6. Előadás tartalma Adatmodellezés 2

Átírás

1 Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda 1. Tervezési alapelvek 2. Alosztályok 6. Előadás tartalma Adatmodellezés 2 3. Megszorítások modellezése 4. Gyenge egyedhalmazok 5. Szemantikus jelölésrendszer 6. A kiterjesztett E/K jelölésrendszer elemei 7. Az E/K modell anomáliái 1

2 1. Valósághű modellezés Tervezési alapelvek: 2. Redundancia elkerülése 3. Egyszerűség ha nem szükséges, nem veszünk fel új halmazt 4. A megfelelő elem kiválasztása Ha egy dologhoz (főnévhez) több információ kapcsolódik, mint a neve, akkor érdemes egyedhalmazt képezni ehhez a dologhoz. 2

3 Valósághű modellezés Az egyedhalmazoknak és az attribútumoknak tükrözniük kell a valóságot. Színészek hengerekszáma 1. Az attribútumok tartozzanak azon egyedhalmazokhoz, amelynek a tulajdonságát képezik 2. A kapcsolatok valósághűen modellezzék a problémát vagy a követelmény-specifikációt Színészek szerepek Filmek Sok a sokhoz kapcsolat, mert egy színésznek több filmben is lehet szerepe, egy filmhez több színész is tartozhat Vigyázat!!! Egy színész ugyanabban a filmben is játszhat több szerepben 3

4 név szerep cím év Színészek szereplők Filmek Érdekel? Szineszek(név, cím) Filmek(cím, év, hossz, szalagfajta) Szereplők(szNev, FilmCim, gyartev, szerep) sznev FilmCim gyartev szerep Eddie Murphy The Nutty Profesor 1996 Sherman Klu. Eddie Murphy The Nutty Profesor 1996 Buddy Love Eddie Murphy The Nutty Profesor 1996 A.P.J. Klump Eddie Murphy The Nutty Profesor 1996 Ernie Klump Eddie Murphy The Nutty Profesor 1996 Cletus Klump 4

5 Redundancia elkerülése Ha egy információnak a megnevezésén kívül más jellemzője is van, amelyik az alkalmazáshoz szükséges, egyedhalmaz szükséges az ábrázolásához. Kiszámítható attribútumok csak abban az esetben szükségesek, ha valamilyen ELLENŐRZÉSI célt szolgálnak számlaszám ÁFA Sorszám mértékegység Számlák 1 sorai 1..M Számlasorok termék Dátum számlája Összeg egységár darabszám Sorösszeg Sorösszeg=egységár*darabszám Kliensek Összeg=SUM(Sorösszeg)*(1+ÁFA) egy számlára 5

6 Egyszerűség Ne vegyünk fel több elemet az adatbázistervbe, mint amennyi feltétlenül szükséges. A megfelelő kapcsolatok megválasztása Az egyedhalmazokat többféleképpen köthetjük össze kapcsolatokkal. Nem jó megoldás, ha a tervhez hozzáadjuk az összes lehetséges kapcsolatot. 6

7 Színészek Filmek színész stúdiója Szerződik gyártó stúdió gyárt Stúdiók Látszik, hogy a Filmek egyedhalmaz a Stúdiók egyedhalmazzal 2 ágon van összekapcsolva, az egyik a Szerződik kapcsolaton keresztül, a másik a gyárt kapcsolaton keresztül. Ebben a formában körkörös összefüggést kaphatunk, amely csak bizonyos esetekben indokolt, pl., ha megszakítási hibák fordulhatnak elő (lásd előadás végét). 7

8 Szerepel Benne Színészek Filmek Dolgozik Gyártó Stúdiók A Dolgozik kapcsolat redundáns-e vagy sem. Olyan infók is rendelkezésre állhatnak a színészek és stúdiók munkaviszonyáról, melyek nem egy filmen keresztül származtathatók. Ez esetben a színészek és stúdiók közötti közvetlen kapcsolat hasznos lehet és nem redundáns. 8

9 A megfelelő típusú elem megválasztása Nem ajánlott struktúrák 1. lehet olyan, akinek még több telefonszáma van 2. lehet olyan, hogy egy telefonszám több személyhez tartozik Kliensek Telefonszam3 telefonszam1 telefonszam2 Ez helyett ajánlott struktúra Kliensek birtokol Telefonszámok 9

10 Feltételek, amelyeknek teljesülniük kell, hogy attribútumot használjunk és ne egyedhalmazt. E egyedhalmaz a köv. feltételekkel alakítható át: 1. Minden kapcsolat esetén, melyben E részt vesz, nyíl kell mutasson E felé, mindig az egy oldalon kell álljon a sok-egy típusú kapcsolatban 2. Ha E egyedhalmaznak egynél több attribútuma van, akkor egyik attribútum sem függhet a többitől. E egyetlen kulcsa az összes attribútumaiból álló halmaz. 3. Egynél többször nem szerepelhet E egy kapcsolatban. Ha ezek a feltételek teljesülnek, az E halmazt emígy helyettesíthetjük: a) Ha egy másik F halmaz egy R nevű, sok-egy kapcsolaton keresztül kapcsolódik E-hez, akkor R-et elhagyhatjuk és E attribútumait F kapja meg. b) Ha E egy többágú, R nevű kapcsolatban vesz részt, akkor E attribútumait R kapja meg és E-t töröljük a kapcsolatból. Példa: a fizetések egyedhalmaz kialakításának fordítottja. Eltávolítjuk az egyedhalmazt, s a fizetés attribútum a szerződések 10 kapcsolat attribútumává válik.

11 Abban az esetben, ha több stúdió is közreműködik egy film elkészítésében (gyártás, speciális effektusok, terjesztés), a kapcsolat (szerződés) összeköt egy filmet és egy színészt stúdiók halmazával. Ez arra kötelez, hogy a szerződések egyedhalmazzá váljon. Színész Film Színészek Szerződések Filmek Stúdió Stúdiók 11

12 Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda Alosztályok az E/K modellben Szuperosztály Általánosítás azegy Specializáció Alosztály 12

13 hossz cím év műfaj Hangok Filmek azegy azegy fegyver Rajzfilmek Bűnűgyi filmek azegy azegy Bűnűgyi Rajzfilmek 13

14 Megszorítások modellezése az E/K diagramokban Megszorítások típusai: Kulcsok: olyan attribútum vagy attribútumok, amely(ek) egyértelműen meghatározzák az egyedet a halmazon belül, vagyis nincs 2 olyan elem az egyedhalmazban, amelyeknek kulcs-attribútumok értékei megegyeznének. Egyértékűségi megszorítások. Abban az esetben, ha létezik, vagyis az értéke nem NIL (null), akkor nem létezik a halmaznak 2 eleme, amelyiken megegyeznének az értékei. Hivatkozásépség-megszorítások. Megkövetelik, hogy egy objektum által hivatkozott érték létezzen az adatbázisban. Analóg azzal hogy a hagyományos programokban tilos az olyan mutatók használata, amelyek nem mutatnak sehová. Értelmezéstartomány-megszorítások. Egy attribútum értékeit a megadott értékhalmazból vagy értéktartományból veheti fel. Általános megszorítások. Tetszőleges követelmények, amelyeket be kell tartani az adatbázisban. 14

15 Kulcsok jelölése cím év Együtt alkotják a kulcsot Filmek hossz műfaj Egyértékűség Leltárszám Vonalkód Könyvpéldány 15

16 Hivatkozásépség-megszorítások stúdió egyed létezzen minden filmhez az adatbázisban Minden elnök irányít egy olyan stúdiót, amelyik létezik az adatbázisban Filmek Gyártó Stúdiók Vezető Elnökök Értelmezési tartomány megszorítások Korlátozzák az attribútumok felvehető értékeit. Ha a hossz típusa Integer, akkor nem lehet az értéke a 102,6 vagy egyéb nem egész érték. Általános megszorítások Számlák Sorai <10 Számlasorok 16

17 Gyenge egyedhalmazok: Előfordulhat, hogy az egyedhalmaz kulcsában szereplő attribútumok közül néhány, más egyedhalmaz(ok)nak attribútuma. 1. eset, amikor egy egyedhalmaz logikailag vagy fizikailag egy másik egyedhalmaznak a része számlaszám Sorszám darabszám Számlák sor Számlasorok dátum Termék termékkód Termékek 17

18 2. eset, amikor két vagy több egyedhalmaz kapcsolata hozza létre a gyenge egyedhalmazt (kapcsolat átalakítása halmazzá). fizetés Szerződések Színész Stúdió Film műfaj hossz Színészek Stúdiók Filmek név lakcím név cím cím év 18

19 Egyetemi adatbázis készítése a hallgatókról milyen problémát vet fel: Törzsszámot minden helyszínen 1 estől kezdték Hallgatók Törzsszáma NEM kulcs az egyetemi adatbázisban Helyszínek Helyszíni hallgató Hallgatók KÓD Törzsszám 19

20 Gyenge egyedhalmazokra vonatkozó követelmények Egy gyenge egyedhalmaz kulcsa nem származhat bárhonnan. Jelöljük E-vel a gyenge egyedhalmazt. Bármely F egyedhalmaz, amely egy vagy több attribútummal hozzájárul az E kulcsához, kapcsolódnia kell egy R kapcsolaton keresztül az E halmazhoz. 1. R-nek bináris sok-egy kapcsolatnak kell lennie, amelynek az egy oldala az F egyedhalmaznál van. 2. R-ben hivatkozásépség érvényesül E-től F irányába 3. F azon attribútumai, amelyek benne vannak az E kulcsában, benne vannak az F kulcsában is 4. Ha F maga is gyenge egyedhalmaz, akkor F azon kulcsattribútumai, amelyek benne vannak az E kulcsában lehet, hogy az F-hez sok-egy kapcsolattal kapcsolódó másik egyedhalmaz attribútumai. TRANZITIVITÁS 5. Ha több sok-egy kapcsolat is vezet az E-ből az F-be, akkor minden kapcsolaton keresztül segíthetik F kulcsattribútumai E kulcsának kialakítását 20

21 Bercki Zoltán TDK dolgozatából. Üzletek nyitvatartásáról szól. 21

22 A szemantikus jelölésrendszer A szemantikus jelölésrendszerben az egyedeket is feltüntetjük. Ezek kapcsolatain keresztül láthatóvá válik a kapcsolat típusa A szemantikus hálózati diagramokban a következő jeleket használjuk: jelöli az egyedeket jelöli a kapcsolat-egyedeket jelöli az egyedhalmazokat és a kapcsolat-halmazokat A hálózat kialakítása az egyedek és kapcsolat-egyedek összekapcsolásából alakul ki. A kapcsolat-egyedeknek csak egy bemenő és egy kimenő kapcsolatuk van 22

23 Szemantikus diagram a hallgatók vizsgázásáról hallgató vizsgázik vizsga h1 h2 h3 h4 h5 vz1 vz2 vz3 vz4 vz5 v1 v2 v3 23

24 A kiterjesztett Egyed/Kapcsolat jelölésrendszer elemei 1. Az összetett atribútumok jelölése 2. A kiszámítható attribútum jelölése Iránysz helység házszám törzsszám megye cím feljáró utcatip utcanév emelet Hallgatók vizsgázik Vezetéknév keresztnév név átlag Vizsgák 24

25 Az Egyed-Kapcsolat modell anomáliái 1. Legyező típusú csapda hozzátartozik 1 Évfolyam 1 összetevődik 1..M 1..M Hallgatók Csoportok Akkor lehetséges, mikor legalább két olyan kapcsolat köt össze egy egyedhalmazt, amelyik 1:N és az 1 oldal van az egyedhalmaznál 25

26 Legyező csapda szemantikus modellje hallgató hozzátartozik évfolyam összetevődik csoport h1 ht1 ef1 ö1 cs1 ef2 h6 ef3 ht6 ö5 cs5 Nem tudjuk megmondani, hogy melyik hallgató melyik csoportba tartozik. 26

27 A legyező csapda anomáliájának feloldása összetevődik 1..M Csoportok 1 hozzátartozik 1 1..M Évfolyamok Hallgatók Látszik, hogy kialakult egy normális sorrend, vagyis a kisebb, nagyobb, még nagyobb, vagyis hallgató része egy csoportnak, amelyik része egy évfolyamnak. 27

28 Legyező csapda feloldásának szemantikus modellje Évfolyam összetevődik csoport hozzátartozik hallgató ef1 ö1 cs1 ht1 h1 ef2 ef3 ö5 cs5 ht6 h6 Meg tudjuk megmondani, hogy melyik hallgató melyik csoportba tartozik. 28

29 Megszakítási csapda kitűz 1..M Projektek 0..1 választ 1 Professzorok Hallgatók 0..M Az ugyanazon tantárgyat leadó különböző professzorok kitűznek bizonyos projekteket. Egy prof legalább egy projektet kell kitűzzön, amelyik nem lehet kétszer a projektek egyedhalmazban. A feladat komplexitása függvényében egy vagy több diák (csoportosulva) dolgozzák ki a projektet. A diákok annál a professzornál kell vizsgázzanak, akinél a projektet csinálták 29

30 Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda Megszakítási csapda szemantikus modellje Professzor kitűz projekt választ hallgató p1 ht1 P1 v1 h1 p3 ht6 P6 v4 h5 30

31 Ha egy hallgató nem választott egy projektet sem (másfajta vizsgázási módot választott), nem tudjuk, hogy melyik professzornál kellene vizsgázzon. A csapda feloldását egy új kapcsolat bevezetésével lehet megoldani kitűz 1..N Projektek 0..1 választ 1 Professzorok vizsgáztat Hallgatók 1..N 31

32 Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda Ellenőrző kérdések 1. Tervezési alapelvek 2. Megszorítások modellezése 3. Gyenge egyedhalmazok 4. A szemantikus jelölésrendszer 5. Az E/K modell anomáliái és azok feloldása Bibliográfia: Sitar-Tăut Dan-Andrei, Baze de date distribuite, Risoprint, Cluj-Napoca, 2005, pp Ullman, J.D.-Widom J., Adatbázis-rendszerek. Alapvetés, Panem- Prentice-Hall, 1998, pp