Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda 6. Előadás tartalma Adatmodellezés 2 1. Tervezési alapelvek 2. Alosztályok 3. Megszorítások modellezése 4. Gyenge egyedhalmazok 5. Szemantikus jelölésrendszer 6. A kiterjesztett E/K jelölésrendszer elemei 7. Az E/K modell anomáliái 1

Tervezési alapelvek: 1. Valósághű modellezés 2. Redundancia elkerülése 3. Egyszerűség – ha nem szükséges, nem veszünk fel új halmazt 4. A megfelelő elem kiválasztása Ha egy dologhoz (főnévhez) több információ kapcsolódik, mint a neve, akkor érdemes egyedhalmazt képezni ehhez a dologhoz. 2

Valósághű modellezés Az egyedhalmazoknak és az attribútumoknak tükrözniük kell a valóságot. 1. Az attribútumok tartozzanak azon egyedhalmazokhoz, amelynek a tulajdonságát képezik 2. A kapcsolatok valósághűen modellezzék a problémát vagy a követelmény-specifikációt Sok a sokhoz kapcsolat, mert egy színésznek több filmben is lehet szerepe, egy filmhez több színész is tartozhat Vigyázat!!! Egy színész ugyanabban a filmben is játszhat több szerepben Színészek hengerekSzáma SzínészekFilmek szerepek 3

Szineszek(név, cím) Filmek(cím, év, hossz, szalagfajta) Szereplők(szNev, FilmCim, gyartEv, szerep) SzínészekFilmek szereplők szerep név címév szNevFilmCimgyartEvszerep Eddie MurphyThe Nutty Profesor1996Sherman Klu. Eddie MurphyThe Nutty Profesor1996Buddy Love Eddie MurphyThe Nutty Profesor1996A.P.J. Klump Eddie MurphyThe Nutty Profesor1996Ernie Klump Eddie MurphyThe Nutty Profesor1996Cletus Klump Érdekel? 4

Redundancia elkerülése Ha egy információnak a megnevezésén kívül más jellemzője is van, amelyik az alkalmazáshoz szükséges, egyedhalmaz szükséges az ábrázolásához. Kiszámítható attribútumok csak abban az esetben szükségesek, ha valamilyen ELLENŐRZÉSI célt szolgálnak Kliensek Dátum számlaszám termék Számlák számlája sorai darabszám SorszámÁFA Számlasorok mértékegység Összeg egységárSorösszeg Sorösszeg=egységár*darabszám Összeg=SUM(Sorösszeg)*(1+ÁFA) egy számlára 1..M1 5

Egyszerűség Ne vegyünk fel több elemet az adatbázistervbe, mint amennyi feltétlenül szükséges. A megfelelő kapcsolatok megválasztása Az egyedhalmazokat többféleképpen köthetjük össze kapcso- latokkal. Nem jó megoldás, ha a tervhez hozzáadjuk az összes lehetséges kapcsolatot. Egyszerűség Ne vegyünk fel több elemet az adatbázistervbe, mint amennyi feltétlenül szükséges. A megfelelő kapcsolatok megválasztása Az egyedhalmazokat többféleképpen köthetjük össze kapcso- latokkal. Nem jó megoldás, ha a tervhez hozzáadjuk az összes lehetséges kapcsolatot. 6

Színészek Stúdiók Filmek Szerződik színész stúdiója gyártó stúdió gyárt Látszik, hogy a Filmek egyedhalmaz a Stúdiók egyedhalmazzal 2 ágon van összekapcsolva, az egyik a Szerződik kapcsolaton keresztül, a másik a gyárt kapcsolaton keresztül. Ebben a formában körkörös összefüggést kaphatunk, amely csak bizonyos esetekben indokolt, pl., ha megszakítási hibák fordulhatnak elő (lásd előadás végét). Látszik, hogy a Filmek egyedhalmaz a Stúdiók egyedhalmazzal 2 ágon van összekapcsolva, az egyik a Szerződik kapcsolaton keresztül, a másik a gyárt kapcsolaton keresztül. Ebben a formában körkörös összefüggést kaphatunk, amely csak bizonyos esetekben indokolt, pl., ha megszakítási hibák fordulhatnak elő (lásd előadás végét). 7

Színészek Stúdiók Filmek Szerepel Benne Dolgozik A Dolgozik kapcsolat redundáns-e vagy sem. Olyan infók is rendelkezésre állhatnak a színészek és stúdiók munkaviszo- nyáról, melyek nem egy filmen keresztül származtathatók. Ez esetben a színészek és stúdiók közötti közvetlen kapcsolat hasznos lehet és nem redundáns. Gyártó 8

A megfelelő típusú elem megválasztása Nem ajánlott struktúrák 1. lehet olyan, akinek még több telefonszáma van 2. lehet olyan, hogy egy telefonszám több személyhez tartozik Ez helyett ajánlott struktúra Kliensek telefonszam1 telefonszam2 Telefonszam3 KliensekTelefonszámok birtokol 9

Feltételek, amelyeknek teljesülniük kell, hogy attribútumot használjunk és ne egyedhalmazt. E egyedhalmaz a köv. feltételekkel alakítható át: 1.Minden kapcsolat esetén, melyben E részt vesz, nyíl kell mutasson E felé, mindig az “egy” oldalon kell álljon a sok-egy típusú kapcsolatban 2.Ha E egyedhalmaznak egynél több attribútuma van, akkor egyik attribútum sem függhet a többitől. E egyetlen kulcsa az összes attribútumaiból álló halmaz. 3.Egynél többször nem szerepelhet E egy kapcsolatban. Ha ezek a feltételek teljesülnek, az E halmazt emígy helyettesíthetjük: a)Ha egy másik F halmaz egy R nevű, sok-egy kapcsolaton keresztül kapcsolódik E-hez, akkor R-et elhagyhatjuk és E attribútumait F kapja meg. b)Ha E egy többágú, R nevű kapcsolatban vesz részt, akkor E attribútumait R kapja meg és E-t töröljük a kapcsolatból. Példa: a fizetések egyedhalmaz kialakításának fordítottja. Eltávolítjuk az egyedhalmazt, s a fizetés attribútum a szerződések kapcsolat attribútumává válik. Feltételek, amelyeknek teljesülniük kell, hogy attribútumot használjunk és ne egyedhalmazt. E egyedhalmaz a köv. feltételekkel alakítható át: 1.Minden kapcsolat esetén, melyben E részt vesz, nyíl kell mutasson E felé, mindig az “egy” oldalon kell álljon a sok-egy típusú kapcsolatban 2.Ha E egyedhalmaznak egynél több attribútuma van, akkor egyik attribútum sem függhet a többitől. E egyetlen kulcsa az összes attribútumaiból álló halmaz. 3.Egynél többször nem szerepelhet E egy kapcsolatban. Ha ezek a feltételek teljesülnek, az E halmazt emígy helyettesíthetjük: a)Ha egy másik F halmaz egy R nevű, sok-egy kapcsolaton keresztül kapcsolódik E-hez, akkor R-et elhagyhatjuk és E attribútumait F kapja meg. b)Ha E egy többágú, R nevű kapcsolatban vesz részt, akkor E attribútumait R kapja meg és E-t töröljük a kapcsolatból. Példa: a fizetések egyedhalmaz kialakításának fordítottja. Eltávolítjuk az egyedhalmazt, s a fizetés attribútum a szerződések kapcsolat attribútumává válik. 10

Színész Szerződések Film Stúdió Színészek Filmek Stúdiók Abban az esetben, ha több stúdió is közreműködik egy film elkészítésében (gyártás, speciális effektusok, terjesztés), a kapcsolat (szerződés) összeköt egy filmet és egy színészt stúdiók halmazával. Ez arra kötelez, hogy a szerződések egyedhalmazzá váljon. 11

Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda Alosztályok az E/K modellben ÁltalánosításSpecializáció Szuperosztály Alosztály azEgy 12

Filmek hossz fegyver címévműfaj azegy Rajzfilmek Bűnűgyi filmek Hangok Bűnűgyi Rajzfilmek 13

Megszorítások modellezése az E/K diagramokban Megszorítások típusai: Kulcsok: olyan attribútum vagy attribútumok, amely(ek) egyértelműen meghatározzák az egyedet a halmazon belül, vagyis nincs 2 olyan elem az egyedhalmazban, amelyeknek kulcs-attribútumok értékei megegyeznének. Egyértékűségi megszorítások. Abban az esetben, ha létezik, vagyis az értéke nem NIL (null), akkor nem létezik a halmaznak 2 eleme, amelyiken megegyeznének az értékei. Hivatkozásépség-megszorítások. Megkövetelik, hogy egy objektum által hivatkozott érték létezzen az adatbázisban. Analóg azzal hogy a hagyományos programokban tilos az olyan mutatók használata, amelyek nem mutatnak sehová. Értelmezéstartomány-megszorítások. Egy attribútum értékeit a megadott értékhalmazból vagy értéktartományból veheti fel. Általános megszorítások. Tetszőleges követelmények, amelyeket be kell tartani az adatbázisban. 14

Filmek címév műfajhossz Könyvpéldány LeltárszámVonalkód Kulcsok jelölése Együtt alkotják a kulcsot Egyértékűség 15

Hivatkozásépség-megszorítások stúdió egyed létezzen minden filmhez az adatbázisban Minden elnök irányít egy olyan stúdiót, amelyik létezik az adatbázisban Értelmezési tartomány megszorítások Korlátozzák az attribútumok felvehető értékeit. Ha a hossz típusa Integer, akkor nem lehet az értéke a 102,6 vagy egyéb nem egész érték. Általános megszorítások GyártóVezető FilmekStúdiókElnökök SzámlákSzámlasorok Sorai 16 <10

Gyenge egyedhalmazok: Előfordulhat, hogy az egyedhalmaz kulcsában szereplő attribútumok közül néhány, más egyedhalmaz(ok)nak attribútuma. 1. eset, amikor egy egyedhalmaz logikailag vagy fizikailag egy másik egyedhalmaznak a része számlaszám Számlák Számlasorok sor Sorszám dátum Termékek Termék termékkód darabszám 17

2. eset, amikor két vagy több egyedhalmaz kapcsolata hozza létre a gyenge egyedhalmazt (kapcsolat átalakítása halmazzá). Szerződések fizetés SzínészStúdióFilm SzínészekFilmekStúdiók névcím műfaj hossz lakcím névcímév 18

Egyetemi adatbázis készítése a hallgatókról milyen problémát vet fel: Törzsszámot minden helyszínen 1 – estől kezdték Hallgatók Törzsszáma NEM kulcs az egyetemi adatbázisban 19 Hallgatók Helyszínek KÓD Törzsszám Helyszíni hallgató

Gyenge egyedhalmazokra vonatkozó követelmények Egy gyenge egyedhalmaz kulcsa nem származhat bárhonnan. Jelöljük E-vel a gyenge egyedhalmazt. Bármely F egyedhalmaz, amely egy vagy több attribútummal hozzájárul az E kulcsához, kapcsolódnia kell egy R kapcsolaton keresztül az E halmazhoz. 1.R-nek bináris sok-egy kapcsolatnak kell lennie, amelynek az “egy” oldala az F egyedhalmaznál van. 2.R-ben hivatkozásépség érvényesül E-től F irányába 3.F azon attribútumai, amelyek benne vannak az E kulcsában, benne vannak az F kulcsában is 4.Ha F maga is gyenge egyedhalmaz, akkor F azon kulcsattribútumai, amelyek benne vannak az E kulcsában lehet, hogy az F-hez sok-egy kapcsolattal kapcsolódó másik egyedhalmaz attribútumai. TRANZITIVITÁS 5.Ha több sok-egy kapcsolat is vezet az E-ből az F-be, akkor minden kapcsolaton keresztül segíthetik F kulcsattribútumai E kulcsának kialakítását 20

Bercki Zoltán TDK dolgozatából. Üzletek nyitvatartásáról szól. 21

A szemantikus jelölésrendszer A szemantikus jelölésrendszerben az egyedeket is feltün- tetjük. Ezek kapcsolatain keresztül láthatóvá válik a kapcsolat típusa A szemantikus hálózati diagramokban a következő jeleket használjuk: ● jelöli az egyedeket jelöli a kapcsolat-egyedeket jelöli az egyedhalmazokat és a kapcsolat-halmazokat A hálózat kialakítása az egyedek és kapcsolat-egyedek összekapcsolásából alakul ki. A kapcsolat-egyedeknek csak egy bemenő és egy kimenő kapcsolatuk van ● 22

Szemantikus diagram a hallgatók vizsgázásáról ● ● ● ● ● h2 h1 h3 h4 h5 v3 v2 v1 vz3 vz4 vz5 vz2 vz1 hallgatóvizsga vizsgázik 23

A kiterjesztett Egyed/Kapcsolat jelölésrendszer elemei 1.Az összetett atribútumok jelölése 2.A kiszámítható attribútum jelölése Hallgatók cím Vizsgák Irányszhelység megye utcaTip utcanév házszám emelet törzsszám feljáró név keresztnév Vezetéknév átlag vizsgázik 24

Az Egyed-Kapcsolat modell anomáliái 1. Legyező típusú csapda Évfolyam HallgatókCsoportok hozzátartozik összetevődik Akkor lehetséges, mikor legalább két olyan kapcsolat köt össze egy egyedhalmazt, amelyik 1:N és az 1 oldal van az egyedhalmaznál 1..M

Legyező csapda szemantikus modellje ● ● ● ● ● h1 h6 ö5 ö1 ef1 cs1 cs5 ht6 ht1 ● ef3 ef2 ● ● ● ● ● hallgatóhozzátartozikévfolyamösszetevődikcsoport Nem tudjuk megmondani, hogy melyik hallgató melyik csoportba tartozik. 26

A legyező csapda anomáliájának feloldása Csoportok ÉvfolyamokHallgatók összetevődikhozzátartozik M Látszik, hogy kialakult egy “normális” sorrend, vagyis a kisebb, nagyobb, még nagyobb, vagyis hallgató része egy csoportnak, amelyik része egy évfolyamnak. 27

Legyező csapda feloldásának szemantikus modellje h1 h6 ● ● ● ● ● ht6 ht1 ● ef1 ef3 ef2 ö5 ö1 ● ● ● ● ● cs1 cs5 Meg tudjuk megmondani, hogy melyik hallgató melyik csoportba tartozik. hallgatóhozzátartozikcsoportösszetevődikÉvfolyam 28

Megszakítási csapda Projektek ProfesszorokHallgatók kitűz választ Az ugyanazon tantárgyat leadó különböző professzorok kitűznek bizonyos projekteket. Egy prof legalább egy projektet kell kitűzzön, amelyik nem lehet kétszer a projektek egyedhalmazban. A feladat komplexitása függvényében egy vagy több diák (csoportosulva) dolgozzák ki a projektet. A diákok annál a professzornál kell vizsgázzanak, akinél a projektet csinálták 1..M 1 0..M

Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda Megszakítási csapda szemantikus modellje Professzorkitűzprojekt választ hallgató ● ● ● ● ● p1 p3 v4 v1 P1 h1 h5 ht6 ht1 ● ● ● ● ● P6 30

Ha egy hallgató nem választott egy projektet sem (másfajta vizsgázási módot választott), nem tudjuk, hogy melyik professzornál kellene vizsgázzon. A csapda feloldását egy új kapcsolat bevezetésével lehet megoldani Projektek ProfesszorokHallgatók kitűz választ vizsgáztat N 31

Sapientia - Erdelyi Magyar TudományEgyetem (EMTE) Csíkszereda Ellenőrző kérdések 1.Tervezési alapelvek 2.Megszorítások modellezése 3.Gyenge egyedhalmazok 4.A szemantikus jelölésrendszer 5.Az E/K modell anomáliái és azok feloldása Bibliográfia: Sitar-Tăut Dan-Andrei, Baze de date distribuite, Risoprint, Cluj-Napoca, 2005, pp Ullman, J.D.-Widom J., Adatbázis-rendszerek. Alapvetés, Panem- Prentice-Hall, 1998, pp