Projektowanie baz danych

Etapy procesu projektowania

BD



Określenie celów, jakim ma służyć baza danych
(w kontakcie z decydentem z firmy zamawiającej
projekt).



Sprecyzowanie zakresu dostępnych danych,
kategorii użytkowników oraz funkcji
realizowanych poprzez aplikacje. Ewentualny
podział projektu na perspektywy użytkowników (w
kontakcie z pracownikami firmy zamawiającej).



Modelowanie bazy danych

Modelowanie BD



konceptualne

(bez odniesienia do SZBD) –

zapisanie informacji o projekcie w standardowej

notacji ER (diagramy Chena lub UML)

niezależnej od docelowego SZBD.



logiczne

(dla SZBD konkretnego typu, np.

relacyjnego lub obiektowego) – podział danych

na struktury dostępne w SZBD.



fizyczne

(dla konkretnego SZBD) – zdefiniowanie

dziedzin, relacji, indeksów, perspektyw,

użytkowników z uprawnieniami itp.

Diagramy Chena – zbiór encji

Zbiór jednorodnych elementów, o
skończonej, regularnej strukturze, które
można wyróżnić w zagadnieniu
rzeczywistym.

SAMOCHÓD

POLISA

WYPADEK

OSOBA

Diagramy Chena – atrybuty

Cecha encji (mają ją wszystkie encje z
zadanego zbioru); encja ma ustaloną
liczbę atrybutów, a w systemie nie
zapisujemy innych cech encji niż
atrybuty.

nrRej

marka

rokPr

SAMOCHÓD

nr

data

rodzaj

limit

POLISA

Diagramy Chena – dziedziny



dla atrybutu określamy typ jego wartości
oraz ewentualne ograniczenia nałożone
na te wartości (zakres, format itp.)

Diagramy Chena – rodzaje

atrybutów



Proste

(atomowe) lub

złożone

ze składowych

(np. adres: miasto, ulica, dom, nr);



Jednokrotne

(każda encja ma przypisaną tylko

jedną wartość) lub

wielokrotne

(encja może

mieć do k wartości danego atrybutu);



Wyliczane

(wartość „wirtualna” – wyliczana na

podstawie pozostałych atrybutów tej encji).

telefon

wiek

adres

nr

dom

ulica

złożony

wielokrotny

wyliczany

Diagramy Chena – klucze



Klucz

– minimalny podzbiór atrybutów encji pozwalający

jednoznacznie wyznaczyć encję;



Klucz kandydujący

– dowolny klucz zbioru encji;



Klucz główny

– wybrany jeden klucz spośród

kandydujących;



Klucze alternatywne

– klucze kandydujące oprócz

głównego;



Atrybuty główne

– atrybuty klucza (głównego?).

nr

data

rodzaj

l

imit

POLISA

Na diagramie

atrybuty

główne

oznaczamy

przez

podkreślenie

nazwy.

Diagramy Chena – związki

Związek określamy pomiędzy zbiorami encji.



Funkcyjny

(1-n)



Wieloznaczny

(n-m)



Jednoznaczny

(1-1)

SAMOCH.

OSOBA

ma

n-1

PROTOK.

WYPADEK

z

1-1

SAMOCH.

WYPADEK

ud

n-m

Diagramy Chena – atrybuty

związku



Związek może mieć atrybuty



Inny sposób przedstawienia powyższego

SAMOCH.

OSOBA

ma

n-1

dataZak

cena

SAMOCH.

OSOBA

AKT_WŁAS

jest

ma

data

cena

Diagramy Chena –

wymuszanie związku



Związek łączący zbiory encji E i F oznacza, że
każda encja ze zbioru E

może

wystąpić w

związku z encją ze zbioru F. Na diagramie
możemy zaznaczyć, że każda encja z E

musi

być

w związku z przynajmniej jedną encją z F.
Poniżej zapisaliśmy, że samochód

musi

mieć

właściciela.

OSOBA

SAMOCH.

ma

Diagramy Chena – związki k-

arne

Możliwe są związki pomiędzy >2 zbiorami encji.
Takie związki wymagają ostrożności przy
określaniu jednoznaczności (wstawianiu
strzałek) i uwzględnianiu braku niektórych encji.

PROTOKÓŁ

LIKWIDATOR

WYPADEK

dot.

KLASA

NAUCZYCIEL

PRZEDMIOT

ucz.

Diagramy Chena – związki

rekurencyjne



Związek pomiędzy encjami tego samego
zbioru. Definiując taki związek określamy
rolę każdej z encji w związku.

OSOBA

nabyła

kupiła

sprzedała

Diagramy Chena –słabe zbiory

encji



Zbiór encji E (powiązany z pewnym nadrzędnym

zbiorem encji F związkiem funkcyjnym Z), którego

elementy są rozróżnialne tylko lokalnie (w grupie

encji e

IN

E będących w związku z konkretną encją

nadrzędną f

IN

F), a globalnie mogą być identyczne.

Taki zbiór encji E nie posiada samodzielnego klucza.

Może mieć atrybuty kluczowe tworzące klucz

„lokalny”, które w połączeniu z kluczem F, tworzą

jego klucz „globalny”. Słaby zbiór encji

musi

być

powiązany z pewnym nadrzędnym zbiorem encji

związkiem funkcyjnym lub jednoznacznym.

Diagramy Chena –słabe zbiory

encji

POLISA_WST

AGENT

SAMOCHÓD

wystawił

dotyczy

nrWst

nrId

nrRej

Diagramy Chena –słabe zbiory

encji

GRUPA_JĘZ

KLASA

NAUCZYCIEL

ma

uczyJęz

nr

nazwa

nrId

lUcz

nazwisko

jestWych

Diagramy Chena – związki

hierarchiczne (IS A)



Występuje, gdy zbiór encji E stanowi
podklasę zbioru encji F, czyli encje E
mają wszystkie atrybuty encji F i
wchodzą we wszystkie związki, w jakie
wchodzą encje F. Dodatkowo encje E
mogą mieć własne atrybuty i wchodzić w
dodatkowe związki.

Diagramy Chena – związki

hierarchiczne (IS A)

OSOBA

SPRAWCA

WYPADEK

isa

spowodował

procWiny

stan

Diagramy Chena – związki

hierarchiczne (IS A)



Zbiór encji nadrzędnych F można rozbić
na „podklasy” E1, E2,…, Ek. Możemy
wówczas wskazać, czy każda encja ze
zbioru F

musi

wystąpić w przynajmniej

jednej podklasie (

Mandatory

, przeciwnie

Optional

) i czy może wystąpić w więcej

niż jednej podklasie (

And

, przeciwnie

Or

)

Diagramy Chena – związki

hierarchiczne (IS A)

OSOBA

SPRAWCA

WYPADEK

isa

spowodował

procWiny

stan

isa

NIE_WYKR

ZE_SPR

Optional

Mandatory, Or

Diagramy Chena – dodatkowe

więzy integralności



Warunki, których nie da się przedstawić
na diagramie zapisujemy w
komentarzach do projektu
przedstawionego w postaci diagramu

Typowe błędy - związki



FAN TRAP – zgubienie związku
funkcyjnego A:1-n:B przez zastosowanie

A:n-1:C i C:1-m:B;



CHASM TRAP – zgubienie związku
funkcyjnego A:1-n:B przez zastosowanie
związków A:1-n:C:1-n:B

Typowe błędy – encje i

atrybuty



Stosowanie związku 1-1 może być
zastąpione połączeniem encji w jedną;



Umieszczenie wśród atrybutów encji
atrybutów kluczowych innych encji
służących do zaznaczenia istnienia
związku;

Użytkownicy i perspektywy



Metoda syntezy – stworzenie odrębnych
modeli konceptualnych dla różnych
użytkowników i połączenie ich w jeden
model bazy.



Metoda wydzielania perspektyw – tworzymy
jeden model globalny i wydzielamy w nim
obszary danych dostępnych dla
poszczególnych użytkowników.

Weryfikacja transakcji

Dla każdej transakcji użytkownika: na diagram nanosimy
ścieżki biegnące po liniach związków łączących dane
potrzebne do wykonania transakcji. W ten sposób
sprawdzamy, czy realizacja transakcji jest możliwa,
wykrywamy miejsca krytyczne w diagramie itp.

KLUB

MECZ

ZAWODNIK

gs

gś

gra

w

zawodnicy
grający w
meczu;

kontrola, czy
są z
właściwych
klubów;

Większy przykład

Podsumowanie procesu

tworzenia modelu

konceptualnego

1.

określ zbiory encji;

2.

określ związki pomiędzy zbiorami encji i ich
rodzaj;

3.

określ atrybuty encji i związków (uwaga na
atrybuty redundantne);

4.

wyznacz dziedziny atrybutów i ich ograniczenia;

5.

wyznacz klucze kandydujące i wybierz klucze
główne;

6.

określ więzy ogólne;

Podsumowanie – cd.

7.

zweryfikuj projekt sprawdzając, czy warto
zastosować specjalizację/generalizację lub
agregację/kompozycję;

8.

zweryfikuj związki 1-1 i usuń ewentualne
związki redundantne;

9.

nanieś na diagram ścieżki związane z
transakcjami użytkownika i sprawdź, czy
realizacja transakcji jest możliwa;

10.

zweryfikuj model z klientem.

UML – unified modeling

language