Embed Size (px)
Citation preview
Baze de date
Universitatea “Constantin Brâncuşi” din Târgu-JiuFacultatea de Inginerie şi Dezvoltare DurabilăDepartamentul de Automatică, Energie, Mediu şi Dezvoltare Durabilă
Lect.dr. Adrian Runceanu
Curs 11Model fizic şi model conceptual
Entităţi si instanţe (partea I)
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 2
Model fizic şi model conceptualEntităţi si instanţe (partea I)
1. Data versus informaţie
2. Model fizic şi model conceptual
3. Entităţi si instanţe
4. Relaţii
5. ERD-uri
6. Subtipuri şi supertipuri
7. Documentarea unui ERD
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 3
Date versus informatie
Interacţionăm zilnic cu baze de date, fie căsuntem sau nu conştienţi:
– Istoricul creditului la bancă
– Codurile şi numele produselor din magazin
– Fişa de înscriere a studentului la admitere, …
Important este să înţelegem cum suntmodelate datele, cum se păstrează şi cum putem regăsi informaţii pe baza acestor date
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 4
(Dicţionar general al limbii române – Vasile Breban Ed. Enciclopedica,1991)
Informaţia rezultă adesea din combinarea, compararea siefectuarea unor calcule asupra datelor.
Date Informatii
“Fapte, elemente ceservesc ca punct de plecare în cercetarea uneiprobleme sau pentru a trage o concluzie sauhotărâre”.
“Comunicare, veste, ştire”
“Fiecare dintre elementelenoi în raport cucunoştinţele prealabile”.
Date versus informatie
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 5
Date InformatiiNotele studentilor in sesiune Media notelor pe grupă la
disciplina Baze de Date
Ultima medie de admitere la Facultatea de Inginerie
Numarul de studenti cu media peste 9 din facultate
Bugetul facultatii in 2013 a fost 200000 lei
Ce buget este necesar in anulviitor?
Bugetul facultatii in 2014 a fost 250000 lei
Date versus informatie
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 6
Cum aţi folosi o baza de date dacă aţi avea unadintre meseriile de mai jos?
Mecanic auto
Şofer
Cultivatoare de flori
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE7
Model fizic şi model conceptualEntităţi si instanţe (partea I)
1. Data versus informaţie
2. Model fizic şi model conceptual
3. Entităţi si instanţe
4. Relaţii
5. ERD-uri
6. Subtipuri şi supertipuri
7. Documentarea unui ERD
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 8
Model fizic și model conceptual
Modelarea datelor este doarprima parte a procesului de construire a bazei de date.
Modelul conceptual:
- Modelează nevoileinformaţionale ale afacerii
- Se numeşte “Entity Relationship Model”
- Este prezentat printr-o diagramănumită “Entity Relationship Diagram”
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE9
Etape în procesul de dezvoltare a bazelor de date
1. Incepe prin formularea cerinţelor informaţionaleale afacerii
2. Se desenează apoi modelul conceptual
3. Se proiectează baza de date pornind de la modelulconceptual (entitaţile devin tabele, atributele devinnume de coloane care corespund unor tipuri de date, se stabilesc proprietăţile speciale ale unorcoloane)
4. Se construieşte baza de date (modelul fizic) prinexecutarea unor instructiuni SQL
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 10
Principii de bază ale modelării
Să cuprindă toate datele necesare
Datele sa fie păstrate o singură dată
Să nu cuprindă informaţii ce se obţin din date deja cuprinse in model
Orice dată să fie aşezată în locul cel mai logic şimai potrivit
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 11
Model fizic şi model conceptualEntităţi si instanţe (partea I)
1. Data versus informaţie
2. Model fizic şi model conceptual
3. Entităţi si instanţe
4. Relaţii
5. ERD-uri
6. Subtipuri şi supertipuri
7. Documentarea unui ERD
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 12
Entități și instanțe
Entitate = ceva semnificativ pentru afacere, referitorla care trebuie să cunoaştem date.
Entităţile au instanţe.
Entităţile au atribute.
O instanţă este o valoare dată entităţii.
Exemplu: Entitatea FRUCT are instanţe: cireasa, nuca, pepene, măr, portocală.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 13
Atributul
Este o proprietate a unei entităţi sau un detaliu referitorla acesta.
Descrie, cuantifică, califică, clasifică sau specifică o entitate.
Are un tip care poate fi un număr, un şir de caractere, o dată calendaristică, o imagine, etc.
Exemplu:
Entitatea FRUCT poate avea atributele: nume, tip, regiune, data_culesului.
In acest caz o instanta poate fi: portocală, citrice, Grecia, 10-July-2014.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 14
Atribute mandatorii sau opționale
Unele atribute trebuie neapărat să aibă valoare. Acestea se numesc MANDATORII.
Exemplu: In afaceri, numele este o informaţie absolut necesară.
Alte atribute pot avea informaţie necompletată, nulă. Acestea se numesc OPŢIONALE.
Exemplu: În multe cazuri numărul de telefon fix este o informaţiece poate lipsi dacă apare numărul de telefon mobil.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 15
Exercițiu
Dati exemple de atribute ale urmatoarelor entitati:
- CUSTOMER
- CAR
- JOB
- ORDER
- TRANSACTION
- EMPLOYMENT CONTRACT
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 17
Legătura lipsă (THE MISSING LINK)
Câteodată, clientul dă informaţii trunchiate siirelevante sau poate nu ştie nici el exact ce vrea.
Informaţiile pe care le primim în astfel de cazurisunt asemeni unor piese incomplete de puzzle.
Punând întrebările potrivite şi lucrând în echipă, putem descoperi ceea ce ne lipseşte.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 19
Exercițiu
Fiecare student primeşte o piesă de puzzle.
Piesele componentilor unui grup formeazăimaginea, mai putin piesa cea mai importantă, care lipseşte.
Fără a-şi arăta unul altuia bucăţica de imagine, doarprin comunicare, să se completeze imaginea grupeisi apoi să se identifice ce conţine piesa ce lipseşte.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 20
Identificarea și modelarea entităților
Identificați și modelați entitățile pe baza următorului set de cerințe de informații
“I’m the manager of a training company that provides instructor-led
courses in management techniques. We teach many course, each of which has a
code, a name, and a fee. Introduction to UNIX and C Programming are two of our
more popular courses. Courses vary in length from one day to four days. An
instructor can teach several courses. Paul Rogers and Maria Gonzales are two of
our best teachers. We track each instructor’s name and phone number. Each
course is taught by only one instructor. We create a course and then line up an
instructor. The students can take several courses over time, and many of them do
this. Jamie Brown from AT&T took every course we offer! We track each students
name and phone number. Some of our students and instructors do not give us their
phone numbers.”
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 21
Soluție
INSTRUCTOR (TEACHER)
name
phone number
STUDENT
name
phone number
COURSEcodenamefee duration
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 22
Model fizic şi model conceptualEntităţi si instanţe (partea I)
1. Data versus informaţie
2. Model fizic şi model conceptual
3. Entităţi si instanţe
4. Relaţii
5. ERD-uri
6. Subtipuri şi supertipuri
7. Documentarea unui ERD
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 23
Relația
Reprezintă ceva semnificativ pentru afacere
Exprimă care sunt relaţiile între două entităţi (sauîntre una şi aceeaşi entitate)
Se citeşte în ambele sensuri
Are opţionalitate
Are un grad de cardinalitate
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 24
Opționalitatea unei relații
Relaţiile pot fi:
1. mandatorii
2. opţionale
Exemplu:
Pentru a stabili opţionalitatea relaţiei dintre entităţile ANGAJAT siJOB se pun următoarele întrebări:
1. Trebuie ca fiecare angajat să aibă un job?
2. Trebuie ca fiecare job să fie alocat unui angajat?
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 25
Cardinalitatea unei relații
Determină gradul relaţiei.
Se determină prin răspunsul la întrebarea: Câte? Câți?
Exemplu:
Câte job-uri poate îndeplini un angajat? Unul, sau maimulte?
Câti angajaţi pot lucra la un job? Doar unul? Sau maimulţi?
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 26
Exemple de relaţii
Each EMPLOYEE must hold one and only one JOBEach JOB may be held by one or more EMPLOYEEs
Each PRODUCT must be classified by one and only one PRODUCT TYPE
Each PRODUCT TYPE may classify one or more PRODUCTs
Câte job-uri poate îndeplini un angajat? Unul, sau mai multe?
Câti angajaţi pot lucra la un job? Doar unul? Sau mai mulţi?
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 27
Model fizic şi model conceptualEntităţi si instanţe (partea I)
1. Data versus informaţie
2. Model fizic şi model conceptual
3. Entităţi si instanţe
4. Relaţii
5. ERD-uri
6. Subtipuri şi supertipuri
7. Documentarea unui ERD
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 28
Convenții ale ERD-ului
Entităţile sunt reprezentate prin
dreptunghiuri cu colţurile
rotunjite, în care este înscris
numele entităţii la singular, cu
litere mari.
Atributele sunt afişate sub
numele entităţii, cu litere mici. Se pun in faţă semnele:
* pentru atribut mandatoriu
o pentru atribut opţional
# pentru identificator unic.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE29
Convenții ale ERD-ului
ERD – Entity Relationship Diagram
Informaţiile dintre date pot fi reprezentate
într-o formă convenţională care să poată fi
uşor înţeleasă de toată lumea.
O astfel de reprezentare este diagrama
entităţi-relaţii, numită şi harta relaţiilor sau
ERD-ul (Entity Relationship Diagram).
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE30
Convenții ale ERD-ului
Relaţiile sunt trasate cu linie:
- continuă, pentru o relaţie mandatorie
- întreruptă, pentru o relaţie optională
Relaţiile se termină:
- într-o linie, pentru cardinalitate 1;
- în trei liniuţe (picior de cioară), pentru “maimulte”.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 31
DESENAREA RELAŢIILOR SI CITIREA LOR IN LIMBAJ ERD-ish
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 32
Diagrame matriciale
Sunt o alternativă la reprezentarea prin ERD.
Sunt folosite atunci cândavem foarte multe relaţii, pentru a ne asigura că nu am uitat vreuna.
Diagramele matriciale nu arată opţionalitatea şicardinalitatea.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 33
Model fizic şi model conceptualEntităţi si instanţe (partea I)
1. Data versus informaţie
2. Model fizic şi model conceptual
3. Entităţi si instanţe
4. Relaţii
5. ERD-uri
6. Subtipuri şi supertipuri
7. Documentarea unui ERD
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 34
Subtipuri și supertipuri
Adesea unele instanţe au atribute sau relaţii pe care alte instanţe ale aceleiaşi entităţi nu le au. Exemplu:
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 35
Un subtip
Moşteneşte toate atributele supertipului
Moşteneşte toate relaţiile supertipului
De obicei are propriile atribute / relaţii
Este desenat în interiorul supertipului
Nu este singurul subtip
Poate avea la rândul său subtipuri
Se mai numeşte “subentitate”
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE36
Subtipuri și supertipuri
Fiecare instanţă a unui supertip este instanţă a unui subtip (partiţionarea este exhaustiva).
Nici o instanţă a unui supertip nu apare în două subtipuri (partiţionarea este mutual exclusivă).
Se indica folosirea subtipului OTHER atuncicand este posibil sa apara si alt tip de instantedecat cele prevazute de celelalte subtipuri.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 38
Model fizic şi model conceptualEntităţi si instanţe (partea I)
1. Data versus informaţie
2. Model fizic şi model conceptual
3. Entităţi si instanţe
4. Relaţii
5. ERD-uri
6. Subtipuri şi supertipuri
7. Documentarea unui ERD
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 40
Documentarea unui ERD
Cheia ce permite verificarea acurateţii şi completitudiniimodelului este identificarea şi documentarea regulilorafacerii.
Nu toate regulile pot fi reprezentate în diagramă.Unele vor fi implementate mai târziu, prin programare.
Ele trebuie incluse în documentaţia modelului.
Există două tipuri de reguli
1. Regulile structurale
2. Regulile procedurale
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 41
Documentarea unui ERD
1. Regulile structurale indică:
tipurile de informaţii care se vor memora
relaţiile dintre aceste informaţii
Aproape toate regulile structurale pot fi reprezentate în diagramă.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 42
Documentarea unui ERD
2. Regulile procedurale descriu procesele din cadrul activităţii.
In general, regulile procedurale nu pot fi reprezentate în diagramă, şi deci trebuie incluse în documentaţie.
Acestea indică adesea succesiunea în timp a unor evenimente.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 43
Documentarea unui ERD
EXERCITIU
Members of your design team have been working with the local hospital to develop a data model for their need to store information about patients, the patient's room number, the patient's doctor, drug prescriptions given, and specific drug information.
However, they all went on vacation and left you to figure out the model.
They also failed to give you any of their documentation other than the entities and attributes illustrated here.
Instead of going back to the hospital, which could reflect poorly on your company, you’re going to have to think about everything you know about hospitals!
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 44
Documentarea unui ERD
EXERCITIU
Your task is to generate a list of business rules you think were used to arrive at the information shown here.
Use your imagination. List 10 structural rules, 5 procedural rules, and 2
programmatic rules (rules to be addressed by computer applications in the future).
State each rule as a single sentence. Based on your set of business rules, draw the ERD.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 45
Documentarea unui ERD
SOLUTIE:
Structural Rules: A patient is someone who is admitted to the hospital. Each room assignment must include the building number and room
number. Each room may be occupied by one or more patients. A physician must have a valid license number. Each drug must be prescribed by a physician. Each drug prescribed must have a label showing label number, dosage,
treatment duration, and expiration date. The drug code, name, and cost must be recorded for all drugs. Each prescription must have a number and date. Each physician may be
assigned to more than one patient. Each patient must have an assigned physician.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 47
Documentarea unui ERD
Procedural Rules:
Changes to prescriptions can be made only by
licensed physicians.
Patients cannot refill prescriptions without a
physician's signature.
Physicians cannot remove drug labels.
Patients cannot change hospital rooms without a
physician's recommendation.
Nurses cannot reassign patients without physician
approval.24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 48
Documentarea unui ERD
Programming Rules:
Drugs costs are billed at current cost at the time of
patient discharge.
Physician fees may reflect additional costs associated
with patient complications, additional patient
requests, etc.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 49
TRANSFERABILITATEA RELATIILOR O relaţie este netransferabilă dacă nu poate fi mutată la altă instanţă.
Exemplu de relaţie transferabilă:
Un student poate fi mutat în altăgrupă
Exemplu de relaţie netransferabilă:
O poezie este scrisă de un autor şi nu poate fi transferată altui autor.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 51
Tipuri de relații
Relaţia (1:M) One to Many
Este relaţia cea mai frecventintâlnită.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 52
Tipuri de relații
Relaţia (1:1) One to One
În practică se întâlnescdoar câteva tipuri de relaţie 1:1
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 53
Tipuri de relații
Relaţia (M:M) Many to Many
Este o relaţie foarte întâlnităîn prima fază a modelării.
Se recomandă rezolvareaacestor relaţii în alt mod deoarece nu poate fi implementată în aceastăformă.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 54
Tipuri de relații
EXERCITIU
Draw an entity relationship diagram to represent the following:
a. Each CLUB must be assigned to one and only DEPARTMENT
b. Each DEPARTMENT may be responsible for one or more CLUBs
c. Each STUDENT may join one or more CLUBs
d. Each CLUB may be composed of one or more STUDENTs
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 55
Exercitiu
Read the relationships. Write the relationship sentences for this E-R diagram.
issued forITEM
numberdescription
ORDERnumber
type boughtvia
originated by
theoriginator
of
CUSTOMERfirst namelast name
stored in
therepository
for
WAREHOUSEidaddress
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 57
Solutie
Each ORDER must be issued for one or more ITEMs.
Each ITEM may be bought via one or more ORDERs.
Each ORDER must be originated by one and only one CUSTOMER.
Each CUSTOMER may be the originator of one or more ORDERs.
Each ITEM must be stored in one and only one WAREHOUSE.
Each WAREHOUSE may be the repository for one or more ITEMs.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 58
Exercitiu
Draw an Entity-Relationship Diagram. Draw an Entity-Relationship diagram to represent the
following:
a. Each EMPLOYEE must be assigned to one and only DEPARTMENT.
b. Each DEPARTMENT may be responsible for one or more EMPLOYEEs.
c. Each EMPLOYEE may be assigned to one or more ACTIVITIES.d. Each ACTIVITY may be performed by one or more
EMPLOYEEs.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 59
Solutie
assigned toDEPARTMENTEMPLOYEE
responsiblefor
performedby
ACTIVITY
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 60
Exemplu pentru etapele creării unei baze de date
1. Se prezintă necesităţile informaţionale ale afacerii:
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 61
3. Pornind de la modelul conceptual se stabilesc:
- numele tabelelor
- numele coloanelor din fiecare tabel, tipulacestora şi după caz proprietatea:
PK (primary key), FK(foreign key), Null sauUnique
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 63
4. Prin instrucţiuni SQL se creazăbaza de date proiectată anterior.
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 64
Bibliografie
www.oracle.com/academy - Database Design and Database Programming with SQL
24.04.2016 Curs - BAZE DE DATE 65
