Skranker og avledninger

Transkript

1 Figur 7-1. Skrankene skal gjenspeile virkelighetens regler Forretningsregler Virkeligheten (interesseområdet) Skranker og avledninger registrering påvirkning jfr. Fra kjernen og ut, fra skallet og inn kapittel 7 Skranker Oppfatningen av virkeligheten Skranker/ Integritetsregler Informasjonssystem Brukere Organisasjonen INF102-skranker-1 INF102-skranker-2 Eksempler på skranker Typer av skranker En person kan bare ha én biologisk mor En person kan bare ha én biologisk far Tilstandsskranker foreskriver lovlige tilstander En kan tilhøre bare ett o Begreps/Verdiskranker En skifter aldri stilhørighet o Multiplisitetsskranker Du kan være gift med bare én person o Mengdeskranker Du kan bare ha én sjef o Forekomstgenererende skranker En person kan være ansatt i bare ett firma En person må være ansatt i et firma Overgangsskranker foreskriver lovlige tilstandsoverganger En bil må enten eies av en person eller ett firma o Fastskranken En bil må eies av et firma for å kunne være firmabil o Andre overgangsskranker Er en person blitt gift, kan vedkommende aldri bli ugift igjen INF102-skranker-3 INF102-skranker-4

2 Hva brukes skrankene til? Begrepsskranke Skranker Strukturering av databasen Deklarative integritetsregler Programmerbare integritetsregler - i databasen (triggere) - i applikasjonsprogrammene - i brukergrensesnittene Virkelighetsmodell Brukergrensesnitt Applikasjon Kjønn (kode) {M,K} Lovlige verdier for kjønnskode er M eller K CREATE TABLE ( kjonn char(1)constraint kjonn_ck CHECK (kjonn in ('M', 'K')) ) Systemutvikler CREATE TABLE ( kjonn char(1), CONSTRAINT kjonn_ck CHECK (kjonn in ('M', 'K')) ) INF102-skranker-5 INF102-skranker-6 Figur 7-2. Entydighetsskranken Eksempel: Ekteskapsformer En kan inngå i bare ett /En kan ikke inngå i mange r (fra venstre mot høyre: mange-til-én) Kvinne (fødselsnr) hustru ektemann Mann (fødselsnr) Et kan omfatte mange r (fra høyre mot venstre: én-til-mange) 01 (nr) Hvor skal entydighets-skranken(e) stå for følgende ekteskapsformer? Polygami (begge kjønn kan ha flere ektefeller) Polyandri (en hustru kan ha flere menn, men ikke omvendt) Polygyni (en mann kan ha flere hustruer, men ikke omvendt) Monogami (hvert kjønn kan ha bare én ektefelle) Skriv forekomster! INF102-skranker-7 INF102-skranker-8

3 Korte entydighetsskranker er strengere enn lange (materialnavn) Delvis overlappende entydighetsskranker avfallsinnsamler Glassgjenvinning Glassgjenvinning glass glass område skal sløyfes avfallsinnsamler Glassgjenvinning Glassgjenvinning glass glass område Allerede den korte entydighets-skranken sikrer entydighet. Så selv om den lange også er riktig, er den overflødig To eller flere entydighetsskranker i samme tabell kan overlappe hverandre delvis (men ikke helt), eller ikke i det hele tatt INF102-skranker-9 INF102-skranker-10 Entydighetsskranken i SQL CREATE TABLE tabellnavn ( attributtnavn1 datatype attributtnavn2 datatype,... CONSTRAINT skrankenavn PRIMARY KEY (attributtnavn1,...), CONSTRAINT skrankenavn UNIQUE(attributtnavn1,...) ); 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 ) ; Figur 7-5. Ekstern entydighetsskranke (materialnavn) Selskapsgruppe (gruppe navn) gruppe selskap (materialnavn) gjenvinner Den eksterne entydighetsskranken konverteres vanligvis til en vanlig entydighetsskranke under gruppering INF102-skranker-11 INF102-skranker-12

4 (nr) Påkrevd rolle navngitt_ navn navn Figur 7-7. Kombinert påkrevd rolle Et avfallsselskap må gjenvinne enten eller glass eller begge deler gjenvinner mengde Ikke påkrevd rolle på begge sider = ikke minimumsmultiplisitet 1 på begge sider Et må ha et navn glassgjenvinner metallgjenvinner glassmengde metallmengde Alle forekomster av begrepstypen finnes i den ene eller den andre rollen (eller i begge) Mengde (# tonn) For å forhindre at et avfallsselskap gjenvinner både og glass, trenger vi enda en skranke (mer senere) INF102-skranker-13 INF102-skranker-14 Avdeling (avd.navn) Figur Påkrevde roller i gruppering Avdeling (avd.navn) Påkrevde roller i gruppering unngå ans_avd bopel ans.avd bopel (k.navn) ans.avd bopel (k.navn) Produksj Oslo Ås Asker Ansatt () priv.tlf Tlf.linje (tlf.nr) Ansatt () priv.tlf Tlf.linje (tlf.nr) 230 Økonomi priv_tlf Bærum lønn Beløp (# NOK) ans_avd bopel priv_tlf lønn lønn Beløp (# NOK) Produksj Økonomi Oslo Ås Asker Bærum lønn INF102-skranker-15 INF102-skranker-16

5 Ansatt () Figur Kombinert påkrevd rolle i gruppering fast ansatt løsarbeider ansetter forbudt forekomst? forbudt forekomst Avdeling (avd.navn) feil i 1. avsnitt på side 210 i læreboka! ansetter Adm CREATE TABLE, CONSTRAINT ans_or_oppdr_ck CHECK (NOT(ansetter IS NULL AND IS NULL)) INF102-skranker-17 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 ) INF102-skranker-18 Figur 7-9. Eksempel på mengdeskranke (delmengdeskranken) Figur Eksempler på bruk av delmengdeskranken (nr) navngitt_ navn En må tilhøre et navngitt... navn Forekomstene i rollen er en delmengde av forekomstene i navngitt_. Merk at roller som skal sammenliknes må spilles av samme begrep! INF102-skranker-19 skytter skinnselger skytter skinnselger bjørneskinn a) c) død bjørn død bjørn bjørneskinn Bjørn Bjørn OBS! skytter skinnselger bjørneskinn b) død bjørn «Selg ikke skinnet før bjørnen er skutt!» Bjørn INF102-skranker-20

6 Påkrevd rolle og delmengdeskranke Realisering av delmengdeskranke i SQL (nr) navngitt_ navn implisert! navn Når samme begrep spiller både en påkrevd og en ikke-påkrevd rolle, impliserer dette en delmengdeskranke fra den ikkepåkrevde til den påkrevde rollen! Delmengdeskranken realiseres vanligvis 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 nr nr navn nr2s navn ALTER TABLE ADD CONSTRAINT nr_fk FOREIGN KEY(nr) REFERENCES ; kan utelates da antas primærnøkkelen avfallsmengde innbyggertall INF102-skranker-21 INF102-skranker-22 Oppdateringer og integritetsregler Ved forsøk på oppdateringer kan vi komme i konflikt med integritetsreglene. I så fall foreligger følgende muligheter (som deklareres i DML): o Avvise oppdateringen o Gjennomføre oppdateringen på en slik måte at integritetsreglene fremdeles er oppfylt (mulig for referanseintegritet) Eksempel: Forsøke å fjerne et fra -tabellen 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 ; o Avvisning med feilmelding o Fjerne t i -tabellen, og samtidig alle ne i t i o Sette fremmednøkkelen nr i til NULL 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 INF102-skranker-23 INF102-skranker-24

7 (fødselsnr) Figur Et alternativ til begrepsskranke: Lovlige verdier som forekomster Kjønn (kode) {M,K} Kontrolleres med CHECK Figur Delmengdeskranke istedenfor normalisering til BCNF avfallsinnsamler område I en gitt kan et gitt bare gjenvinnes av ett avfallsselskap. Et avfallsselskap kan operere bare i en. jf. figur 6-17a (fødselsnr) Kjønn (kode) kjønn M Kontrolleres med referanseintegritet avfallsselskap område K avfallsinnsamler område (materialnavn) INF102-skranker-25 INF102-skranker-26 Figur Mengdeulikhetsskranken, eksempel på bruk Kombinert påkrevd rolle og ulikhetsskranke i gruppering fast ansatt ansetter sager sitter sager sitter a) b) c) Gren (grennr) sager sitter «Sag ikke av den gren du sitter på!» Gren (grennr) INF102-skranker-27 Ansatt () løsarbeider (materialnavn) forbudt forekomst Avdeling (avd.navn) ansetter forbudt forekomst 140 CREATE TABLE, CONSTRAINT ans_xor_oppdr_ck CHECK ((ansetter IS NULL OR IS NULL) AND NOT (ansetter IS NULL AND IS NULL)) Adm INF102-skranker-28

8 Ringskranker Figur Eksempel på ekvivalente veier Kvinne (fornavn) irrefl, asym, intrans? mor Anne Anne Eva Eva Anne datter Anne Eva Anne Gro Gro Jf. Figur Slektstavlemodellen forhindres med irrefl forhindres med asym (inkluderer irrefl) forhindres med intrans Båt (båtnavn) Køye (båtnavn, køyenr) eop eop Avgang Køyeplass avgang båt dag køye båt Dag (dato) passasjer KH KH 312 pnr100 PR PR 312 pnr109 KH KH 314 pnr115 KH KH 312 pnr217 Passasjer (pass.nr) INF102-skranker-29 INF102-skranker-30 Figur Transitivt avledet utsagn (nr) betjenes_av * selskap Avledninger og forekomstgenererende skranker avledet utsagn selskap INF102-skranker-31 INF102-skranker-32

9 Figur Ingen avledninger Figur Refleksivitet, symmetri og transitivitet (nr) huser selskap refl, sym, trans? Del (delnr) Formen på diagrammet er ikke tilstrekkelig til å avgjøre om det foreligger en avledning! Forekomstgenererende ringskranker erstattes erstatning selskap INF102-skranker-33 INF102-skranker-34 a) 0102 gjenvinner (navn) Figur Flerverdiavhengigheter Normalisering til fjerde normalform! (nr) Figur Eksempel på akkumulering savfallsmengde * savfallsmengde = sum(avfallsmengde) (navn) b) 0102 gjenvinner gjenvinner avfallsmengde Mengde (# tonn) INF102-skranker-35 INF102-skranker-36

10 Figur Eksempel på fastskranke nr {id} «begrep» (nr) Overgangsskranker transition constraints «identifying» 1:1 composition {immutable } 0:* «begrep» nr2s {id} (nr2s) Fastskranken uttrykker at en ikke kan flytte seg fra et til et annet INF102-skranker-37 INF102-skranker-38 Figur Eksempel på beskrivelse av overgangsskranker Et UML tilstandsdiagram ( state diagram ) Ugift start Overgangsskranker må realiseres ved hjelp av triggere giftemål giftemål giftemål Skilt skilsmisse Gift dødsfall Enke/ enkemann En veloppdragen vaktbikkje hever datakvaliteten! INF102-skranker-39 INF102-skranker-40