Skranker og avledninger

Transkript

1 Skranker og avledninger jfr. Fra kjernen og ut, fra skallet og inn kapittel 7 dmskranker&repr-1

2 Figur 7-1. Skrankene skal gjenspeile virkelighetens regler Forretningsregler Virkeligheten (interesseområdet) registrering påvirkning Skranker Oppfatningen av virkeligheten Skranker/ Integritetsregler Informasjonssystem Organisasjonen Brukere dmskranker&repr-2

3 Eksempler på skranker En person kan ha bare én biologisk mor En person kan ha bare én biologisk far En kommune kan tilhøre bare ett fylke En kommune skifter aldri fylkestilhørighet Du kan være gift med bare én person Du kan ha bare én sjef En person kan være ansatt i bare ett firma En person må være ansatt i et firma En bil må enten eies av en person eller ett firma En bil må eies av et firma for å kunne være firmabil Er en person blitt gift, kan vedkommende aldri bli ugift igjen dmskranker&repr-3

4 Typer av skranker Tilstandsskranker foreskriver lovlige tilstander o Begreps/Verdiskranker o Multiplisitetsskranker o Mengdeskranker o Forekomstgenererende skranker Overgangsskranker foreskriver lovlige tilstandsoverganger o Fastskranken o Andre overgangsskranker dmskranker&repr-4

5 Figur 7-3. Hva brukes skrankene til? Skranker Strukturering av databasen Deklarative integritetsregler Programmerbare integritetsregler - i databasen (triggere) - i applikasjonsprogrammene - i brukergrensesnittene Virkelighetsmodell Brukergrensesnitt Applikasjon Systemutvikler dmskranker&repr-5

6 Entydighetsskranken fylkenr {id} Fylke Fylkenavn fylkenavn {id} fylkenr fylkenavn fylkenavn dmskranker&repr-6

7 Entydighetsskranken i SQL CREATE TABLE tabellnavn ( attributtnavn1 datatype attributtnavn2 datatype NOT NULL,... CONSTRAINT skrankenavn PRIMARY KEY (attributtnavn1,...), CONSTRAINT skrankenavn UNIQUE(attributtnavn1,...) ); Eksempel PRIMARY KEY impliserer fylkenr fylkenavn NOT NULL. UNIQUE impliserer ikke CREATE TABLE Fylke ( NOT NULL. fylkenr CHAR(2), fylkenavn VARCHAR(25), CONSTRAINT fylkenr_pk PRIMARY KEY (fylkenr), CONSTRAINT fylkenavn_uk UNIQUE(fylkenavn) ) ; dmskranker&repr-7

8 Figur 7-2. Notasjon for mer avanserte skranker {skrankebeskrivelse i OCL eller lignende} Én-rolle-skranke {skrankebeskrivelse i OCL eller lignende} To-rolle-skranke dmskranker&repr-8

9 Figur 7-7. Ekstern entydighetsskranke ordrenr {id} Ordre omfatter 1 {unique} Det skal ikke finnes flere ordrelinjer med samme kombinasjon av ordre og vare ligger-i Ordrelinje «identifying» «identifying» 1 varenr {id} Vare Ordrelinje ordrenr varenr dmskranker&repr-9

10 Tid en utfordring Problemet med tiden er at den har en utstrekning (-> romlig verdi) Diskretisering: t Et tidspunkt som for eksempel 1215 kan brukes til å finne noe som begynner kl 1215, men en entydighetsskranke kan ikke forhindre forekomsten 1216 For å forhindre tidsmessig overlapp må vi enten o registere alle tidsbitene o angi slutt-tid o angi varighet Ta ikke slutt-tiden med i identifikatoren! Forelesning rom{id} starttid{id} slutt_tid dmskranker&repr-10

11 Mengdeskranker Mengdeskranker ( set-comparison constraints ) begrenser mengden av forekomster i en eller flere roller i forhold til forekomstene i andre roller Mengdeskranker finnes i følgende varianter: o Mengdelikhetsskranke ( Equality constraint ) o Mengdeulikhetsskranke ( Exclusion constraint ) o Delmengdeskranke ( Subset constraint ) o Ringskranke ( Ring constraint ) o Ekvivalente veier ( Equivalence of path ) Vi skal se på bare noen av dem! dmskranker&repr-11

12 Delmengdeskranken a) 1 skytter Person pnavn {id} {subset} død bjørn Bjørn bnavn {id} skinnselger bjørneskinn skytter død bjørn jf. lærebokas figur 7-14 {subset} skinnselger bjørneskinn dmskranker&repr-12

13 Delmengdeskranken (forts.) b) 1 skytter Person {subset} død bjørn Bjørn pnavn {id} bnavn {id} skinnselger bjørneskinn c) 1 skytter Person pnavn {id} {subset} død bjørn Bjørn bnavn {id} 1 OBS! skinnselger bjørneskinn dmskranker&repr-13

14 Realisering av delmengdeskranke i SQL Delmengdeskranke mellom tabeller realiseres ved hjelp av referanseintegritet. Denne deklareres som regel i en separat ALTER TABLE av kontrollert tabell: ALTER TABLE navn_på_kontrollert_tabell ADD CONSTRAINT navn_på_regel FOREIGN KEY(fremmednøkkelattributt1, fremmednøkkelattributt2) REFERENCES navn_på_kontrollerende_tabell (attr1, attr2); Eksempel Fylke fylkenr fylkenavn kan utelates da antas primærnøkkelen Kommune fylkenr {subset} kommunenr2s NOT NULL kommunenavn avfallsmengde NOT NULL innbyggertall ALTER TABLE Kommune ADD CONSTRAINT fylkenr_fk FOREIGN KEY(fylkenr) REFERENCES Fylke; dmskranker&repr-14

15 papirgjenvinner Figur Delmengdeskranken gjenvunnet_ papirmengde Avfallsselskap selskapsnavn {id} {subset} 0..1 glassgjenvinner gjenvunnet_ glassmengde 0..1 Mengde #tonn {id} 1..1 metallgjenvinner gjenvunnet_ metallmengde {subset} papirgjenvinner Returpapir Gjenvinning glassgjenvinner Gjenvinning gjenvunnet_ papirmengde gjenvunnet_ glassmengde 1000 metallgjenvinner Returpapir Gjenvinning Glasshytta gjenvunnet_ metallmengde dmskranker&repr-15

16 Figur Delmengdeskranke i tabell etter gruppering {gjenvunnet_papirmengde = nil implies gjenvunnet_glassmengde = nil} selskapsnavn Returpapir Gjenvinning Glasshytta gjenvunnet_ papirmengde nil gjenvunnet_ glassmengde nil 1000 nil NOT NULL gjenvunnet_ metallmengde CREATE TABLE Gjenvinning CONSTRAINT glass_forutsetter_papir CHECK ((gjenvunnet_papirmengde IS NOT NULL) OR (gjenvunnet_papirmengde IS NULL AND gjenvunnet_glassmengde IS NULL)) dmskranker&repr-16

17 Handlingsmønster ved overtredelse av referanseintegritet ALTER TABLE navn på kontrollert tabell ADD CONSTRAINT navn på regel FOREIGN KEY(fremmednøkkelattributt) REFERENCES navn_på_kontrollerende_tabell ON DELETE referential_action ; eller UPDATE NO ACTION (gi feilmelding) CASCADE (fjern også kontrollerte linjer) SET NULL (sett fremmednøkkel til NULL) SET DEFAULT (sett fremmednøkkel til default -verdi) I Oracle: bare ON DELETE CASCADE dmskranker&repr-17

18 Ringskranker 1 Kvinne jfr. lærebokas figur 7-23 mor fornavn {id} datter irrefl, asym, intrans? mor Anne datter Anne forhindres med irrefl Anne Eva Eva Eva Anne Gro forhindres med asym (inkluderer irrefl) Anne Gro forhindres med intrans dmskranker&repr-18

19 Verdiskranker Fylke fylkenr {id} {value is 1-12,14-20} Fylkenavn fylkenavn {id} omfatter ligger-i Kommune kommunenr {id} jf. lærebokas figur CREATE TABLE Fylke( fylkenr char(2) CONSTRAINT fylkenr_ck CHECK (fylkenr in ('1', '2'... '20')) ) 1 1 avfallsmengde 1 innbyggertall {value is < } Kommunenavn kommunenavn {id} Mengde # tonn {id} {value is < 10000} «begrep» Antall # {id} {value is < } dmskranker&repr-19

20 Figur To prinsipper for kontroll av verdier Person fødselsnr {id} kjønnskode {value is M, K } Kontrolleres med CHECK Person fødselsnr {id} kjønnskode {fk} 1 Kjønn kjønnskode {id} Kontrolleres med referanseintegritet dmskranker&repr-20

21 Avledninger og forekomstgenererende skranker dmskranker&repr-21

22 Figur Transitivt avledet utsagn Fylke fylkenr {id} /betjenes av 1 {betjenes_av = oppdragsgiver.fylke} 1 Eksempel på avledning selskap Kommune kommunenr {id} 1 oppdragsgiver Avfallsselskap selskapsnavn {id} dmskranker&repr-22

23 Figur Ingen avledninger Fylke fylkenr {id} vertsfylke 1 1 Formen på diagrammet er ikke tilstrekkelig til å avgjøre om det foreligger en avledning! selskap Kommune kommunenr {id} 0..1 oppdragsgiver Avfallsselskap selskapsnavn {id} dmskranker&repr-23

24 Figur Refleksivitet, symmetri og transitivitet erstattes Del delnr {id} erstatning refl, sym, trans? Forekomstgenererende ringskranker erstattes V1 V2 V2 V1 V3 V2 V3 V1 V3 V1 V2 V1 V2 V3 V3 V2 V3 V1 dmskranker&repr-24

25 Figur Eksempel på akkumulering Fylke fylkenr {id} 1 {fylkesavfallsmengde = sum(kommune.avfallsmengde)} kommune 1 /fylkesavfallsmengde Kommune kommunenr {id} 0..1 avfallsmengde Mengde #tonn {id} dmskranker&repr-25

26 Overgangsskranker transition constraints dmskranker&repr-26

27 Figur Overgangsskranker illustrert med tilstandsdiagram Et UML tilstandsdiagram ( state diagram ) Ugift start Overgangsskranker må realiseres ved hjelp av triggere giftemål giftemål giftemål Skilt skilsmisse Gift dødsfall Enke/ enkemann dmskranker&repr-27

28 Fastskranken jf. lærebokas figur 7-33 Fylke fylkenr {id} fylke 1 «identifying» {immutable } kommune Kommune composition Fastskranken {immutable} uttrykker her at en kommune ikke kan flytte seg fra et fylke til et annet kommunenr2s {id} dmskranker&repr-28

29 En veloppdragen vaktbikkje hever datakvaliteten! dmskranker&repr-29

30 Mer om representasjoner Jfr. Fra kjernen og ut, fra skallet og inn kapittel 8 dmskranker&repr-30

31 En bro kobler begrep og representasjon Fylke fylkenr{id} 1 omfatter ligger-i Kommune kommunenr{id} bro Begrep Representasjon dmskranker&repr-31

32 Forekomster i interesseområdet og i informasjonssystemet Person med etternavn Ås er eier av bil med kjennetegn DB Person med etternavn Dal er eier av bil med kjennetegn AX eier eier Person Bil Ås etternavn Dal bro eier eier DB AX kjennetegn dmskranker&repr-32

33 Om representasjoner og identifikatorer Begrepsforekomster kan ikke lagres de data vi lagrer, er representasjonsforekomster (verdier) Et begrep bør ikke representeres ved en representasjon for et annet begrep Et begrep kan tilordnes flere representasjoner En modell bør ikke inneholde samme representasjon mer enn én gang Et begrep må ha en entydig representasjon, også kalt identifikator o Modellbestemt o Systembestemt (OID i OO-databaser, genererte primærnøkler) Et begrep bør ha en stabil identifikator dmskranker&repr-33

34 Ulike typer representasjoner Navn, betegnelser, koder eks.: Fødselsnr, fylkenr, fylkenavn, kommunenr Boolske verdier forekomster: true, false ja, nei Målbare/tellbare størrelser forekomster: 1 m, 75 kg, 220 V, kr 7,-, 30 Romlige verdier Representasjoner for linjer, flater og volumer Fri tekst forekomster: god betaler, Peer du lyver! Nei, jeg gjør ei, Representasjoner av bilde og lyd...jfr. INF1040 dmskranker&repr-34

35 Broer vs. entydighetsskranker Person fødselsnr {id} 1 noe person noe bro Entydighetsskranken uttrykker at samme person ikke kan inngå i mer enn en forekomst av en assosiasjon. Men siden vi bare kan kontrollere representasjoner, er det modellererens ansvar å velge representasjoner som er entydige (og som dermed er identifikatorer) dmskranker&repr-35

36 En feilaktig bro Person Person 1 Telefon priv.tlf {id} fødselsnr {id} tlf_nr {id} Galt (?) Riktig Koble ikke sammen en begrepstype og en representasjonstype for en annen begrepstype dmskranker&repr-36

37 Feilaktige broer og entydighetsskranker Feilaktig modell Kommune kommunenavn {id} kommune fylke 1 Fylke fylkenavn {id} Våler Østfold Nes Akershus Våler Hedmark Nes Buskerud Enda mer feilaktig modell Kommune kommunenavn {id} kommune fylke Fylke fylkenavn {id} Våler Østfold Nes Akershus Våler Hedmark Nes Buskerud dmskranker&repr-37

38 Fullt informasjonsbærende representasjon Prosjektdeltakelse «identifying» 1 {immutable} {unique} Person ansattnr{id} «identifying» {immutable} 1 Prosjekt prosjektnr{id} En Prosjektdeltakelse er representert ved en fullt informasjonsbærende representasjon! jf. lærebokas figur 8-5 dmskranker&repr-38

39 Delvis informasjonsbærende representasjon fylkenr {id} Fylke 1 {immutable} fylke {unique} «identifying» kommune Kommune kommunenr2s {id} fylke fylke kommune kommune En kommune har en delvis informasjonsbærende representasjon, et fylkenr (informasjonsbærende) og et tosifret kommunenr (ikke informasjonsbærende)! delvis informasjonsbærende representasjon jfr. lærebokas figur 8-3 dmskranker&repr-39

40 Eksempel: Hotellrommet romnr{id} Rom Rom «identifying» {immutable} 1 Etasje romnr_i_etasje{id} {unique} etasjenr{id} Let etter skjulte begreper i representasjonene! jf. lærebokas figur 8-7 dmskranker&repr-40

41 Figur 8-8. Informasjonsbæring avhenger av oppfatningen a) Person fødselsnr {id} b) Dag dato {id} 1 {immutable} fødselsdag {unique} «identifying» Person personnr {id} dmskranker&repr-41

42 Figur 8-9. Eksempel på kontekstsensitiv representasjon 01 Melk og melkeprodukter Melk, søt H-melk Lettmelk Skummet melk Fløte 10%, sterilisert Fløte 20 % Fløte 35 % H-melk 1/3 l Lettmelk 1/3 l Skummet melk 1/3 l Fløte 25 % 1/3 l Melk, syrnet Kefir Skummet kulturmelk Rømme 20 % Seterrømme 35 % Yoghurt, naturell Kulturmelk Yoghurt med smakstilsetning Lett-Yoghurt Betydningen av en siffergruppe er avhengig av de foregående dmskranker&repr-42

43 Fra et eksamensreglement A1: Kalkulatorer ikke tillatt. Ingen andre hjelpemidler tillatt A2: Kalkulatorer ikke tillatt. Bestemte hjelpemidler tillatt A3: Kalkulatorer ikke tillatt. Alle andre hjelpemidler tillatt B1: Enkel kalkulator utdeles på eksamen. Ingen andre hjelpemidler tillatt B2: Enkel kalkulator utdeles på eksamen. Bestemte hjelpemidler tillatt B3: Enkel kalkulator utdeles på eksamen. Alle andre hjelpemidler tillatt C1: Alle typer kalkulator tillatt. Alle andre hjelpemidler tillatt C2: Alle typer kalkulator tillatt. Bestemte hjelpemidler tillatt C3: Alle typer kalkulator tillatt. Ingen andre hjelpemidler tillatt Hva betyr A,B,C,1,2,3? dmskranker&repr-43

44 Koding Hvorfor skal vi kalle H-melk ? Hvorfor skal vi kalle Østfold 01? Hvorfor skal vi kalle emnet Systemutvikling INF1050? Hvorfor skal Ingen hjelpemidler tillatt kalles A1? Pro Con o Stabilt o Fagsjargong o Databehandlings-esperanto o Sorteringsmuligheter o Unngår tilfeldige ulikheter i representasjoner o Plassbesparende dmskranker&repr-44

45 Ulike muligheter for entydige representasjoner Ved en kombinasjon av o representasjoner o identifiserende assosiasjoner B 1 b {id} {unique} {immutable} «identifying» A a {id} «identifying» C 1 c {id} {immutable} Ved arv fra superbegrep B b {id} A jf. lærebokas figur 8-12 dmskranker&repr-45

46 Gode råd om representasjoner Legg ikke inn mer informasjon i representasjonen enn nødvendig Basér representasjonene på uforanderlige, stabile opplysninger Vær forsiktig med koder Bruk standardiserte representasjoner Det er intet mål at alt skal kunne leses ut av representasjonen! dmskranker&repr-46