Bazy danych

1

DIAGRAMY ZALEŻNOŚCI,

DIAGRAMY ZALEŻNOŚCI,

DIAGRAMY ZWIĄZKÓW ENCJI - ERD

DIAGRAMY ZWIĄZKÓW ENCJI - ERD

•

Konstrukcja diagramów zależności

•

Składowe diagramu ERD

•

Diagramy ERD

•

Transformacje E/R na schemat relacyjny

BAZY DANYCH

Bazy danych

2

Diagramy zależności

• Klasyczna normalizacja jest opisana jako proces

rozkładu odwracalnego. Metoda rozkładu

rozpoczyna się od jednej (uniwersalnej) relacji

• Rozkład odwracalny jest więc procesem

projektowania, który gwarantuje, że utworzony

zbiór danych będzie wolny od anomalii

• Metoda rozkładu ma jednak kilka wad, sprawia

trudności zwłaszcza wówczas, gdy chcemy ją

konsekwentnie stosować w praktyce jako metodę

projektowania bazy danych:

1. Wymaga, aby cały zbiór danych był w pełni określony,

zanim rozpocznie się proces.

2. Dla dużego zbioru danych proces ten jest:

a) bardzo czasochłonny,
b) trudny do zastosowania,
c) podatny na błędy popełnione przez człowieka.

Bazy danych

3

Metoda graficzna

Główną zaletą metody diagramów zależności jest to, że

określa mechanizm przyrostowego projektowania bazy
danych.

Nie jest konieczny pełny zbiór elementów danych, aby móc

rozpocząć proces projektowania.

Analityk danych może rozpocząć pracę z małym zbiorem

elementów danych mających centralne znaczenie.

Następnie stopniowo może dodawać nowe elementy danych

do tworzonego diagramu dopóty, dopóki wszystkie
zależności nie będą w pełni udokumentowane.

Diagram, który dokumentuje zależności (determinowanie)

między elementami danych, nazywa się diagramem
zależności lub diagramem determinowania.

Zależność funkcyjną między dwoma elementami danych

oznaczamy za pomocą strzałki łączącej determinujący
element danych z zależnym elementem danych.

Bazy danych

4

ZALEŻNOŚCI FUNKCYJNE

Bazy danych

5

ZALEŻNOŚCI NIEFUNKCYJNE

•

Mówimy, że element danych B jest niefunkcyjnie zależny od

elementu danych A, jeżeli dla każdej wartości elementu

danych A istnieje ograniczony zbiór wartości elementu

danych B. Odwzorowanie nie jest już funkcyjne, ponieważ

jest jeden do wiele.

Bazy danych

6

BAZY DANYCH

Często okazuje się, że to, co jest jednowartościową zależnością

w jednym kierunku, jest wielowartościową zależnością w

przeciwnym kierunku.

W takich wypadkach zawsze wybieramy kierunek zależności

funkcyjnej. Powoduje to, że ewentualny schemat relacyjny

będzie o wiele prostszy. Jak się okaże, redukuje to liczbę

wymaganych kluczy złożonych.

NrPrac

NazwaWydz

Bazy danych

7

BAZY DANYCH

Jeśli jednak zależność funkcyjna lub niefunkcyjna

występuje w obydwu kierunkach, to wybieramy jeden z

nich.

NrPrac

NrTelWewn

Bazy danych

8

ZALEŻNOŚCI PRZECHODNIE

• Istnieje zależność funkcyjna z NrPrac do NazwaDziału,

z NazwaDziału do lokalizacja i z NrPrac do lokalizacja.

• Każdy układ, w którym A determinuje B, B

determinuje C i A determinuje również C, możemy

uprościć do łańcucha od A do B i od B do C.

• Wykrycie i usunięcie zależności przechodnich między

atrybutami upraszcza złożone diagramy zależności i

jest ważną częścią procesu normalizacji

Bazy danych

9

ZALEZNOŚCI ZŁOŻONE

• Dość często jeden element danych nie

wystarcza, aby w pełni zdeterminować
wartości jakiegoś innego elementu
danych. Kombinacja dwóch lub więcej
elementów danych daje nam związek
zależny.

NrTowar

NIP klienta

Data

sprzedaży

Ilość towaru

Cena

jednostkowa

towaru

Bazy danych

10

AKOMODACJA

• Akomodacja - proces przekształcenia

diagramu zależności w zbiór struktur tabel
lub schemat relacyjny

• Akomodacja zależności funkcyjnych - każdy

funkcyjnie determinujący element staje
się kluczem głównym tabeli.

• Wszystkie bezpośrednio zależne od

niego elementy danych stają się
niegłównymi atrybutami tabeli - reguła
Boyce'a-Codda

Bazy danych

11

AKOMODACJ A C.D.

Bazy danych

12

KLUCZE KANDYDUJĄCE

• Klucz kandydujący jest dowolnym elementem danych,

który może pełnić funkcję klucza głównego tabeli.

• Za pomocą diagramów zależności klucze kandydujące

są reprezentowane przez determinujące elementy

danych.

• Wybieramy jeden z nich, aby był faktycznym kluczem

tabeli, a drugi traktujemy jak zależny element danych

w tabeli.

Bazy danych

13

BAZY DANYCH

Reguła Boyce'a-Codda, powinna być
zatem wyrażona następująco:
każdy funkcyjnie determinujący
element staje się kluczem
kandydującym relacji.

Innymi słowy:
z pewnej liczby kluczy kandydujących
wybieramy jeden, aby pełnił funkcję
klucza głównego.

Bazy danych

14

AKOMODACJA ZALEŻNOŚCI NIEFUNKCYJNYCH

• Zależności niefunkcyjne

przekształcamy stosując następującą

regułę: Każdy niefunkcyjny

determinujący element staje się

częścią klucza głównego tabeli.

• Mówiąc dokładniej, tworzymy klucz

złożony z determinującego elementu

danych i zależnych elementów danych

wchodzących w skład związku

niefunkcyjnego.

Bazy danych

15

BAZY DANYCH

Bazy danych

16

ZADANIE

1. Opracuj diagram zależności dla zadanego zbioru

atrybutów:

Nr_studenta, Nr_indeksu, Pesel, Imie_S, Nazwisko_S, Ulica, Nr_lokalu,

Nr_domu, Kod Miasto

2. Dodaj do diagramu atrybuty

:

Język_Obcy_Studenta, Certyfikaty

3 .Dodaj do diagramu zależność wskazującą na

partnera studenta (partner/ka jest co najwyżej 1 i
również jest studentem/ką)

4. Dodaj do diagramu atrybuty:

Nr_przedmiotu, Nazwa_przedmiotu, Nr_formy_zajęć, Nazwa_formy_zajęć

5. Dodaj do diagramu atrybuty:

Data_zaliczenia, Ocena

8. Zastosuj reguły Boyce’a Codda i podaj wynikową

postać tabel

Bazy danych

17

DIAGRAMY ZWIĄZKÓW ENCJI (ANG. ENTITY RELATIONSHIP DIAGRAM)

E/R LUB ERD DIAGRAMY

Diagramy związków encji:

 To metoda graficzna modelowania schematu logicznego bazy danych,
 Diagramy ERD składają się z trzech głównych elementów (zbioru encji, atrybutów i

związków).

Podstawą spostrzegania świata są encje (obiekty) i związki zachodzące między tymi

encjami (obiektami).

Encje (ang. entity) są wystąpieniami obiektów, które istnieją.
Z każdą encją związany jest zbiór atrybutów opisujących te encje.
Między encjami zachodzą pewne związki np.: encje „klient” oraz „konto” są w

związku „posiada” ponieważ klient banku posiada konto bankowe.

Encje i ich związki zwykło się opisywać przy pomocy diagramów ERD (ang. Entity

Relationship Diagram)

Bazy danych

18

SKŁADOWE DIAGRAMU ERD

Zbiór encja (entity sets) analogia klasy, encje jako elementy zbioru encji są

odpowiednikami obiektów, będących instancjami klasy – inaczej rzeczowniki

odwzorowujące obiekty modelowanego świata rzeczywistego,

Atrybut – jest to taki element, którego wartość charakteryzuje własność encji,
Związek – opisuje połączenie między dwoma lub większą liczbą zbiorów encji.

Zbiorami encji są: studenci, wykładowcy, przedmioty_kursy, oceny_za_kurs,

filmy, studia, wypożyczenia, czytelnicy, książki, itp.,

Encja student opisana jest atrybutami: nr_index, nazwisko, imie1, imiona, rok,

status, adres_s, adres_k, szkola, itp..

Między zbiorem encji wykładowcy a zbiorem encji przedmioty_kursy zachodzi

związek „prowadzi_kurs” lub związek „prowadzony_przez”

Przykłady:

Bazy danych

19

PRZYKŁADOWE ERD

nazwisk
o

adres

klient

posiad
a

konto

Nr rachunku

saldo

1

1..n

Bazy danych

20

PRZYKŁADOWE ERD – INNA POSTAĆ

Przykładowy model ER z encjami i liczebnościami na diagramie ER:

a) relacja jeden do jeden
b) relacja jeden do wiele
c) relacja wiele do wiele

Bazy danych

21

ZWIĄZKI ERD

zero lub jeden

dokładnie jeden

zero lub wiele

jeden lub wiele

TABELA

TABELA

TABELA

TABELA

Bazy danych

22

ZWIĄZKI ERD - PRZYKŁAD

 dla każdego wiersza w tabeli B musi istnieć dokładnie jeden wiersz w tabeli A

 dla każdego wiersza w tabeli A może istnieć zero, jeden lub wiele wierszy w tabeli B

Tabela A

Tabela B

Bazy danych

23

PRZYKŁADOWE ERD – INNA POSTAĆ

Diagram ERD. Dane pracowników i
klientów

PK - klucz główny
FKx - klucz obcy

Bazy danych

24

PRZYKŁADOWE ERD – INNY PRZYKŁAD

Bazy danych

25

ETAPY BUDOWY DIAGRAMÓW ZWIĄZKÓW ENCJI

Na budowę modelu ER składają się następujące kroki:

identyfikacja encji,
identyfikacja relacji pomiędzy encjami,
identyfikacja atrybutów encji, ustalenie kluczy głównych.

Przykładowy zbiór encji:

PRACOWNIK (pesel, Nazwisko, imie, adres, Data_ur)

pesel

Nazwisko

imie

adres

Data_ur

Bazy danych

26

METODY PROJEKTOWANIA SCHEMATU RELACYJNEGO

Metoda 1: Top-Down method:

- Utworzyć model E/R;

- Zastosować reguły transformacji modelu E/R na schemat relacyjny.

Metoda 2: Down-Top method:

- Zebrać jak najwięcej danych, które będą tworzyć zawartość bazy danych;

- Zidentyfikować tematy oraz ich właściwości: zdefiniować tabele relacyjne.

- Przeprowadzić proces normalizacji do 3 lub 4 postaci normalnej.

Metoda 3: Mieszana:

- Utworzyć model E/R;

- Zastosować reguły transformacji modelu E/R na schemat relacyjny.

- Przeprowadzić proces normalizacji do 3 lub 4 postaci normalnej.

Bazy danych

27

TRANSFORMACJA MODELU E/R NA SCHEMAT RELACYJNY

W trakcie transformacji powstają trzy typy relacji:

Relacja encji - zawiera te same informacje co odpowiadająca encja oraz klucz

główny;

Relacja encji z kluczem obcym - zawiera te same informacje co odpowiadająca

encja

oraz klucz obcy tworzący powiązanie z inną encją typu 1:1 lub 1:n;

Relacja związku - zawiera klucze obce wszystkich powiązanych tym związkiem

encji oraz właściwości danego związku. Dotyczy wszystkich związków typu n:m

W trakcie transformacji wartość NULL:

jest dopuszczalna w relacjach encji dla kluczy obcych encji opcjonalnych;

jest niedopuszczalna w relacjach encji dla kluczy obcych encji obowiązkowych;

jest niedopuszczalna w relacjach związków dla kluczy obcych.

Bazy danych

28

REGUŁY TRANSFORMACJI (1)

Bazy danych

29

REGUŁY TRANSFORMACJI (2)

Bazy danych

30

REGUŁY TRANSFORMACJI (3)

Bazy danych

31

REGUŁY TRANSFORMACJI (4)

Bazy danych

32

REGUŁY TRANSFORMACJI (5)

Bazy danych

33

KONIEC

KONIEC