Underbegreper. Homogenitetsregelen. Bruk av homogenitetsregelen

Transkript

1 Hmgenitetsregelen Underbegreper Alle tenkelige frekmster av et begrep skal kunne spille alle rller sm er tilknyttet begrepet. Jfr. Fra kjernen g ut, fra skallet g inn avsnitt 5.3 g Vi krever ikke alltid at datamdellen tilfredsstiller hmgenitetsregelen, men den blir mer presis hvis den gjør det. dmskranker&repr- dmskranker&repr-2 Kjønn kjønnskde {id} Kjønn kjønnskde {id} Bruk av hmgenitetsregelen kjønn /kjønn Mann 0: 0: {disjint, cmplete} Kvinne antall fødsler antall fødsler Frnavn navn {id} Antall # {id} Frnavn navn {id} Antall # {id} dmskranker&repr-3 a) Separasjn c) Partisjnering fødselsnr Mann Figur 5-9. Håndtering av underbegreper fødselsnr kjønn frnavn Mann fødselsnr Kvinne fødselsnr antall_fødsler b) Absrpsjn fødselsnr kjønn frnavn antall_fødsler nil hvis kjønn = m Kan sløyfes, ingen frekmster Kan sløyfes, verflødig fødselsnr kjønn frnavn Kvinne fødselsnr kjønn frnavn antall_fødsler dmskranker&repr-4

2 Figur 5-. Spesialisering g generalisering Underbegreper Mann c) a) Generalisering Mann Kvinne Spesialisering {disjint, cmplete} Kvinne b) hustru Underbegrepet arver representasjnen til superbegrepet. Ingen representasjn i underbegrepene! dmskranker&repr-5 Kurssystemet innføring av underbegreper Lærer navn {id} hved lærer Student Er hmgenitetsregelen ppfylt veralt? Frkunnskap alle tenkelige i øyeblikket? i all tid? Undervisning Emne emnekde {id} Påmelding Kurs semesterkde{id} ektemann hustru ektemann ektemann hustru anbefaltefrkunnskaper dmskranker&repr-6 Frhldet mellm det generelle g det spesielle typer g frekmster Begreper g begrepsfrekmster, klasser g bjekter Det generelle, eksisterer det egentlig, eller er det ne vi har funnet på fr å beskrive/snakke m verden på en enklere måte? Eks: kråker, mennesker Eksisterer slike fellesbegreper, eller er de bare begreper skapt i vår egen fantasi? Hvis de eksisterer, er de av fysisk eller åndelig natur? Eksisterer det generelle evt. fritt fra de enkelte individene, eller bare sm del av disse? jf. lærebka avsnitt.4 Debatt fra 00- tallet, interessant fr systemutviklere Realist Nminalist eller Realist Generelle fellesbegreper sm kråke, menneske har en egen eksistens, g enkeltindividene er dannet etter disse (eks: Platn g Thmas av Aquinas) Nminalist Det sm eksisterer er bare enkeltindividene. Generelle fellesbegreper er skapt av menneskene, bl.a. fr bedre å frstå/beskrive verden (eks. Wilhelm av Occam g Charles Darwin) dmskranker&repr-7 dmskranker&repr-8

3 Klasser eller bjekter først? Datarientert utfrming: Begreper g klasser, deretter frekmster Men: Hmgenitetsregelen Realistisk tilnærming! Representasjner Objektrientert utfrming: Objekter, deretter klasser Nminalistisk tilnærming! Hvrfr frskjellen i praktisk fremgangsmåte? Jfr. Fra kjernen g ut, fra skallet g inn kapittel 8 dmskranker&repr-9 dmskranker&repr-0 En br kbler begrep g representasjn Frekmster i interessemrådet g i infrmasjnssystemet nr{id} mfatter ligger-i Kmmune kmmunenr{id} med etternavn Ås er eier av bil med kjennetegn DB 2345 med etternavn Dal er eier av bil med kjennetegn AX 5432 eier eier br Begreper Bil Representasjner «Ås» etternavn «Dal» «DB 2345» «AX 5432» kjennetegn dmskranker&repr- dmskranker&repr-2

4 Hvrfr skille mellm virkelighet g representasjn? Det er virkeligheten vi skal mdellere, men vi ser ikke annet enn representasjnen Vi kan studere virkelighet g representasjn uavhengig av hverandre. (Hvrdan spise en elefant... ) Hvilke regler gjelder i virkeligheten? Finnes det flere representasjner? Hva er den beste representasjnen? Om representasjner g identifikatrer Begrepsfrekmster kan ikke lagres de data vi lagrer, er representasjnsfrekmster (verdier) Et begrep bør ikke representeres ved en representasjn fr et annet begrep Et begrep kan tilrdnes flere representasjner En mdell bør ikke innehlde samme representasjn mer enn én gang Et begrep må ha en entydig representasjn, gså kalt identifikatr Mdellbestemt Systembestemt (OID i OO-databaser, genererte primærnøkler) Et begrep bør ha en stabil identifikatr dmskranker&repr-3 dmskranker&repr-4 Ulike representasjner En feilaktig br Navn, betegnelser, kder eks.: Fødselsnr, nr, navn, kmmunenr Blske verdier frekmster: true, false ja, nei Målbare/tellbare størrelser frekmster: m, 75 kg, 220 V, kr 7,-, 30 priv.tlf {id} Telefn tlf_nr {id} Rmlige verdier Representasjner fr linjer, flater g vlumer Galt (?) Riktig Fri tekst frekmster: gd betaler, Peer du lyver! Nei, jeg gjør ei, Representasjner av bilde g lyd Kble ikke sammen en begrepstype g en representasjnstype fr en annen begrepstype dmskranker&repr-5 dmskranker&repr-6

5 Fullt infrmasjnsbærende representasjn Figur 7-7. Ekstern entydighetsskranke garanterer entydig representasjn Prsjektdeltakelse {immutable} {unique} {immutable} ansattnr{id} Prsjekt prsjektnr{id} Ordre rdrenr {id} mfatter {unique} Det skal ikke finnes flere rdrelinjer med samme kmbinasjn av rdre g vare jf. lærebkas figur 8-5 ligger-i Ordrelinje Vare En Prsjektdeltakelse er representert ved en fullt infrmasjnsbærende representasjn! varenr {id} dmskranker&repr-7 dmskranker&repr-8 Delvis infrmasjnsbærende representasjn Figur 8-6. EU s bilregister nr {id} 0 {immutable} kmmune {unique} 0 kmmune 0,0 Kmmune kmmunenr2s {id} kmmune 0,0 Land landkde {id} reg-land {immutable} {unique} Bil kjennemerke {id} 02 En kmmune har en delvis infrmasjnsbærende representasjn, et nr (infrmasjnsbærende) g et tsifret kmmunenr (ikke infrmasjnsbærende)! ,04 0,05 02,0 0,04 0,05 02,0 delvis infrmasjnsbærende representasjn jf. lærebkas figur 8-3 reg-land N N N D kjennemerke N,DD N,DK 2345 N,NA D,HH dmskranker&repr-9 dmskranker&repr-20

6 Eksempel: Htellrmmet Figur 8-8. Infrmasjnsbæring avhenger av ppfatningen rmnr{id} Rm a) Rm rmnr_i_etasje{id} {immutable} Etasje etasjenr{id} dat {id} b) Dag {immutable} fødselsdag persnnr {id} Let etter skjulte begreper i representasjnene! jf. lærebkas figur 8-7 dmskranker&repr-2 dmskranker&repr-22 Indirekte representasjn gjennm en-til-en-asssiasjn Land landkde {id} 0: {immutable} Hvedstad jf. lærebkas figur 8- Figur 8-9. Eksempel på kntekstsensitiv representasjn 0 Melk g melkeprdukter 0 02 Melk, søt H-melk Lettmelk Skummet melk Fløte 0%, sterilisert Fløte 20 % Fløte 35 % H-melk /3 l Lettmelk /3 l Skummet melk /3 l Fløte 25 % /3 l 0 03 Melk, syrnet Kefir Skummet kulturmelk Rømme 20 % Seterrømme 35 % Yghurt, naturell Kulturmelk Yghurt med smakstilsetning Lett-Yghurt Betydningen av en siffergruppe er avhengig av de fregående dmskranker&repr-23 dmskranker&repr-24

7 Fra et eksamensreglement A: Kalkulatrer ikke tillatt. Ingen andre hjelpemidler tillatt A2: Kalkulatrer ikke tillatt. Bestemte hjelpemidler tillatt A3: Kalkulatrer ikke tillatt. Alle andre hjelpemidler tillatt B: Enkel kalkulatr utdeles på eksamen. Ingen andre hjelpemidler tillatt B2: Enkel kalkulatr utdeles på eksamen. Bestemte hjelpemidler tillatt B3: Enkel kalkulatr utdeles på eksamen. Alle andre hjelpemidler tillatt C: Alle typer kalkulatr tillatt. Alle andre hjelpemidler tillatt C2: Alle typer kalkulatr tillatt. Bestemte hjelpemidler tillatt C3: Alle typer kalkulatr tillatt. Ingen andre hjelpemidler tillatt Hva betyr A,B,C,,2,3? Kding Hvrfr skal vi kalle H-melk ? Hvrfr skal vi kalle Østfld 0? Hvrfr skal vi kalle emnet Systemutvikling INF050? Hvrfr skal Ingen hjelpemidler tillatt kalles A? Stabilt Pr Databehandlings-esperant Srteringsmuligheter Unngår tilfeldige ulikheter i representasjner Plassbesparende Cn Fagsjargng dmskranker&repr-25 dmskranker&repr-26 Ulike muligheter fr entydige representasjner Gde råd m representasjner Ved en kmbinasjn av representasjner identifiserende asssiasjner B b {id} {unique} {immutable} A a {id} Legg ikke inn mer infrmasjn i representasjnen enn nødvendig Basér representasjnene på ufranderlige, stabile pplysninger C c {id} {immutable} Vær frsiktig med kder Bruk standardiserte representasjner Ved arv fra superbegrep B b {id} A Det er intet mål at alt skal kunne leses ut av representasjnen! jf. lærebkas figur 8-2 dmskranker&repr-27 dmskranker&repr-28

8 Figur 7-. Skrankene skal gjenspeile virkelighetens regler Frretningsregler Virkeligheten (interessemrådet) Skranker g avledninger registrering påvirkning jfr. Fra kjernen g ut, fra skallet g inn kapittel 7 Skranker Oppfatningen av virkeligheten Skranker/ Integritetsregler Infrmasjnssystem Brukere Organisasjnen dmskranker&repr-29 dmskranker&repr-30 Eksempler på skranker Typer av skranker En persn kan bare ha én bilgisk mr En persn kan bare ha én bilgisk far En kmmune kan tilhøre bare ett En kmmune skifter aldri stilhørighet Du kan være gift med bare én persn Du kan bare ha én sjef En persn kan være ansatt i bare ett firma En persn må være ansatt i et firma En bil må enten eies av en persn eller ett firma En bil må eies av et firma fr å kunne være firmabil Er en persn blitt gift, kan vedkmmende aldri bli ugift igjen Tilstandsskranker freskriver lvlige tilstander Begreps/Verdiskranker Multiplisitetsskranker Mengdeskranker Frekmstgenererende skranker Overgangsskranker freskriver lvlige tilstandsverganger Fastskranken Andre vergangsskranker dmskranker&repr-3 dmskranker&repr-32

9 Figur 7-3. Hva brukes skrankene til? Figur 7-2. Ntasjn fr skranker Skranker Strukturering av databasen Deklarative integritetsregler Applikasjn {skrankebeskrivelse i OCL e.l} Brukergrensesnitt {skrankebeskrivelse i OCL e.l} Prgrammerbare integritetsregler - i databasen (triggere) - i applikasjnsprgrammene - i brukergrensesnittene Virkelighetsmdell Systemutvikler dmskranker&repr-33 dmskranker&repr-34 Figur 7-4. Entydighetsskranker i en større mdell Figur 7-5. Entydighetsskranke ver flere rller nr {id} mfatter 0.. navn navn navn {id} mråde materiale mengde ligger-i Kmmune kmmunenr {id} ligger-i kmmune kmmune mfatter kmmune avfallsmengde innbyggertall kmmunenavn 0.. avfallsmengde innbyggertall Kmmunenavn kmmunenavn {id} # tnn {id} # {id} Mengde «begrep» Antall dmskranker&repr-35 mråde Kmmune kmmunenr {id} mråde mengde sppdrag materiale 0.. mengde materiale Mengde # tnn {id} Materiale materialnavn {id} dmskranker&repr-36

10 Brer vs. entydighetsskranker Figur 8-4. Feilaktig bruk av lkalt kmmunenummer persn nr {id} kmmune Kmmune kmmunenr2s {id} br Entydighetsskranken uttrykker at samme persn ikke kan inngå i mer enn en frekmst av en asssiasjn. Men siden vi bare kan kntrllere representasjner, er det mdellererens ansvar å velge representasjner sm er entydige (g sm dermed er identifikatrer) kmmune kmmune dmskranker&repr-37 dmskranker&repr-38 Feilaktige brer g entydighetsskranker Tid en utfrdring Feilaktig mdell Kmmune kmmunenavn {id} kmmune Våler Østfld navn {id} Prblemet med tiden er at den har en utstrekning (-> rmlig verdi) Diskretisering: Nes Akershus t Enda mer feilaktig mdell Kmmune kmmunenavn {id} Våler Nes kmmune Våler Nes Våler Nes Hedmark Buskerud Østfld Akershus Hedmark Buskerud navn {id} Et tidspunkt sm fr eksempel 25 kan brukes til å finne ne sm begynner kl 25, men en entydighetsskranke kan ikke frhindre frekmsten 26 Fr å frhindre tidsmessig verlapp må vi enten registere alle tidsbitene angi slutt-tid angi varighet Ta ikke slutt-tiden med i identifikatren! Frelesning rm{id} starttid{id} slutt_tid dmskranker&repr-39 dmskranker&repr-40

11 Entydighetsskranken i SQL CREATE TABLE tabellnavn ( attributtnavn datatype attributtnavn2 datatype,... CONSTRAINT skrankenavn PRIMARY KEY (attributtnavn,...), CONSTRAINT skrankenavn UNIQUE(attributtnavn,...) ); Kmmune kmmunenr {id} Påkrevd rlle ligger_i mfatter nr {id} Eksempel PRIMARY KEY impliserer nr navn. UNIQUE impliserer ikke CREATE TABLE (. nr CHAR(2), navn VARCHAR(25), CONSTRAINT nr_pk PRIMARY KEY (nr), CONSTRAINT navn_uk UNIQUE(navn) ) ; dmskranker&repr-4 kmmunenr ligger_i mfatter nr Figur 7-8. Sammenhengen mellm påkrevd rlle g minimumsmultiplisitet dmskranker&repr-42 Figur 7-9. Oversettelsestabell fra multiplisiteter til tabellskranker multiplisiteter 0.. tabellskranker Avfallsselskap selskapsnavn {id} Figur 7-0. Påkrevd rllekmbinasjn papirgjenvinner metallgjenvinner {r} 0.. glassgjenvinner glassmengde papirmengde Mengde #tnn {id} papirgjenvinner papirmengde {r} glassgjenvinner glassmengde metallgjenvinner Glasshytta 4500 Glasshytta 3500 dmskranker&repr-43 dmskranker&repr-44

12 Figur 7-. Påkrevd rllekmbinasjn etter gruppering Mengdeskranker {glassmengde <> nil r papirmengde <> nil} selskapsnavn Glasshytta papirmengde glassmengde 2000 nil 5000 nil Mengdeskranker ( set-cmparisn cnstraints ) begrenser mengden av frekmster i en eller flere rller i frhld til frekmstene i andre rller Mengdeskranker finnes i følgende varianter: Mengdelikhetsskranke ( Equality cnstraint ) Mengdeulikhetsskranke ( Exclusin cnstraint ) Delmengdeskranke ( Subset cnstraint ) Ringskranke ( Ring cnstraint ) Ekvivalente veier ( Equivalence f path ) dmskranker&repr-45 dmskranker&repr-46 Delmengdeskranken Delmengdeskranken (frts.) a) skytter pnavn {id} død bjørn Bjørn bnavn {id} b) skytter pnavn {id} død bjørn Bjørn bnavn {id} skinnselger bjørneskinn skinnselger bjørneskinn jf. lærebkas figur 7-4 skytter død bjørn c) skytter pnavn {id} død bjørn Bjørn bnavn {id} skinnselger bjørneskinn OBS! skinnselger bjørneskinn dmskranker&repr-47 dmskranker&repr-48

13 papirgjenvinner Figur 7-2. Delmengdeskranken papirmengde Figur 7-3. Delmengdeskranke etter gruppering Avfallsselskap selskapsnavn {id} metallgjenvinner papirgjenvinner glassgjenvinner 0.. glassgjenvinner glassmengde papirmengde glassmengde 000 Glasshytta Mengde #tnn {id} metallgjenvinner dmskranker&repr-49 {papirmengde = nil implies glassmengde = nil} selskapsnavn Glasshytta CREATE TABLE papirmengde glassmengde 2000 nil 5000 nil 000 nil CONSTRAINT glass_frutsetter_papir CHECK ((papirmengde IS ) OR (papirmengde IS NULL AND glassmengde IS NULL)) dmskranker&repr-50 Realisering av delmengdeskranke i SQL Delmengdeskranke mellm tabeller realiseres ved hjelp av referanseintegritet. Denne deklareres sm regel i en separat ALTER TABLE av kntrllert tabell: ALTER TABLE navn_på_kntrllert_tabell ADD CONSTRAINT navn_på_regel FOREIGN KEY(fremmednøkkelattributt, fremmednøkkelattributt2) REFERENCES navn_på_kntrllerende_tabell (attr, attr2); Eksempel nr navn kan utelates da antas primærnøkkelen Handlingsmønster ved vertredelse av referanseintegritet ALTER TABLE navn på kntrllert tabell ADD CONSTRAINT navn på regel FOREIGN KEY(fremmednøkkelattributt) REFERENCES navn_på_kntrllerende_tabell ON DELETE referential_actin ; Kmmune nr kmmunenr2s kmmunenavn ALTER TABLE Kmmune ADD CONSTRAINT nr_fk FOREIGN KEY(nr) REFERENCES ; avfallsmengde innbyggertall eller UPDATE NO ACTION (gi feilmelding) CASCADE (fjern gså kntrllerte linjer) SET NULL (sett fremmednøkkel til NULL) SET DEFAULT (sett fremmednøkkel til default -verdi) I Oracle: bare ON DELETE CASCADE dmskranker&repr-5 dmskranker&repr-52

14 papirgjenvinner XOR-skranken jf. lærebkas figur 7-2 papirmengde Figur 7-0. xr-skranken ved gruppering {xr} Avfallsselskap selskapsnavn {id} Glasshytta metallgjenvinner papirgjenvinner glassgjenvinner {xr} {unequal} {r} 0.. glassgjenvinner glassmengde papirmengde 2000 glassmengde Glasshytta Mengde #tnn {id} metallgjenvinner dmskranker&repr-53 {glassmengde <> nil xr papirmengde <> nil} selskapsnavn Glasshytta CREATE TABLE papirmengde glassmengde 2000 nil nil nil CONSTRAINT enten_glass_eller_papir CHECK ((papirmengde IS AND glassmengde IS NULL) OR (papirmengde IS NULL AND glassmengde IS )) dmskranker&repr-54 Ringskranker Ekvivalente veier Kvinne jf. lærebkas figur 7-23 mr frnavn {id} datter båtnavn {id} Båt Avgang Dag dat {id} irrefl, asym, intrans? mr Anne Anne Eva Eva datter Anne Eva Anne Gr frhindres med irrefl frhindres med asym (inkluderer irrefl) Køye køyenr {id} avgang båt dag passasjer {Køyeplass.køye.båt = Køyeplass.avgang.båt} Køyeplass køye båt KH KH 32 pnr00 CF CF 32 pnr09 KH KH 34 pnr5 KH KH 32 pnr27 Passasjer passasjernr {id} Anne Gr frhindres med intrans jf. lærebkas figur 7-24 dmskranker&repr-55 dmskranker&repr-56

15 Figur Underbegrep med diskriminerende asssiasjn Verdiskranker Kjønn kjønnskde {id} Mann diskriminerende asssiasjn {kjønn='m'} ektemann 0.. {disjint, cmplete} Frnavn navn {id} {kjønn='k'} hustru Kvinne antall fødsler Antall # {id} dmskranker&repr-57 nr {id} {value is -2,4-20} mfatter ligger-i Kmmune kmmunenr {id} jf. lærebkas figur avfallsmengde navn navn {id} CREATE TABLE ( nr char(2) CONSTRAINT nr_ck CHECK (nr in ('', '2'... '20')) ) innbyggertall {value is < } Kmmunenavn kmmunenavn {id} Mengde # tnn {id} {value is < 0000} «begrep» Antall # {id} {value is < } dmskranker&repr-58 Figur T prinsipper fr kntrll av verdier kjønnskde {value is M, K } Kntrlleres med CHECK Avledninger g frekmstgenererende skranker kjønnskde {fk} Kjønn kjønnskde {id} Kntrlleres med referanseintegritet dmskranker&repr-59 dmskranker&repr-60

16 Figur Transitivt avledet utsagn Figur Ingen avledninger nr {id} /betjenes av {betjenes_av = ppdragsgiver.} Eksempel på avledning nr {id} verts Frmen på diagrammet er ikke tilstrekkelig til å avgjøre m det freligger en avledning! selskap selskap Kmmune kmmunenr {id} ppdragsgiver Avfallsselskap selskapsnavn {id} Kmmune kmmunenr {id} 0: ppdragsgiver Avfallsselskap selskapsnavn {id} dmskranker&repr-6 dmskranker&repr-62 Figur Refleksivitet, symmetri g transitivitet refl, sym, trans? Frekmstgenererende ringskranker erstattes erstattes V V2 V2 V V3 V2 V3 V V3 Del delnr {id} V V2 V V2 V3 V3 V2 V3 V erstatning nr {id} Kmmune kmmunenr {id} Figur Eksempel på akkumulering {.savfallsmengde = sum(kmmune.avfallsmengde)} 0: avfallsmengde Mengde #tnn {id} /savfallsmengde dmskranker&repr-63 dmskranker&repr-64

17 Figur Overgangsskranker illustrert med tilstandsdiagram Overgangsskranker transitin cnstraints Et UML tilstandsdiagram ( state diagram ) Ugift start giftemål Overgangsskranker må realiseres ved hjelp av triggere giftemål giftemål Skilt skilsmisse Gift dødsfall Enke/ enkemann dmskranker&repr-65 dmskranker&repr-66 Fastskranken jf. lærebkas figur 7-33 nr {id} : {immutable } kmmune 0: Kmmune kmmunenr2s {id} cmpsitin Fastskranken uttrykker at en kmmune ikke kan flytte seg fra et til et annet En velppdragen vaktbikkje hever datakvaliteten! dmskranker&repr-67 dmskranker&repr-68