) a kiválasztott entitás sémájába új attribútumként felvesszük a másik entitás kulcs attribútumait, valamint a kapcsolat attribútumait 1:N kapcsolat esetén Az "N" oldali entitás sémájába új attribútumként felvesszük a másik entitás kulcs attribútumait, valamint a a kapcsolat attribútumait N:M kapcsolat esetén új sémát veszünk fel, amelynek attribútumai a kapcsolódó entitások kulcs attribútumai, valamint a kapcsolat saját attribútumai október 1. Adatbázisok 28 / 42

29 EK diagram - Taxi október 1. Adatbázisok 29 / 42

30 Relációs adatbázisséma - Taxi Sof r(sof r_id, név, igazolvány_szám, jogosítvány_szám, jogosítvány_lejárat, irsz, város, utca, résztvev i_státusz) Állandós(sof r_id, munkaid ) Beugró(sof r_id, ráérés) Járm (rendszám, típus, márka, megtett_km, szín, fér hely, sof r_id) Üzemanyag(ár, típus, rendszám, üzem_azon) Fuvar(cél_cím, indul_cím, indul_dátumid, útvonal_hossza, útvonal_ideje, sof r_id, rendszám, tarifa_azonosító) Tarifa(tarifa_azonosító, tarifa_neve, km_ára) október 1. Adatbázisok 30 / 42

31 Funkcionális függ ség Legyen R(A 1,..., A n ) egy relációséma, P, Q {A 1,..., A n }. P- t l funkcionálisan függ Q (jelölés: P Q), ha bármely R feletti T tábla esetében valahányszor két sor megegyezik P-n, akkor megegyezik Q-n is Pl. {EHA} {Név, Lakcím} október 1. Adatbázisok 31 / 42

32 Redundancia Ugyanaz az adat több helyen jelenik meg (egyszeri tárolás elegend lenne) Redundáns a következ sémának megfelel adattábla is: KÖNYV(könyvszám, szerz, cím, kiadás, m faj, oldalak száma) október 1. Adatbázisok 32 / 42

33 1NF - Els normálforma Egy relációséma 1NF-ben van, ha az attribútumok értéktartománya egyszer (atomi) adatokból áll (nem tartalmat pl. listát vagy struktúrát) A struktúrákat elemeivel helyettesítjük - pl: lakcím A listákat külön sémába vesszük fel B vítjük a tartalmazó séma kulcsával a tartalmazó sémából teljesen eltávolítjuk a listát október 1. Adatbázisok 33 / 42

34 Feladat Adott az alábbi struktúra: számla(számlaszám, dátum, vev kód, vev név, vev cím, sorok) A sorok mez a számlán szerepl sorokat jelzi Egy sor felépítése a következ : (árukód, árunév, egységár, mennyiség) Egy sort az árukód egyértelm en azonosít október 1. Adatbázisok 34 / 42

35 Feladat - Relációsémák és táblák számla(számlaszám, dátum, vev kód, vev név, vev cím) sorok(számlaszám, árukód, árunév, egységár, mennyiség) október 1. Adatbázisok 35 / 42

36 2NF - Második normálforma Egy relációséma 2NF-ben van, ha minden másodlagos attribútum teljesen függ bármely kulcstól Másodlagos: nem része egyik kulcsnak sem Kulcstól teljesen függ: csak az egész kulcstól függ, azaz a részhalmazaitól nem Példa: VIZSGATELJESÍTÉS(kurzuskód, kurzusnév, dátum, jegy) A jegy teljesen függ a kulcstól, de a kurzus neve már nem, mert az csak a kurzuskódtól függ október 1. Adatbázisok 36 / 42

37 2NF-re hozás Eredeti séma: sorok(számlaszám, árukód, árunév, egységár, mennyiség) Kulcs: {számlaszám, árukód} Függ ség: {árukód} {árunév} október 1. Adatbázisok 37 / 42

38 2NF Eredeti séma: sorok(számlaszám, árukód, árunév, egységár, mennyiség) Felbontás az {árukód} {árunév} függ ség mentén: sorok(számlaszám, árukód, egységár, mennyiség) áruk(árukód, árunév) október 1. Adatbázisok 38 / 42

39 3NF - Harmadik normálforma Egy relációséma 3NF-ben van, ha minden másodlagos attribútuma közvetlenül függ bármely kulcstól (A B C) Ha K kulcs, és K B C, ahol C az összes B-t l függ másodlagos attribútum, akkor a sémát felbontjuk a B C függ ség szerint R(A) sémát az alábbi sémákkal helyettesítjük: R1(B C) - ami a második függ ségben részt vesz R2(A - C) - a B-t l függ dolgokat kivéve október 1. Adatbázisok 39 / 42

40 3NF-re hozás Eredeti séma: számla(számlaszám, dátum, vev kód, vev név, vev cím) Kulcs: {számlaszám} Tranzitív függés: {számlaszám} {vev kód} {vev név, vev cím} október 1. Adatbázisok 40 / 42

41 3NF Eredeti séma: számla(számlaszám, dátum, vev kód, vev név, vev cím) Felbontás a {vev kód} {vev név, vev cím} függ ség mentén: számla(számlaszám, dátum, vev kód) vev k(vev kód, vev név, vev cím) október 1. Adatbázisok 41 / 42

42 1. feladat Az R(A, B, C, D, E, F ) relációsémában az E attribútum az E 1, E 2, E 3 attribútumokból tev dik össze, és az alábbi funkcionális függ ségeket feltételezzük: 1 B DEF 2 E 2 E 1 Határozzuk meg a séma kulcsát, és hozzuk a sémát 1NF, 2NF, 3NF alakra! október 1. Adatbázisok 42 / 42