Progettazione Logica
Requisiti della base di dati
Progettazione
concettuale
Schema concettuale
Progettazione
logica
Schema logico
Progettazione
fisica
Schema fisico
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 2
Obiettivo della
progettazione logica
"tradurre" lo schema concettuale in uno schema
logico che rappresenti gli stessi dati in maniera
corretta ed efficiente
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 3
Dati di ingresso e uscita
Ingresso:



schema concettuale
informazioni sul carico applicativo
modello logico
Uscita:


schema logico
documentazione associata
Non si tratta di una pura e semplice traduzione


Progettazione ER
alcuni aspetti non sono direttamente rappresentabili
è necessario considerare le prestazioni
21 December, 2015 - slide 4
Carico
applicativo
Schema E-R
Ristrutturazione dello
schema E-R
Modello
logico
Schema E-R
ristrutturato
Traduzione nel
modello logico
Schema
logico
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 5
Ristrutturazione schema E-R
Motivazioni:


semplificare la traduzione
"ottimizzare" le prestazioni
Osservazione:

uno schema E-R ristrutturato non è (più) uno schema concettuale nel senso
stretto del termine
Per ottimizzare il risultato abbiamo bisogno di analizzare le
prestazioni a questo livello

Ma: le prestazioni non sono valutabili con precisione su uno schema
concettuale!
Consideriamo “indicatori” dei parametri che regolano le
prestazioni


Progettazione ER
spazio: numero di occorrenze previste
tempo: numero di occorrenze (di entità e relationship) visitate durante
un’operazione
21 December, 2015 - slide 6
(0,1)
Cognome
(1,1)
Telefono
Direzione
Impiegato
Codice
(1,N)
(0,1)
(0,N)
Partecipazione
Afferenza
(0,1)
Data
(1,N)
Progetto
Budget
Progettazione ER
Nome
(1,N)
Dipartimento
Nome
(1,1)
Composizione
(1,N)
Sede
Via
Indirizzo
CAP
Città
21 December, 2015 - slide 7
Tavola dei volumi
Concetto
Sede
Dipartimento
Impiegato
Progetto
Composizione
Afferenza
Direzione
Partecipazione
Progettazione ER
Tipo
E
E
E
E
R
R
R
R
Volume
10
80
2000
500
80
1900
80
6000
21 December, 2015 - slide 8
Esempio di valutazione di costo
Operazione:

trova tutti i dati di un impiegato, del dipartimento nel quale lavora e dei
progetti ai quali partecipa
Si costruisce una tavola degli accessi basata su uno schema di
navigazione
Tabella delle operazioni
Operazione
Assegna impiegato a progetto
Trova tutti dati impiegato
Trova dati tutti impiegati di un
dipartimento
Trova dipartimenti in sedi
Progettazione ER
Tipo
I
I
I
Fequenza
50 al giorno
100 al giorno
10 al giorno
Batch
2 a settimana
21 December, 2015 - slide 9
Telefono
Cognome
(1,N)
Impiegato
Codice
(1,N)
(0,1)
(0,N)
Partecipazione
Afferenza
Dipartimento
(1,1)
Nome
(0,1)
Data
(1,N)
Progetto
Budget
Progettazione ER
Nome
21 December, 2015 - slide 10
Tavola degli accessi
Concetto
Costrutto Accessi Tipo
Impiegato
Entità
1
L
Afferenza
Relazione
1
L
Dipartimento
Entità
1
L
Partecipazione Relazione
3
L
Progetto
Entità
3
L
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 11
Attività della ristrutturazione




Progettazione ER
Analisi delle ridondanze
Eliminazione delle generalizzazioni
Partizionamento/accorpamento di entità e relationship
Scelta degli identificatori primari
21 December, 2015 - slide 12
Analisi delle ridondanze
Una ridondanza in uno schema E-R è una informazione
significativa ma derivabile da altre
in questa fase si decide se eliminare le ridondanze
eventualmente presenti o mantenerle
Ridondanze:

Vantaggi
 semplificazione delle interrogazioni

Svantaggi
 appesantimento degli aggiornamenti
 maggiore occupazione di spazio
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 13
Forme di ridondanza in uno schema E-R
attributi derivabili:


da altri attributi della stessa entità (o relazione)
da attributi di altre entità (o relazioni)
relazioni derivabili dalla composizione di altre relazioni in
presenza di cicli
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 14
Attributo derivabile
Importo netto
Impiegato
IVA
Importo lordo
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 15
Attributo derivabile da
altra entità
Importo totale
Prezzo
(1,N)
Acquisto
Progettazione ER
(1,N)
Composizione
Prodotto
21 December, 2015 - slide 16
Studente
(0,N)
Ridondanza dovuta
a ciclo
Frequenza
(1,N)
Corso
(1,1)
(0,N)
Docenza
(1,N)
Insegnamento
(1,1)
Professore
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 17
Analisi di una ridondanza
Numero abitanti
Persona
Progettazione ER
Residenza
Città
21 December, 2015 - slide 18
Concetto
Città
Persona
Residenza
Tipo
E
E
R
Volume
200
1000000
1000000
Operazione 1: memorizza una nuova persona con la relativa
città di residenza (500 volte al giorno)
Operazione 2: stampa tutti i dati di una città (incluso il numero
di abitanti)
(2 volte al giorno)
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 19
Presenza di ridondanza
Operazione 1
Concetto Costrutto Accessi Tipo
Persona
Entità
1
S
Residenza Relazione
1
S
Città
Entità
1
L
Città
Entità
1
S
Operazione 2
Concetto Costrutto Accessi Tipo
Città
Entità
1
L
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 20
Assenza di ridondanza
Operazione 1
Concetto Costrutto Accessi Tipo
Persona
Entità
1
S
Residenza Relazione
1
S
Operazione 2
Concetto Costrutto Accessi Tipo
Città
Entità
1
L
Residenza Relazione 5000
L
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 21
Presenza di ridondanza
Presenza di ridondanza

Costi:
 Operazione 1: 1500 accessi in scrittura e 500 accessi in lettura al giorno
 Operazione 2: trascurabile.

Contiamo doppi gli accessi in scrittura
 Totale di 3500 accessi al giorno
Assenza di ridondanza

Costi:
 Operazione 1: 1000 accessi in scrittura
 Operazione 2: 10000 accessi in lettura al giorno

Progettazione ER
Contiamo doppi gli accessi in scrittura
 Totale di 12000 accessi al giorno
21 December, 2015 - slide 22
Attività della ristrutturazione




Progettazione ER
Analisi delle ridondanze
Eliminazione delle generalizzazioni
Partizionamento/accorpamento di entità e relazioni
Scelta degli identificatori primari
21 December, 2015 - slide 23
Eliminazione delle gerarchie
il modello relazionale non può rappresentare direttamente
le generalizzazioni
entità e relazioni sono invece direttamente rappresentabili
si eliminano perciò le gerarchie, sostituendole con entità e
relazioni
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 24
Tre possibilità
accorpamento delle figlie della generalizzazione
nel genitore
accorpamento del genitore della
generalizzazione nelle figlie
sostituzione della generalizzazione con relazioni
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 25
A01
A02
E0
Progettazione ER
R1
E1
E2
A11
A21
E3
R2
E4
21 December, 2015 - slide 26
A01
A02
(0,1)
A11
A21
E0
E3
R1
(0,1)
TIPO
(0,..)
R2
E4
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 27
A01
A02
E0
Progettazione ER
R1
E1
E2
A11
A21
E3
R2
E4
21 December, 2015 - slide 28
R11
R12
E3
E1
E2
R2
A01 A11 A02
A01 A21 A02
Progettazione ER
E4
21 December, 2015 - slide 29
A01
A02
E0
Progettazione ER
R1
E1
E2
A11
A21
E3
R2
E4
21 December, 2015 - slide 30
A01
A02
E0
(0,1)
R1
(0,1)
RG1
RG2
(1,1)
Progettazione ER
E3
(1,1)
E1
E2
A11
A21
R2
E4
21 December, 2015 - slide 31
Alcune regole generali
Metodo1: conviene se gli accessi al padre e alle figlie sono
contestuali
Metodo 2: conviene se gli accessi alle figlie sono distinti
Metodo 3: conviene se gli accessi alle entità figlie sono
separati dagli accessi al padre
sono anche possibili soluzioni “ibride”, soprattutto in
gerarchie a più livelli
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 33
A01
A02
E0
Progettazione ER
R1
E1
E2
A11
A21
E3
R2
E4
21 December, 2015 - slide 34
A01
A02
(0,1)
A11
E0
R1
E3
(0,1)
TIPO
RG2
(1,1)
E2
A21
Progettazione ER
R2
E4
21 December, 2015 - slide 35
Attività della ristrutturazione




Progettazione ER
Analisi delle ridondanze
Eliminazione delle generalizzazioni
Partizionamento/accorpamento di entità e relazioni
Scelta degli identificatori primari
21 December, 2015 - slide 36
Partizionamento/accorpamento
Ristrutturazioni effettuate per rendere più efficienti le
operazioni in base a un semplice principio
Gli accessi si riducono:


Progettazione ER
separando attributi di un concetto che vengono acceduti
separatamente
raggruppando attributi di concetti diversi acceduti insieme
21 December, 2015 - slide 37
Ristrutturazioni, casi principali
partizionamento verticale di entità
eliminazione di attributi multivalore
partizionamento orizzontale di relationship
accorpamento di entità/ relationship
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 38
Partizionamento di entità
Cognome
Codice
Livello
Indirizzo
Impiegato
Data
nascita
Progettazione ER
Stipendio
Ritenute
21 December, 2015 - slide 39
Partizionamento di entità
Stipendio
Cognome Codice
(1,1)
(1,1)
Dati
anagrafici
Indirizzo
Progettazione ER
Data
nascita
Livello
R
Dati
lavorativi
Ritenute
21 December, 2015 - slide 40
Eliminazione di attributi multivalore
Nome
Indirizzo
Agenzia
(1,N)
Progettazione ER
Città
Telefono
21 December, 2015 - slide 41
Eliminazione di attributi multivalore
Città
Nome
Numero
(1,N)
Agenzia
(1,1)
Utenza
Telefono
Indirizzo
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 42
Accorpamento di entità
Cognome
Codice
fiscale
Interno Indirizzo
(0,1)
Persona
Indirizzo
Progettazione ER
(1,1)
Intestazione
Appartamento
Data
nascita
21 December, 2015 - slide 43
Accorpamento di entità
Cognome
Codice
fiscale
Interno
(0,1)
Indirizzo
Persona
Data
nascita
Progettazione ER
Indirizzo
(0,1)
21 December, 2015 - slide 44
Partizionamento di associazione
Ruolo Cognome
(1,N)
Giocatore
Nome
(1,N)
Composizione
Data
acquisto
Progettazione ER
Città
Squadra
(0,1)
Data
cessione
21 December, 2015 - slide 45
Partizionamento di associazione
Ruolo
Data
acquisto
(1,1)
Comp.
attuale
(1,N)
Giocatore
Cognome
Squadra
(1,N)
Comp.
passata
Data
acquisto
Progettazione ER
Nome
(1,N)
Città
Data
cessione
21 December, 2015 - slide 46
Attività della ristrutturazione
Analisi delle ridondanze
Eliminazione delle generalizzazioni
Partizionamento/accorpamento di entità e
relazioni
Scelta degli identificatori primari
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 47
Scelta degli identificatori principali
operazione indispensabile per la traduzione nel modello
relazionale
Criteri



Progettazione ER
assenza di opzionalità
semplicità
utilizzo nelle operazioni più frequenti o importanti
21 December, 2015 - slide 48
Se nessuno degli identificatori soddisfa i
requisiti visti?
Si introducono nuovi attributi (codici)
contenenti valori speciali generati
appositamente per questo scopo
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 49
Traduzione verso il
modello relazionale
idea di base:


Progettazione ER
le entità diventano relazioni sugli stessi attributi
le associazioni (ovvero le relazioni E-R) diventano relazioni sugli
identificatori delle entità coinvolte (più gli attributi propri)
21 December, 2015 - slide 50
Entità e relationship molti a molti
Cognome Matricola
Data inizio
(0,N)
Impiegato
Codice
Nome
(1,N)
Partecipazione
Progetto
Stipendio
Budget
Impiegato(Matricola, Cognome, Stipendio)
Progetto(Codice, Nome, Budget)
Partecipazione(Matricola, Codice, DataInizio)
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 51
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 52
Entità e relationship molti a molti
Impiegato(Matricola, Cognome, Stipendio)
Progetto(Codice, Nome, Budget)
Partecipazione(Matricola, Codice, DataInizio)
con vincoli di integrità referenziale fra


Progettazione ER
Matricola in Partecipazione e (la chiave di) Impiegato
Codice in Partecipazione e (la chiave di) Progetto
21 December, 2015 - slide 53
Nomi più espressivi per gli attributi
della chiave della relazione che
rappresenta la relationship
Impiegato(Matricola, Cognome, Stipendio)
Progetto(Codice, Nome, Budget)
Partecipazione(Matricola, Codice, DataInizio)
Partecipazione(Impiegato, Progetto, DataInizio)
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 54
Relationship ricorsive
Quantità
(0,N)
Composizione
Composto
Costo
Prodotto
Nome
(0,N)
Componente
Codice
Prodotto(Codice, Nome, Costo)
Composizione(Composto, Componente, Quantità)
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 55
Relationship n-arieQuantità
Nome
Partita IVA
(0,N)
Fornitore
Genere
Codice
(1,N)
Fornitura
Prodotto
(1,N)
Nome
Dipartimento
Telefono
Fornitore(PartitaIVA, Nome)
Prodotto(Codice, Genere)
Dipartimento(Nome, Telefono)
Fornitura(Fornitore, Prodotto, Dipartimento, Quantità)
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 56
Relationship uno a molti
Cognome
Data
nascita
(1,1)
Giocatore
Ruolo
Ingaggio
Nome
Città
(0,N)
Contratto
Squadra
Colori sociali
Giocatore(Cognome, DataNascita, Ruolo)
Contratto(CognGiocatore, DataNascG, Squadra, Ingaggio)
Squadra(Nome, Città, ColoriSociali)
• corretto?
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 57
SoluzioneGiocatore(Cognome,
più compatta
DataNascita, Ruolo)
Contratto(CognGiocatore, DataNascG, Squadra, Ingaggio)
Squadra(Nome, Città, ColoriSociali)
Giocatore(Cognome, DataNasc, Ruolo, Squadra, Ingaggio)
Squadra(Nome, Città, ColoriSociali)
con vincolo di integrità referenziale fra Squadra in Giocatore e la chiave di
Squadra
se la cardinalità minima della relationship è 0, allora Squadra in Giocatore
deve ammettere valore nullo
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 58
Entità con identificazione esterna
Cognome
Matricola
Nome
(1,1)
Studente
AnnoDiCorso
Iscrizione
Città
(1,N)
Università
Indirizzo
Studente(Matricola, Università, Cognome, AnnoDiCorso)
Università(Nome, Città, Indirizzo)
• con vincolo …
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 59
Relationship uno a uno
Data inizio
Cognome
Sede
Codice
(1,1)
Direttore
Nome
(1,1)
Direzione
Stipendio
Dipartimento
Telefono
• varie possibilità:
• fondere da una parte o dall'altra
• fondere tutto?
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 60
Una possibilità privilegiata
Data inizio
Cognome
Sede
Codice
(0,1)
Direttore
Stipendio
Nome
(1,1)
Direzione
Dipartimento
Telefono
Impiegato (Codice, Cognome, Stipendio)
Dipartimento (Nome, Sede, Telefono, Direttore, InizioD)
• con vincolo di integrità referenziale, senza valori nulli
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 61
Un altro caso
Data inizio
Cognome
Sede
Codice
(0,1)
Direttore
Stipendio
Progettazione ER
Nome
(0,1)
Direzione
Dipartimento
Telefono
21 December, 2015 - slide 62
(0,1)
Cognome
(1,1)
Telefono
Direzione
Impiegato
Codice
(1,N)
(0,1)
(0,N)
Partecipazione
Afferenza
(0,1)
Data
(1,N)
Progetto
Budget
Progettazione ER
Nome
Dipartimento
Nome
(1,1)
Composizione
(1,N)
Sede
Via
Indirizzo
CAP
Città
21 December, 2015 - slide 63
Schema finale
Impiegato(Codice, Cognome,
Dipartimento*,Sede*, Data*)
Dipartimento(Nome, Città, Telefono, Direttore)
Sede(Città, Via, CAP)
Progetto(Nome, Budget)
Partecipazione(Impiegato, Progetto)
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 64
Strumenti di supporto
Esistono sul mercato prodotti CASE che forniscono un
supporto a tutte le fasi della progettazione di basi di dati
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 65
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 66
Progettazione ER
21 December, 2015 - slide 67