Kunnskapsorganisasjon og gjenfinning 1. Relasjonsmodellen og -databaser

Transkript

1 Kunnskapsorganisasjon og gjenfinning 1 Relasjonsmodellen og -databaser Tine L. Frost Relasjonsmodellen Dagens forelesning Pensum Berget, G. (2010). Relasjonsdatabaser og datamodellering (3. utg.). Oslo: Høgskolen i Oslo og Akershus. Dagens forelesning bygger på side ER-analyse Repetisjon av terminologi Gjennomgang av løsningsforslag til oppgave 1 Eksempel: Bokormen bokklubb Relasjonsmodellen og -databaser Relasjoner Primærnøkler Fremmednøkler Eksempler 1

2 Hva har vi lært så langt? ER-modellen Konseptuell modell «Byggesteiner»: entitetstyper (entities) sammenhengstyper (relationships) 2

3 Entitetstyper og entiteter Entitetstype Enhet i den virkelige verden med visse fellestrekk Entitet En faktisk forekomst av en entitetstype Program Medvirkende Entitetstype Konseptuelt nivå Entitet/ entitetsforekomst Sjokoladesuget Sportsrevyen Den mistenkte Kirsten Rokstad Andreas Hagen Maria Bello Fysisk nivå ER-analyse Attributter, primærnøkler og sammenhengstyper Attributt En egenskap ved en entitetstype Fellestrekk for alle entitetene Primærnøkkel Ett eller flere attributter som gir en entydig identifikasjon av hver entitet Kandidatnøkler Surrogatnøkler Sammenhengstype Kobler sammen entitetstyper Har alltid multiplisitet (én eller mange) Pregnant navn Kan ha attributter 3

4 ER-diagram Består av: Entitetstyper (Entities) Attributter Sammenhengstyper (Relationships) Siden sist Øvelsesoppgave 1 4

5 Eksempel Bokormen casebeskrivelse Bokormen er en bokklubb som inneholder tre klubber som tilbyr ulike bøker: 1. Leselusen (->10 år) 2. Leseløven (11-16 år) 3. Lesehesten (16 ->) Bokormens database må inneholde informasjon om: Klubbene: Klubbnavn Medlemmene: Medlemsnr, Navn, Adresse, Telefonnr, E-post, Fødselsdato og Innloggingsopplysninger Bøkene: ISBN, Tittel, År, Antall sider, Forfatter(e), Illustratører osv., Forlag, hvilken klubb som tilbyr boken og hvem som bestiller dem Ett medlem kan være med i flere bokklubber Én klubb kan tilby flere bøker 5

6 Bokormen Databasen skal kunne gi svar på spørsmål som: Hvilke bøker er skrevet av Isabel Allende? Hvilke bøker har vært tilbudt i Leselusen, og når? Hvilke bøker er utgitt av Pax? Hvilke medlemmer har bestilt Kafka på stranden? ER-analyse Hvilke entitetstyper? Hvilke sammenhengstyper er det mellom entitetstypene? Hvilke attributter, og hvor skal de plasseres? Hva skal være primærnøkler? Det er aldri noen fasit! Krever grundig reflektering og en forståelse av databasens innhold og funksjoner 6

7 Entitetstyper Klubb Ansvarlig Bok Forlag Medlem Foreløpig ER-diagram med entitetstyper 7

8 ER-diagram med sammenhengstyper ER-diagram med sammenhengstyper med multiplisitet 8

9 Attributter Hvilke attributter er det behov for og hvor skal de plasseres? Hva skal være primærnøkler? Det logiske nivået 9

10 Det logiske nivået Kalles også implementasjonsnivået Logiske skjemaer kan implementeres i et databasehåndteringssystem (DBMS) Datamodell: Relasjonsmodellen Skjema: Logisk skjema / Implementasjonsskjema Relasjonsmodellen Edgar F. Codd Introdusert i 1970 "A Relational Model ofdata for Large Shared Data Banks" Prinsipper: All data skal lagres i relasjoner Relasjonene må ha distinkte navn og bestå av tupler og attributter Rekkefølgen på relasjonene er uvesentlig Rekkefølgen på tupler og attributter er uvesentlig Alle relasjonene må være normaliserte Det skal være primærnøkler og fremmednøkler 10

11 Relasjon Grunnbestanddelen i et logisk skjema Basert på matematiske relasjoner en generalisering av funksjoner: Når verdien av en størrelse y varierer med hvordan man velger verdien av en annen størrelse x, er y en funksjon av x: y = f(x) x og y kan erstattes med mengdebegreper: definisjonsmengden (x) og verdimengden (y) Hvert element i definisjonsmengden kan tilsvare ett eller flere elementer i verdimengden og motsatt Relasjon x og y kan byttes ut med faktiske verdier og fremstilles grafisk: Tidspunkt Program NRK :15 NRK :15 Sjokoladesuget Sportsrevyen NRK :45 Definisjonsmengden (x) Verdimengden (y) 11

12 Relasjon Funksjonen kan også uttrykkes matematisk i en tabell: Tidspunkt NRK :15 NRK :15 NRK :45 Program Sjokoladesuget Sjokoladesuget Sportsrevyen Relasjon og tabell er synonymer i relasjonsmodellen Tabellen er en enklere måte å forholde seg til funksjoner på Brukerne forholder seg til databasen som om den var bygget opp av tabeller Relasjonens struktur Relasjonsmodellen har som krav at alle relasjoner skal inneholde tupler og attributter Tupler = rader Attributter = kolonner Rader Kolonner 12

13 Primærnøkkel Ett eller flere attributter som entydig identifiserer hver tuppel (Rad). Finner aktuelle kandidatnøkler og foretar et valg. Bør ikke være for lang eller kompleks. Attributter som kan få nullverdier kan ikke være primærnøkler. Ofte brukes de samme primærnøklene som i det konseptuelle skjemaet. En viktig del av det logiske skjemaet. Fremmednøkkel Attributt(er) i en relasjon som refererer til attributt(er) i en annen relasjon Attributtet er primærnøkkel i relasjonen det er hentet fra Gjør det mulig å beholde koblingen mellom relasjoner i det logiske skjemaet når sammenhengstypene i ERdiagrammet splittes opp En viktig del av det logiske skjemaet 13

14 Relasjonsdatabasehåndteringssystem Databasehåndteringssystem som håndterer relasjonsdatabaser RDBMS, Relational Database Management System Proprietære eller åpen kildekode Logisk skjema notasjon Egen notasjon Relasjonens navn (Attributt1, Attributt2, Attributt3) Understrekede attributter er primærnøkler Kursiverte attributter er fremmednøkler Eksempel: Sesong (SesongID, Sesongnavn, Episodeantall, SerieID) Fremmednøkkel Primærnøkkel 14

15 Konvertering av konseptuelt skjema til logisk skjema (1) ER-diagrammet må konverteres til et implementerbart logisk skjema. Egen "oppskrift" for konverteringen. Trinn 1: Hver entitetstype blir en egen relasjon og alle de tilhørende attributtene blir kolonner i relasjonen. Trinn 1: Eksempel Seks entitetstyper seks relasjoner: Program (ProgramID, Programtittel, Programinfo, Episodenummer, Kategori, Varighet, Aldersgrense, Tilgjengelighet, Teksting) Innslag (InnslagID, Innslagtittel) Sesong (SesongID, Sesongnavn, Episodeantall) Serie (SerieID, Serietittel, Seriebeskrivelse) Sendetidspunkt (TidspunktID, Kanal, Sendedato, Klokkeslett) Medvirkende (MedvirkendeID, Fornavn, Etternavn) 15

16 Konvertering av konseptuelt skjema til logisk skjema (2) Trinn 2: Hver mange-til-mange sammenhengstype blir en egen relasjon som inneholder: Fremmednøkler til entitetstypene i begge endene. Eventuelle attributter som tilhører sammenhengstypen. Fremmednøklene og eventuelle attributter utgjør primærnøkkelen. Trinn 2: Eksempel To mange-til-mange sammenhengstyper to relasjoner: Programinnhold (InnslagID, ProgramID, Nummer, Tidskode) Deltagelse (ProgramID, (MedvirkendeID, Rolle) 16

17 Konvertering av konseptuelt skjema til logisk skjema (3) Trinn 3: Hver én-til-mange sammenhengstype må erstattes av en fremmednøkkel i relasjonen på mange-siden av entitetstypen. Eventuelle attributter legges i samme relasjon. Trinn 3: Eksempel Tre én-til-mange sammenhengstyper tre fremmednøkler i en eksisterende relasjon: Program (ProgramID, Programtittel, Programinfo, Episodenummer, Kategori, Varighet, Aldersgrense, Tilgjengelighet, Teksting, sesongid) Sesong (SesongID, Sesongnavn, Episodeantall, SerieID) Sendetidspunkt (TidspunktID, Kanal, Sendedato, Klokkeslett, ProgramID) 17

18 Konvertering av konseptuelt skjema til logisk skjema (4) Trinn 4: Hver én-til-én sammenhengstype erstattes av en fremmednøkkel i én av entitetstypenes relasjon. Dersom sammenhengstypen har attributter, plasseres de i samme relasjon som fremmednøkkelen. Trinn 4: Eksempel Én én-til-én sammenhengstype én fremmednøkkel legges i en eksisterende relasjon: Kinosal (Salnr, Kapasitet, FilmID) 18

19 Resultat 6 entitetstyper og 5 sammenhengstyper har blitt 8 relasjoner i et logisk skjema: Program (ProgramID, Programtittel, Programinfo, Episodenummer, Kategori, Varighet, Aldersgrense, Tilgjengelighet, Teksting, sesongid) Innslag (InnslagID, Innslagtittel) Sesong (SesongID, Sesongnavn, Episodeantall, SerieID) Serie (SerieID, Serietittel, Seriebeskrivelse) Medvirkende (MedvirkendeID, Fornavn, Etternavn) Sendetidspunkt (TidspunktID, Kanal, Sendedato, Klokkeslett, ProgramID) Programinnhold (InnslagID, ProgramID, Nummer, Tidskode) Deltagelse (ProgramID, (MedvirkendeID, Rolle) Til neste gang Fredag 19/9 Les Berget (2010) s Løs øvelsesoppgave 2: Ta utgangspunkt i kravene og ER-diagrammet fra oppg. 1 Lag det logiske skjemaet for databasen. Understrek primærnøklene og kursivér fremmednøklene. 19