Modello concettuale di dati. Fornisce una serie di strutture (costrutti) per descrivere un problema in modo chiaro e semplice. I costrutti vengono utilizzati per definire schemi che descrivono struttura (come sono organizzati) e occorrenze (quanto frequentemente vengono utilizzati) dei dati.
Modello Entità-Relazione (E-R)
Rappresentano classi di oggetti (cose, fatti ecc.) con proprietà comuni ed esistenza propria, indipendente dall’applicazione.
Es. Città, Dipartimento, Impiegato
Un’occorrenza di una entità è un oggetto della classe corrispondente.
NB Un’occorrenza di una entità è l’oggetto in sé, non un insieme di valori che lo rappresentano. E’ un concetto.
Quindi nel modello E-R un’entità può esistere indipendentemente dalle sue proprietà, al contrario di quanto accade nel modello relazionale.
Entità
Rappresentano relazioni logiche tra due o più entità.
Residenza è una relazione fra Impiegato e Città Marini-Firenze è un’occorrenza della relazione.
Fornitura è una relazione fra Prodotto, Fornitore e Dipartimento
L’insieme delle occorrenze di una relazione è una relazione matematica e non ammette duplicati.
Esistono anche relazioni ricorsive.
Collega mette in relazione due occorrenze della stessa entità Impiegato
Relazioni (associazioni)
Descrivono le proprietà elementari di entità o relazioni.
Associano un valore (appartenente ad uno specifico dominio) ad ogni elemento di un’occorrenza di entità o relazione.
A volte non si riportano nello schema grafico, ma solo nella documentazione.
Se più attributi sono logicamente correlati fra loro possono essere riuniti in un attributo composto.
Es. Indirizzo può essere composto da Via, N.Civico e CAP.
Attributi
• Ogni entità ha un nome che la identifica univocamente nello schema:
– I nomi devono essere per quanto possibile espressivi
– Convenzioni
• Si usa il singolare
Si rappresenta di solito con un rettangolo
Studente
Entità
• Ogni relazione ha un nome che la identifica univocamente nello schema:
– I nomi devono essere per quanto possibile espressivi
– Convenzioni
• Si usa il singolare
• Si usano sostantivi anziché verbi (se possibile)
Le relazioni si rappresentano di solito con un rombo
Studente Esame Insegnamento
Relazioni
Viene associata ad ogni entità coinvolta in una relazione ed indica il numero minimo e massimo di occorrenze di tale entità nella relazione. In genere si usano solo 0,1,N.
N indica genericamente ‘più di una occorrenza’
Cardinalità delle relazioni
Se la cardinalità minima è 0, la partecipazione dell’entità alla relazione è detta opzionale; se è 1 è detta obbligatoria.
La cardinalità massima può essere 1 o N (molti).
La cardinalità massima delle entità coinvolte in una relazione è utilizzata per classificarle:
• Se la cardinalità max è 1 per entrambe le entità coinvolte la relazione è detta di tipo uno a uno
• Se la cardinalità max è 1 per un’entità ed N per l’altra le relazioni è detta di tipo uno a molti
• Se è N per entrambe è detta di tipo molti a molti
Cardinalità delle relazioni
Esame
Studente Corso
(0,N) (0,N)
Scalata
Montagna Alpinista
(0,N) (1,N)
Abilitazione
Macchinista Locomotore
(1,N) (1,N)
Relazioni ‘molti a molti’
Impiego
Persona Azienda
(0,1) (0,N)
Ubicazione
Cinema Località
(1,1) (0,N)
Ubicazione
Comune Provincia
(1,1) (1,N)
Relazioni ‘uno a molti’
Titolarità
Professore Cattedra
(0,1) (0,1)
Titolarità Professore
di ruolo Cattedra
(1,1) (0,1)
Titolarità Professore
di ruolo
Cattedra coperta
(1,1) (1,1)
Relazioni ‘uno a uno’
Descrive il numero minimo e massimo di valori dell’attributo associati ad ogni occorrenza di entità o relazione. Di solito la cardinalità è (1,1) e viene omessa.
A volte il valore può essere nullo o più valori possono essere associati ad una stessa occorrenza di una entità.
Come per le entità coinvolte in una associazione, si usano i termini opzionale o obbligatorio per indicare quegli attributi che hanno cardinalità minima, rispettivamente, pari a 0 o 1.
Un attributo con cardinalità max. = N si dice multivalore.
Gli attributi multivalore possono essere sostituiti con relazioni. Es. una persona può avere più n. di telefono
Cardinalità degli attributi
Si specificano per descrivere i concetti che permettono di identificare univocamente un’entità.
Se un certo numero di attributi propri dell’entità sono sufficienti ad identificarla univocamente si parla di identificatore interno o chiave.
Se sono richiesti attributi di altre entità per identificare univocamente un’entità si parla di identificatore esterno.
Es. Studente non è identificato univocamente da Matricola se nella base di dati si contempla la presenza di più Università. Il nome dell’Università è un identificatore esterno per Studente.
Identificatori delle entità
Considerazioni generali:
• un identificatore può essere composto da uno o più attributi e deve avere cardinalità (1,1), cioè, come per la chiave primaria nel modello relazionale, un identificatore è unico e deve essere specificato
• se si coinvolgono altre entità in un identificatore ognuna deve essere membro di una relazione cui l’entità da identificare partecipa con cardinalità (1,1), cioè ad ogni istanza dell’entità da identificare deve corrispondere una ed una sola istanza dell’entità esterna
Identificatori delle entità
• un identificatore esterno può coinvolgere entità che a loro volta sono identificate esternamente, purché non si creino cicli.
• ogni entità deve avere un identificatore, ma può averne anche più di uno. Se ci sono più identificatori gli attributi e le entità coinvolti possono essere anche opzionali (tranne almeno un caso, come nel caso della chiave primaria nel modello relazionale).
NB Le associazioni non hanno identificatori propri ma sono identificate esternamente dalle entità che legano!
Identificatori delle entità
Rappresentano legami logici fra una entità E (entità padre) e una o più entità E1, E2, …, En (entità figlie) che sono comprese in E come caso particolare.
E è una generalizzazione per E1, E2, …, En E1, E2, …, En sono specializzazioni di E
Proprietà:
• Ogni occorrenza di un’entità figlia è anche un’occorrenza dell’entità padre.
• Ogni proprietà dell’entità padre è anche una proprietà dell’entità figlia (ereditarietà).
Generalizzazioni
Una generalizzazione è detta totale se ogni
occorrenza dell’entità padre è anche un’occorrenza di almeno una delle figlie (e si rappresenta mediante
una freccia piena), altrimenti è detta parziale.
E’ detta esclusiva se ogni occorrenza dell’entità padre è una occorrenza al più di una delle figlie, altrimenti è detta sovrapposta.
Generalizzazioni
Dipendente
Impiegato Funzionario Dirigente
Generalizzazioni: rappresentazione grafica
Una generalizzazione può sempre essere resa
esclusiva attraverso una opportuna definizione di una entità che rappresenti la ‘intersezione’ fra le entità
sovrapposte.
Ci possono essere più livelli di generalizzazioni (gerarchie).
Se una entità padre ha solo una entità figlia si parla di sottoinsieme.
Generalizzazioni
• Le persone (entità padre) sono descritti da CF, cognome ed età;
▫ gli impiegati hanno lo stipendio e possono essere segretari, direttori o progettisti (un progettista può essere anche responsabile di progetto);
▫ gli studenti (che non possono essere impiegati) hanno un numero di matricola;
▫ esistono persone che non sono né impiegati né studenti (ma i dettagli non ci interessano)
Generalizzazioni: esempio
Segretario Direttore Progettista
Responsabile Persona
CF
Cognome Età
Uomo Donna Impiegato Studente
Stipendio Matr
.
• Gli schemi E-R possono essere utilizzati a scopo di documentazione per la loro interpretazione intuitiva
• Possono essere usati per descrivere sistemi informativi preesistenti nel caso in cui si debba procedere ad una loro integrazione.
• Possono essere usati per comprendere su quali parti di un sistema si debba intervenire, e quali modifiche apportare, in caso di modifica dei requisiti di una applicazione.
Modello E-R: applicazioni diverse
Il modello E-R è utile per descrivere dati ma è meno espressivo se si devono esprimere vincoli fra dati o descrizioni qualitative più precise del solo nome. Può anche essere di difficile lettura nel caso di schemi molto complessi.
Si utilizzano quindi strumenti non formali atti ad integrare l’informazione fornita dal modello E-R con le informazioni necessarie a descrivere completamente un problema.
Una delle tecniche utilizzate allo scopo è quella delle cosiddette regole aziendali o business rules
Documentazione di schemi E-R
Le regole aziendali esprimono regole che riguardano il dominio di interesse come, ad esempio:
• una descrizione dettagliata di un concetto rilevante per l’applicazione: di solito si usa linguaggio naturale.
• un vincolo di integrità sui dati dell’applicazione, sia che sia o che non sia esprimibile attraverso i costrutti del modello E-R: si usano espressioni formali ma non ci sono standard a riguardo.
• una derivazione, cioè una qualche informazione che può essere derivata da altri concetti dello schema, ad esempio attraverso un’espressione matematica
Documentazione di schemi E-R
Progettazione
Realizzazione di una descrizione del problema in linguaggio naturale che rispetti criteri di completezza e non ambiguità:
• corretto livello di astrazione
• frasi standardizzate
• semplicità delle specifiche (evitare frasi contorte)
• eliminazione di sinonimi o omonimi
• esplicitazione dei riferimenti fra termini
• glossario dei termini
Per i dati occorre specificare il numero delle occorrenze previste.
Per le operazioni il numero di volte che si prevede che debbano essere eseguite in un certo arco di tempo.
Raccolta e analisi dei requisiti
Raccolta e analisi dei requisiti
•
Il reperimento dei requisiti è un'attività difficile e non standardizzabile
•
l'attività di analisi inizia con i primi requisiti raccolti
e spesso indirizza verso altre acquisizioni
Acquisizione per interviste
•
utenti diversi possono fornire informazioni diverse
•
utenti a livello più alto hanno spesso una visione più ampia ma meno dettagliata
•
le interviste portano spesso ad una acquisizione
dei requisiti ‘per raffinamenti successivi’
Interazione con gli utenti
•
effettuare spesso verifiche di comprensione e coerenza
•
verificare anche per mezzo di esempi (generali e relativi a casi limite)
•
richiedere definizioni e classificazioni
•
far evidenziare gli aspetti essenziali rispetto a
quelli marginali
Base di dati bibliografica
Si vogliono organizzare i dati di interesse per automatizzare la gestione dei
riferimenti bibliografici
Raccolta requisiti: un esempio
Base di dati bibliografica
Si vogliono organizzare i dati di interesse per automatizzare la gestione dei riferimenti
bibliografici, con tutte le informazioni da riportarsi in una bibliografia.
Per ogni pubblicazione deve esistere un codice identificativo costituito da sette
caratteri, indicanti le iniziali degli autori, l'anno di pubblicazione e un carattere aggiuntivo per la discriminazione delle collisioni.
Base di dati bibliografica
Si vogliono organizzare i dati di interesse per automatizzare la gestione dei riferimenti
bibliografici, con tutte le informazioni da riportarsi in una bibliografia. Le pubblicazioni sono di due tipi, monografie (per le quali interessano editore, data e luogo di pubblicazione) e articoli su rivista (con nome della rivista, volume, numero, pagine e anno di pubblicazione); per entrambi i tipi si
debbono ovviamente riportare i nomi degli autori.
Per ogni pubblicazione deve esistere un codice identificativo ...
Società di formazione (1)
Si vuole realizzare una base di dati per una società che eroga corsi, di cui vogliamo
rappresentare i dati dei partecipanti ai corsi e dei docenti. Per gli studenti (circa 5000), identificati da un codice, si vuole memorizzare il codice
fiscale, il cognome, l'età, il sesso, il luogo di
nascita, il nome dei loro attuali datori di lavoro, i posti dove hanno lavorato in precedenza insieme al periodo, l'indirizzo e il numero di telefono, i
corsi che hanno frequentato (i corsi sono in tutto circa 200) e il giudizio finale.
Un esempio più articolato
Società di formazione (2)
Rappresentiamo anche i seminari che stanno attualmente frequentando e, per ogni giorno, i
luoghi e le ore dove sono tenute le lezioni. I corsi hanno un codice, un titolo e possono avere varie edizioni con date di inizio e fine e numero di
partecipanti. Se gli studenti sono liberi
professionisti, vogliamo conoscere l'area di
interesse e, se lo possiedono, il titolo. Per quelli che lavorano alle dipendenze di altri, vogliamo conoscere invece il loro livello e la posizione ricoperta.
Società di formazione (3)
Per gli insegnanti (circa 300), rappresentiamo il cognome, l'età, il posto dove sono nati, il nome del corso che insegnano, quelli che hanno
insegnato nel passato e quelli che possono insegnare. Rappresentiamo anche tutti i loro recapiti telefonici. I docenti possono essere dipendenti interni della società o collaboratori esterni.
Termine Descrizione Sinonimi Collegamenti Partecipante Persona che
partecipa ai corsi
Studente Corso, Società Docente Docente dei corsi.
Può essere esterno
Insegnante Corso Corso Corso organizzato
dalla società. Può avere più edizioni.
Seminario Docente,
Partecipante Società Ente presso cui i
partecipanti lavorano o hanno lavorato
Posto Partecipante
Glossario dei termini
Frasi di carattere generale
Si vuole realizzare una base di dati per una società che eroga corsi, di cui
vogliamo rappresentare i dati dei partecipanti ai corsi e dei docenti.
Strutturazione dei requisiti in gruppi di
frasi omogenee
Frasi relative ai partecipanti
Per i partecipanti (circa 5000), identificati da un codice, rappresentiamo il codice fiscale, il cognome, l'età, il sesso, la città di nascita, i nomi dei loro attuali datori di lavoro e di quelli precedenti (insieme alle date di inizio e fine rapporto), le edizioni dei corsi che stanno attualmente frequentando e quelli che hanno frequentato nel passato, con la relativa votazione finale in decimi.
Frasi relative a tipi specifici di partecipanti Per i partecipanti che sono liberi
professionisti, rappresentiamo l'area di interesse e, se lo possiedono, il titolo
professionale. Per i partecipanti che sono dipendenti, rappresentiamo invece il loro livello e la posizione ricoperta.
Frasi relative ai datori di lavoro
Relativamente ai datori di lavoro presenti e passati dei partecipanti, rappresentiamo il nome, l'indirizzo e il numero di telefono.
Frasi relative ai corsi
Per i corsi (circa 200), rappresentiamo il titolo e il codice, le varie edizioni con date di inizio e fine e, per ogni edizione, rappresentiamo il
numero di partecipanti e il giorno della
settimana, le aule e le ore dove sono tenute le lezioni.
Frasi relative ai docenti
Per i docenti (circa 300), rappresentiamo il cognome, l'età, la città di nascita, tutti i
numeri di telefono, il titolo del corso che insegnano, di quelli che hanno insegnato nel passato e di quelli che possono
insegnare. I docenti possono essere dipendenti interni della società di formazione o collaboratori esterni.
