1

Bazy danych – modele baz danych

Modele baz danych

• hierarchiczny
• sieciowy
• relacyjny
• obiektowy

2

Bazy danych – modele baz danych

Modele baz danych

• hierarchiczny

POŚREDNICY

MUZYCY

KLIENCI

UMOWY

ROZLICZENIA

TERMINARZ

3

Bazy danych – modele baz danych

Modele baz danych

• hierarchiczny

• sieciowy

• relacyjny
• obiektowy

4

Bazy danych – modele baz danych

Modele baz danych

• sieciowy

POŚREDNICY

MUZYCY

KLIENCI

UMOWY

ROZLICZENIA

STYLE

MUZYCZNE

REPREZENTUJE

KIERUJE

UISZCZA

ZAWIERA

WYPEŁNIA

GRA

5

Bazy danych – modele baz danych

Modele baz danych

• hierarchiczny
• sieciowy

• relacyjny

• obiektowy

RELACYJNY MODEL DANYCH

Bazy danych – relacyjny model danych

RELACJA (tabela)

Bazy danych – relacyjny model danych

• W relacyjnym modelu danych baza danych składa się zwykle z

szeregu tabel (relacji) oraz związków pomiędzy tabelami.

• Tabele przechowują informacje na temat interesujących

obiektów. Na uzyskanie pełniejszych informacji pozwala
łączenie tabel.

• Rodzaj danych, sposób podziału na tabele i związki jest

ustalony w procesie normalizacji bazy.

Bazy danych – relacyjny model danych

• Tabele mogą być ze sobą powiązane. Każda z nich jest

nazwana i ma stałą liczbę kolumn oraz dowolną liczbę wierszy.

• Tabela składa się z krotek, czyli rekordów oraz niezależnych

atrybutów, czyli pól. Ich kolejność jest dowolna.

• Rekordy są zapisywane w wierszach, natomiast atrybuty w

kolumnach. Kolumny są opatrzone nazwami i mogą
przechowywać dane określonego prostego typu

(np. liczby o podanej precyzji, napisy o określonej długości albo daty).

• Wiersze reprezentują konkretne wystąpienie rekordu i można je

dodawać lub usuwać.

Bazy danych – relacyjny model danych

• Założeniem poprawnej budowy tabeli jest to, aby każda

wartość atrybutu w każdej krotce była wartością atomową
(wartością nie rozkładalną - pojedyncza wartość, a nie zbiór
wartości).

Bazy danych – relacyjny model danych

Atrybuty (nagłówki kolumn)

Atrybuty

służą do nazywania kolumn relacji. Na ogół oddają

znaczenie danych umieszczanych w kolumnach pod nimi

Bazy danych – relacyjny model danych

Schemat relacji

Film (tytuł,rok,długość,typFilmu)

Schemat relacji = nazwa relacji + zbiór atrybutów

Bazy danych – relacyjny model danych

Schemat relacji

Film (tytuł,rok,długość,typFilmu)

W modelu relacyjnym projekt składa się z jednego lub kilku
schematów relacji (schemat bazy danych)

Bazy danych – relacyjny model danych

Krotka (wiersz tabeli - relacji)

(Gwiezdne wojny,1977,124,kolor)

W krotce każdy atrybut ma swój odpowiednik w postaci
składowej krotki

Bazy danych – relacyjny model danych

Pole

podaje wartość atrybutu, którego dziedziną jest zbiór

dopuszczalnych wartości jakie może przyjmować. (dane określonego
typu, definiowane na etapie projektowania bazy danych - mają stały
rozmiar i zwykle są to ogólnie znane typy proste - liczba, data,
godzina, ciąg znaków, znak itp.)

Pole

Bazy danych – relacyjny model danych

Instancja relacji (zbiór - krotek)

Bazy danych – relacyjny model danych

Bazy danych – relacyjny model danych

Własności relacji (tablicy)

• Krotki (wiersze) są unikalne

• Atrybuty (kolumny) są unikalne

• Kolejność krotek (wierszy) jest dowolna

• Kolejność atrybutów (kolumn) jest dowolna

• Wartości atrybutów (pól) są atomowe

Bazy danych – relacyjny model danych

Relacja między dwoma tabelami może przyjąć jeden konkretny typ:

powiązania jednoznaczne typu 1 do 1 ("1-1"):

powiązania jednoznaczne 1 do n ("1-n" ):

powiązania wieloznaczne n do m ("n-m"):

Bazy danych – relacyjny model danych

Relacja

jeden-do-jednego

występuje wtedy, gdy
pojedynczemu rekordowi z
pierwszej tabeli
przyporządkowany jest
najwyżej jeden rekord z
drugiej i na odwrót –
pojedynczemu rekordowi z
drugiej tabeli może być
przyporządkowany
najwyżej jeden rekord z
pierwszej.

powiązania jednoznaczne typu 1 do 1 ("1-1")

powiązania jednoznaczne 1 do n ("1-n" )

powiązania wieloznaczne n do m ("n-m")

Bazy danych – relacyjny model danych

Relacja

jeden-do-wielu

występuje wtedy, gdy
pojedynczemu rekordowi z
pierwszej tabeli może
odpowiadać jeden lub
więcej rekordów z drugiej,
podczas gdy
pojedynczemu rekordowi z
drugiej tabeli odpowiada
najwyżej jeden rekord z
pierwszej.

powiązania jednoznaczne typu 1 do 1 ("1-1")

powiązania jednoznaczne 1 do n ("1-n" )

powiązania wieloznaczne n do m ("n-m")

Bazy danych – relacyjny model danych

Relacja

wiele-do-wielu

występuje wtedy, gdy
pojedynczemu rekordowi w
pierwszej z nich może
odpowiadać jeden lub wiele
rekordów z drugiej i na
odwrót – pojedynczy rekord
z drugiej tabeli może być
powiązany z jednym lub
większą liczbą rekordów z
pierwszej.

powiązania jednoznaczne typu 1 do 1 ("1-1")

powiązania jednoznaczne 1 do n ("1-n" )

powiązania wieloznaczne n do m ("n-m")

Bazy danych – relacyjny model danych

Diagram związków encji

FILMY

GWIAZDY

STUDIA

tytuł

rok

długość

typFilmu

nazwisko

adres

nazwa

adres

Gwiazdy-w

Posiada

Bazy danych – relacyjny model danych

Zbiór encji

Î

relacja

FILMY

tytuł

rok

długość

typFilmu

Bazy danych – relacyjny model danych

Zbiór encji

Î

relacja

GWIAZDY

nazwisko

adres

nazwisko

adres

Carrie Fisher

123 Maple St., Hollywood

Mark Hamill

456 Oak Rd., Brentwood

Harrison Ford

789 Palm Dr, Beverly Hills

Bazy danych – relacyjny model danych

Związki encji

Î

relacja

FILMY

STUDIA

tytuł

rok

długość

typFilmu

nazwa

adres

Posiada

tytuł

rok

nazwa studia

Gwiezdne wojny

1977

1991

1992

Fox

Potężne Kaczory

Disnay

Świat Weyne’a

Paramount

Atrybuty relacji związku:

• Klucze zbiorów encji są atrybutami relacji

• Własny klucz związku (jeśli istnieje)

Związki encji

Î

relacja

Bazy danych – relacyjny model danych

Atrybuty relacji związku:

• Klucze zbiorów encji są atrybutami relacji

• Własny klucz związku (jeśli istnieje)

FILMY

GWIAZDY

tytuł

rok

typFilmu

nazwisko

adres

Gwiazdy-w

długość

tytuł

rok

nazwisko gwiazdy

Gwiezdne wojny

1977

Carrie Fisher

Świat Weyne’a

1992

Mike Meyers

Gwiezdne wojny

1977

Mark Hamill

1977

1991

1992

Gwiezdne wojny

Harrison Ford

Potężne Kaczory

Emilio Estevez

Świat Weyne’a

Dana Carvey

Związki encji

Î

relacja

Bazy danych – relacyjny model danych

Atrybuty relacji związku:

• Klucze zbiorów encji są atrybutami relacji

• Własny klucz związku (jeśli istnieje)

FILMY

GWIAZDY

tytuł

rok

typFilmu

nazwisko

adres

długość

nazwisko gwiazdy

tytuł

rok

studioGwiazdy

studioProducenta

KONTRAKTY

STUDIA

nazwa

adres

KONTRAKTY

Bazy danych – relacyjny model danych

Zbiory (słabych) encji

Î

relacja

Atrybuty relacji:

• Dla zbioru - atrybuty zbioru słabych encji oraz atrybuty klucza z innych

zbiorów encji

• Dla związku – wszystkie atrybuty klucza zbioru słabych encji również te, które

pochodzą z innych zbiorów encji

Studia (nazwa, adres)

Zespoły (numer, nazwaStudia)

Jednostka (numer, nazwaStudia, nazwa)

STUDIA

nazwa

adres

ZESPÓŁ

Jednostka-w

numer

Bazy danych – relacyjny model danych

Zależności funkcyjne

Warunek występowania zależności funkcyjnych:

A

1

,A

2

,...A

n

-->B

Jeżeli dwie krotki relacji R są zgodne dla atrybutów A

1

, A

2

, A

n

(obie

krotki mają te same wartości składowych dla wymienionych atrybutów)
to muszą być również zgodne w pewnym innym atrybucie B

Bazy danych – relacyjny model danych

Zależności funkcyjne

A

1

,A

2

,...A

n

-->B

1

A

1

,A

2

,...A

n

-->B

2

A

1

,A

2

,...A

n

-->B

m

A

1

,A

2

,...A

n

-->B

1

B

2

…B

m

Jeżeli zbiór atrybutów A

1

, A

2

, A

n

określa funkcyjnie więcej niż jeden

atrybut B

Bazy danych – relacyjny model danych

Zależności funkcyjne

tytuł

rok

długość typFilmu

nazwaStudia

nazwisko-
Gwiazdy

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Carrie Fisher

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Mark Hamill

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Harrison Ford

Potężne
Kaczory

1991

104

kolor

Disney

Emilio
Estevez

Potężne
Kaczory

1992

95

kolor

Paramount

Dana Carvey

Świat
Wayne’a

1992

95

kolor

Paramount

Mike Meyers

tytuł rok ---> długość
tytuł rok ---> typFilmu
tytuł rok ---> nazwaStudia

A

1

,A

2

,...A

n

-->B

tytuł rok ---> długość typFilmu nazwaStudia

A

1

,A

2

,...A

n

-->B

1

B

2

…B

m

Bazy danych – modelowanie więzów

Klasyfikacja więzów -

Klucze

Klucze –

atrybuty lub zbiory atrybutów, które jednoznacznie

identyfikują encję wewnątrz zbioru encji.
Klucz może być utworzony przez:
• wybór atrybutu spełniającego rolę klucza (np. Pesel, NIP)
• utworzenie specjalnego atrybutu spełniającego rolę klucza

FILMY

tytuł

rok

długość

typFilmu

KLUCZ

Bazy danych – relacyjny model danych

Klucze relacji

Atrybut lub zbiór atrybutów {A

1

, A

2

, ...., A

n

} tworzy klucz relacji jeżeli

• Wszystkie pozostałe atrybuty relacji są fukcyjnie zależne od tych

atrybutów.
(Nie może się zdarzyć, aby dwie różne krotki relacji R były zgodne
dla wszystkich atrybutów A

1

, A

2

, ...., A

n.

)

• Nie istnieje podzbiór właściwy zbioru {A

1

, A

2

, ...., A

n

}, od którego

pozostałe atrybuty relacji R są zależne funkcyjnie (klucz musi być
minimalny)

Bazy danych – relacyjny model danych

Klucze relacji

tytuł

rok

długość typFilmu

nazwaStudia

nazwisko-
Gwiazdy

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Carrie Fisher

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Mark Hamill

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Harrison Ford

Potężne
Kaczory

1991

104

kolor

Disney

Emilio
Estevez

Potężne
Kaczory

1992

95

kolor

Paramount

Dana Carvey

Świat
Wayne’a

1992

95

kolor

Paramount

Mike Meyers

Czy atrybuty {tytuł, rok, nazwiskoGwiazdy} tworzą klucz relacji Film ?

1. Czy wszystkie pozostałe atrybuty relacji Film są od nich zależne funkcyjnie ?

Istnieją

tytuł rok ---> długość

zależności

tytuł rok ---> typFilmu

funkcyjne

tytuł rok ---> nazwaStudia

Dwie różne krotki zgodne dla wszystkich trzech atrybutów

{tytuł, rok, nazwiskoGwiazdy}

są tą samą krotką

Bazy danych – relacyjny model danych

Klucze relacji

tytuł

rok

długość typFilmu

nazwaStudia

nazwisko-
Gwiazdy

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Carrie Fisher

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Mark Hamill

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Harrison Ford

Potężne
Kaczory

1991

104

kolor

Disney

Emilio
Estevez

Potężne
Kaczory

1992

95

kolor

Paramount

Dana Carvey

Świat
Wayne’a

1992

95

kolor

Paramount

Mike Meyers

Czy atrybuty {tytuł, rok, nazwiskoGwiazdy} tworzą klucz relacji Film ?

2. Czy żaden z podzbiorów właściwych zbioru {

tytuł, rok, nazwiskoGwiazdy}

nie wyznacza pozostałych atrybutów w sosób zależny funkcyjnie ?

rok nazwiskoGwiazdy ---> tytuł

NIE

tytuł nazwiskoGwiazdy ---> rok

NIE

tytuł rok ---> nazwiskoGwiazdy

NIE

Bazy danych – relacyjny model danych

Klucze relacji

Każda tabela (relacja) posiada zdefiniowany klucz - wyróżnioną
kolumnę lub kilka kolumn, których wartości jednoznacznie identyfikują
dany wiersz. Ich wartość dla każdego rekordu jest unikalna.
Kolumny jednoznacznie odróżniające rekordy relacji nazywane są
kluczem głównym (podstawowym).

W każdej relacji istnieje pewna kombinacja atrybutów mająca
zdolność jednoznacznej identyfikacji - tablica ma więcej niż jeden
klucz kandydujący wśród kluczy podstawowych. Wśród nich, ten
który poprzez minimalną ilość atrybutów jednoznacznie wyznacza
dany wiersz jest określany kluczem właściwym.

Bazy danych – relacyjny model danych

Klucze relacji

Klucz obcy

Kolumny jednej tabeli są kluczem obcym, jeśli nie są kluczem
głównym tej tabeli, ale ich wartości są wartościami klucza
głównego innej tabeli.

W relacyjnym modelu logicznym dwie tabele są ze sobą w
relacji, jeśli wiążą je wartości klucza podstawowego i klucza
obcego lub też specjalna tabela łącząca.

Bazy danych – relacyjny model danych

Klucze relacji

Bazy danych – relacyjny model danych

Klucze relacji

Atrybut lub zbiór atrybutów {A

1

, A

2

, ...., A

n

} tworzy klucz relacji jeżeli

• Wszystkie pozostałe atrybuty relacji są fukcyjnie zależne od tych

atrybutów. Nie może się zdarzyć, aby dwie różne krotki relacji R
były zgodne dla wszystkich atrybutów A

1

, A

2

, ...., A

n.

• Nie istnieje podzbiór właściwy zbioru {A

1

, A

2

, ...., A

n

}, od którego

pozostałe atrybuty relacji R są zależne funkcyjnie (klucz musi być
minimalny)

Nadklucz –

zbiór atrybutów zawierających klucz

(spełniony jest jedynie warunek pierwszy)

Bazy danych – relacyjny model danych

Reguły dotyczące zależności funkcyjnych

- zasady podziału i łączenia

- zależności trywialne

- reguła przechodniości

Bazy danych – relacyjny model danych

Reguły dotyczące zależności funkcyjnych

- zasady podziału i łączenia

Reguła podziału

zależność funkcyjną:

A

1

A

2

...A

n

Æ

B

1

B

2

...B

m

można zastąpić zbiorem zależności funkcyjnych:

A

1

A

2

...A

n

Æ

B

i

gdzie i=1,2...m

Bazy danych – relacyjny model danych

Reguły dotyczące zależności funkcyjnych

- zasady podziału i łączenia

Reguła łączenia

zbiór zależności funkcyjnych:

A

1

A

2

...A

n

Æ

B

1

gdzie i=1,2...m

można zastąpić zależnością funkcyjną:

A

1

A

2

...A

n

Æ

B

1

B

2

...B

m

Bazy danych – relacyjny model danych

Zależności funkcyjne – przykład reguły łączenia

tytuł

rok

długość typFilmu

nazwaStudia

nazwisko-
Gwiazdy

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Carrie Fisher

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Mark Hamill

Gwiezdne
wojny

1977

124

kolor

Fox

Harrison Ford

Potężne
Kaczory

1991

104

kolor

Disney

Emilio
Estevez

Potężne
Kaczory

1992

95

kolor

Paramount

Dana Carvey

Świat
Wayne’a

1992

95

kolor

Paramount

Mike Meyers

tytuł rok ---> długość
tytuł rok ---> typFilmu
tytuł rok ---> nazwaStudia

tytuł rok ---> długość
tytuł ---> długość
rok ---> długość

tytuł rok ---> długość typFilmu nazwaStudia

Bazy danych – relacyjny model danych

Reguły dotyczące zależności funkcyjnych

- zależności trywialne

zależność funkcyjna:

A

1

A

2

...A

n

Æ

B

jest trywialna, jeżeli

B

jest równe któremuś

A

tytuł rok ---> tytuł

Bazy danych – relacyjny model danych

Reguły dotyczące zależności funkcyjnych

- reguła przechodniości

Jeżeli w relacji R zachodzą zależności:

A

1

A

2

...A

n

Æ

B

1

B

2

...B

m

oraz B

1

B

2

...B

m

Æ

C

1

C

2

...C

k

To w relacji R zachodzi także zależność:

A

1

A

2

...A

n

Æ

C

1

C

2

...C

k

Bazy danych – relacyjny model danych

Reguły dotyczące zależności funkcyjnych

- reguła przechodniości (przykład)

Tytuł

Rok Długość Typ

filmu

Nazwa Studia

Gwiezdne
wojny

1997 124

Kolor Fox

Potężne
Kaczory

1991 104

Kolor Disney

Swiat
Wayne’a

1992 95

Kolor Paramount

Jeżeli w relacji Film chcemy przechowywać dane dotyczące studia

Tytuł

Rok Długość Typ

filmu

Nazwa Studia

adresStudia

Gwiezdne
wojny

1997 124 Kolor

Fox

Hollywood

Potężne
Kaczory

1991 104 Kolor

Disney

Buena

Vista

Swiat
Wayne’a

1992 95 Kolor

Paramount Hollywood

tytuł rok ---> nazwaStudia

nazwaStudia ---> adresStudia

tytuł rok ---> adresStudia

Bazy danych – relacyjny model danych

PROJEKTOWANIE RELACYJNYCH

SCHEMATÓW BAZ DANYCH