11

Adatbázisok 3. gyakorlat

Adatmodellezés: E-K modell

2014. szeptember 17.


Adatbázisok

1 / 11

Adatmodellezés

• Az adatbázis-alapú rendszerek tervezésének alapvet® része • Az adatmodellezés legtöbbször két fázisú: • Egyed-kapcsolat diagram • Relációs adatmodell


Adatbázisok

2 / 11

E-K modell

• A valós világ jelenségeit egyedekkel, tulajdonságokkal és kapcsolatokkal leíró modell

• Adatok típusai: • Egyszer¶ (atomi) adat: szám, string, dátum, logikai érték • Összetett adat: struktúra, halmaz, lista vagy ezek kombinációi • NULL (NEM ekvivalens a null értékkel)

• E-K diagram részei: •

Egyed - létez® dolog, amelyet tulajdonságokkal írunk le


Adatbázisok

3 / 11

E-K diagram további elemei

•

Kapcsolat - két egyed közötti viszony

•

Attribútum - valamilyen típusú adat, amely jellemz® az egyedre

•

Kulcs - az attribútumok azon legsz¶kebb részhalmaza, amelyek egyértelm¶en azonosítják az egyedet


Adatbázisok

4 / 11

E-K diagram további elemei

•

Összetett attribútum - maga is több attribútumból áll

•

Többérték¶ attribútum

- aktuális értéke halmaz vagy lista

lehet, pl. szerz®k


Adatbázisok

5 / 11

Kapcsolatok típusai

•

Bináris kapcsolatok • 1:1 - minden egyedhez legfeljebb egy másik egyed tartozhat • 1:N - minden egyedhez több egyed tartozhat • N:M - több egyedhez több másik fajta egyed tartozhat


Adatbázisok

6 / 11

Kapcsolatok típusai

•

Sokágú kapcsolat - kett®nél több egyed között (helyettesíthet® több kétágú kapcsolattal is, de így sokkal kifejez®bb)


Adatbázisok

7 / 11

Önmagával kapcsolatban álló egyed

• El®fordulhat, hogy egy egyed önmagával áll kapcsolatban (pl. munkahelyi hierarchia modellezése)

• Ez a modell nem zárja ki a körkörös hivatkozásokat • A kapcsolat típusa lehet 1:1, 1:N és N:M is


Adatbázisok

8 / 11

Gyenge egyed

• Az attribútumai nem határozzák meg egyértelm¶en (A kapcsolataival együtt viszont már egyértelm¶en meghatározott lesz)

• A

meghatározó kapcsolat az, ami azonosítja (példa)


Adatbázisok

9 / 11

Specializáló kapcsolatok

• Ha valamilyen általános egyed altípusait szeretnénk modellezni • Alakzat - kör, négyzet, háromszög • Járm¶ - vízi, légi, szárazföldi • Helyiség - tanterem, gépterem, iroda

• Az altípusok öröklik a f®típus attribútumait, de lehetnek saját attribútumaik is


Adatbázisok

10 / 11

Feladat - Nemzetközi táncverseny Olyan relációs adatbázist szeretnénk létrehozni, amely egy nemzetközi táncversenyen résztvev® csoportok adatait tartalmazza. Tároljuk a csoport nevét, nemzetiségét, a csoport átlagéletkorát és a verseny folyamán elért pontszámot.

E mellett tároljuk a bemutatott

tánc nevét, valamint a zenére vonatkozó adatokat, azaz a zene m¶faját, a szám címét és el®adóját. Feltételezzük, hogy:

1 egyféle táncot több csoport is táncolhat, 2 egy csoport több táncot is el®adhat, 3 a versenyen nincs kikötés a táncra vonatkozóan, így bármilyen táncot be lehet mutatni,

4 a zenét egyértelm¶en azonosítja a címe, azaz nincs két azonos cím¶ szám,

5 egy csoportban csak azonos nemzetiség¶ek táncolnak A tánc m¶faja, valamint a csoportok nemzetisége csak meghatározott értékeket vehet fel 2014. szeptember 17.

Adatbázisok

11 / 11

Adatbázisok

4. gyakorlat Adatmodellezés: E-K modellb®l relációs adatbázisséma. Kötelez® programok kiválasztása 2014. szeptember 24.


Adatbázisok

1 / 20

Az adatbázisok szolgáltatásai

• Több felhasználó párhuzamosan olvashatja, b®vítheti, módo• • • •

síthatja és törölheti az adatokat Az adatok konzisztenciájának és biztonságának biztosítása Eszközök az adatok biztonsági mentésére, vissza- és helyreállítására Nagy mennyiség¶ adat hatékony kezelése Nagyszámú felhasználó kiszolgálása


Adatbázisok

2 / 20

A relációs adatmodell

• Az egyedeket, tulajdonságokat és kapcsolatokat egyaránt táblá-

zatok, ún. adattáblák segítségével adja meg • Az adattábla sorokból és oszlopokból áll. Egy sorát rekordnak nevezzük, amely annyi mez®b®l áll, ahány oszlopa van a táblának


Adatbázisok

3 / 20

A relációs adatbázisséma

• Minden adattáblához tartozik egy relációséma, amely annak

szerkezetét írja le • R(A1 , ..., An ), ahol R relációséma, és A1 , ..., An attribútumok • Az attribútumok egy részhalmaza lehet kulcs, ezeket aláhúzással jelöljük • Az el®z® példa sémája: Vev®(Vev®kód, Vev®név, Vev®cím)


Adatbázisok

4 / 20

Kulcsok

• Egy relációséma attribútumainak egy olyan, minimális elemszámú részhalmaza,

amely az adott séma feletti tetsz®leges tábla bármely két sorában különbözik • A kulcs egyértelm¶en azonosítja a tábla egy sorát • Egy táblához több kulcs is tartozhat! (Ezek közül egyet kiválasztunk, és ez lesz az els®dleges kulcs.) • Ami nem kulcs, az másodlagos attribútum


Adatbázisok

5 / 20

Kulcsok

• A kulcs egyértelm¶en azonosítja az egyedet • Küls® kulcs: az attribútumok azon részhalmaza, amely egy

másik adatbázisséma els®dleges kulcsára való hivatkozás • Jelölése d®lt bet¶vel (írásban szaggatott vonal)

• Az EK-modellben megismert kapcsolatok a relációs modellben

küls® kulcsok formájában jelennek meg • Összes egyedet és kapcsolatot átírtuk relációsémákra, és meghatároztuk a kulcsokat és küls® kulcsokat → relációs adatbázisséma


Adatbázisok

6 / 20

E-K diagramból relációséma - egyedek leképezése

• Minden egyednek létrehozunk egy relációsémát • Kulcs: az egyed kulcsattribútuma

Könyv(Könyvszám, Szerz®, Cím) Olvasó(Olvasószám, Név, Lakcím)


Adatbázisok

7 / 20

E-K diagramból relációséma - gyenge egyedek leképezése

• A gyenge entitás relációsémáját b®víteni kell a meghatározó kap-

csolat(ok)ban szerepl® egyed(ek) kulcsával

Tulajdonos(Személyiszám, Név, Lakcím) Számítógép(Processzor, Memória, Merevlemez, Személyiszám)


Adatbázisok

8 / 20

E-K diagramból relációséma - összetett attribútumok leképezése

• Szétbontjuk (az elemeivel helyettesítjük)

Tfh. Lakcím attribútum (Helység, Utca, Házszám) struktúra Ekkor: Olvasó(Olvasószám, Név, Lakcím)

helyett

Olvasó(Olvasószám, Név, ség, Utca, Házszám)


Adatbázisok

Hely-

9 / 20

E-K diagramból relációséma - többérték¶ attribútumok leképezése

Pl. ha egy könyvnek több szerz®je van 1 Megadás egyérték¶ attribútumként (az értéknél vessz®kkel felsoroljuk a szerz®ket) • Hátrány, hogy a szerz®ket nem tudjuk külön-külön kezelni, va-

lamint sok szerz® nem fér el a megadott mez®ben

2 3

Sorok többszörözése (annyi sort veszünk fel egy könyvhöz, ahány szerz®je van) Új tábla felvétele Könyv(Könyvszám, Szerz®, Cím)

helyett

Könyv(Könyvszám, cím) Szerz®( , Név)

Könyvszám


Adatbázisok

10 / 20

E-K diagramból relációséma - kapcsolatok leképezése

• Új séma felvétele • Neve a kapcsolat neve • Attribútumai a a kapcsolódó entitások kulcs attribútumai, valamint a kapcsolat saját attribútumai • Ha ezen séma kulcsa megegyezik valamely egyed kulcsával, ak-

kor a kapcsolat és az egyed sémája összevonható


Adatbázisok

11 / 20

E-K diagramból relációséma - bináris kapcsolatok

Bináris kapcsolatok leképezése: • 1:1 kapcsolat esetén • kiválasztjuk a kapcsolatban részt vev® két entitást egyikét (bár-

melyiket)

• a kiválasztott entitás sémájába új attribútumként felvesszük a

másik entitás kulcs attribútumait, valamint a kapcsolat attribútumait

• 1:N kapcsolat esetén • Az "N" oldali entitás sémájába új attribútumként felvesszük a másik entitás kulcs attribútumait, valamint a a kapcsolat attribútumait • N:M kapcsolat esetén • új sémát veszünk fel, amelynek attribútumai a kapcsolódó entitások kulcs attribútumai, valamint a kapcsolat saját attribútumai


Adatbázisok

12 / 20

1. feladat

E-K diagram vásárlásokról


Adatbázisok

13 / 20

Megoldás

Vev®(Vev®kód, Név, Cím) Számla(Számlaszám, Dátum, Vev®kód )


Adatbázisok

14 / 20

2. feladat

• El®fordulhat, hogy egy egyed ugyanabban a kapcsolatban több-

ször vesz részt • Példa: egy számítástechnikai kereskedés árul számítógép kongurációkat, de árul külön alkatrészeket is, melyek azonban kongurációknak is lehetnek elemei


Adatbázisok

15 / 20

Megoldás

Árucikk(Cikkszám, Cikknév, Tartalmazó_árucikk )


Adatbázisok

16 / 20

3. feladat

Gyenge egyed leképezése • A csoportnév nem kulcs (sok cégnél lehet ugyanolyan nev¶ cso-

port), de ha a kapcsolaton belül a céget is bevesszük az azonosításba, akkor egyértelm¶ lesz, hogy melyik csoportról beszélünk


Adatbázisok

17 / 20

Megoldás

Cég(Cégnév, Cégcím) Csoport(Csoportnév, Csoportcím, Cégnév )


Adatbázisok

18 / 20

Adatbázisok 5. gyakorlat

Adatmodellezés: Funkcionális függés, redundancia

2014. október 1.

2014. október 1.

Adatbázisok

1 / 10

Gyakorlás - 1.feladat Készítsünk relációsémát az alábbi modellhez!

2014. október 1.

Adatbázisok

2 / 10

Megoldás

Állatok(auonosító, faj, létszám) Körzet(körzet_kód, körzet név, terület) Erdészek(ig.szám, név, szül.dátum) Megtalálható(azonosító, körzet_kód) Felel®s(körzet_kód, ig.szám)

2014. október 1.

Adatbázisok

3 / 10

Gyakorlás - 2.feladat Készítsünk relációsémát az alábbi modellhez!

2014. október 1.

Adatbázisok

4 / 10

Megoldás

Katalógus(sorszám, dátum) Ruhamodell(cikkszám, típus) Ruhadarab(cikkszám, szín, méret) Vev®(vev®szám, név, lakcím, katalógus_száma, rendelés_dátuma) Megrendel(vev®szám, cikkszám, szín, méret, dátum) Tartalmaz(katalógus_száma, cikkszám, oldalszám)

2014. október 1.

Adatbázisok

5 / 10

Funkcionális függ®ség

P, Q ⊆ {A1 , ..., An }. Pt®l funkcionálisan függ Q (jelölés: P → Q ), ha bármely R feletti T tábla esetében valahányszor két sor megegyezik P -n, akkor megegyezik Q -n is

•

Legyen

•

Pl.

R(A1 , ..., An )

{EHA} → {Név,

egy relációséma,

Lakcím}

2014. október 1.

Adatbázisok

6 / 10

Redundancia

•

Ugyanaz az adat több helyen jelenik meg (egyszeri tárolás elegend® lenne)

•

Redundáns a következ® sémának megfelel® adattábla is: KÖNYV(könyvszám, szerz®, cím, kiadás, m¶faj, oldalak száma)

2014. október 1.

Adatbázisok

7 / 10

Funkcionális függés - feladat Írjuk fel a modellhez tartozó relációsémát!

2014. október 1.

Adatbázisok

8 / 10

Megoldás

Tanár(T.azonosító, név) Diák(D.azonosító, név, lakcím) Szak(SZ.azonosító, kar, szak név) Tanítja(T.azonosító, D.azonosító, tantárgy) Szakos(D.azonosító, SZ.azonosító); Mik a függ®ségek ebben a példában?

• f1 : {D.azonosító} → {D.név, • f2 : {SZ.azonosító} → {szak •

DE!

D.lakcím}

név, kar}

{D.azonosító} → {SZ.azonosító}

nem igaz, mert egy diák

több szakra is járhat

2014. október 1.

Adatbázisok

9 / 10

Valuta váltás - feladat

•

Határozzuk meg az alábbi sémában a függ®ségeket!

• VALUTA(pénznem, pénz_kód, ország, ország_kód, eladás, vétel, dátum)

•

A dátumtól nem függ a pénznem, pénz_kód, ország és az ország_kód sem, ezeket vegyük egy külön táblába:

• VALUTA(pénz_kód, pénznem, ország, ország_kód) • ÁRFOLYAMOK(pénz_kód, eladás, vétel, dátum)

•

Még tovább bontható az

{ország_kód} → {ország}

• VALUTA(pénz_kód, pénznem,

pénz_kód

ország_kód )

• ÁRFOLYAMOK( , eladás, vétel, dátum) • ORSZÁG(ország_kód, ország)

•

Ez a folyamat a redundancia csökkenését eredményezi, a módszert

normalizálásnak

nevezzük

2014. október 1.

Adatbázisok

10 / 10

Adatbázisok

6. gyakorlat Adatmodellezés: normalizálás (2NF, 3NF)

2014. október 8.

2014. október 8.

Adatbázisok

1 / 14

1NF - Els® normálforma

• Egy relációséma 1NF-ben van, ha az attribútumok értéktarto-

mánya egyszer¶ (atomi) adatokból áll (nem tartalmat pl. listát vagy struktúrát) • A struktúrákat elemeivel helyettesítjük - pl: lakcím • A listákat külön sémába vesszük fel • B®vítjük a tartalmazó séma kulcsával • a tartalmazó sémából teljesen eltávolítjuk a listát

2014. október 8.

Adatbázisok

2 / 14

Feladat

Adott az alábbi struktúra: számla(számlaszám, dátum, vev®kód, vev®név, vev®cím, sorok) • A sorok mez® a számlán szerepl® sorokat jelzi • Egy sor felépítése a következ®: (árukód, árunév, egységár, mennyiség) • Egy sort az árukód egyértelm¶en azonosít

2014. október 8.

Adatbázisok

3 / 14

Feladat - Relációsémák és táblák

• számla(számlaszám, dátum, vev®kód, vev®név, vev®cím)

• sorok(számlaszám, árukód, árunév, egységár, mennyiség)

2014. október 8.

Adatbázisok

4 / 14

2NF - Második normálforma

• Egy relációséma 2NF-ben van, ha minden másodlagos attribú-

tum teljesen függ bármely kulcstól

• Másodlagos: nem része egyik kulcsnak sem • Kulcstól teljesen függ: csak az egész kulcstól függ, azaz a rész-

halmazaitól nem

• Példa: VIZSGATELJESÍTÉS(kurzuskód, kurzusnév, dátum, jegy) • A jegy teljesen függ a kulcstól, de a kurzus neve már nem, mert

az csak a kurzuskódtól függ

2014. október 8.

Adatbázisok

5 / 14

2NF-re hozás

• Eredeti séma:

sorok(számlaszám, árukód, árunév, egységár, mennyiség) • Kulcs: {számlaszám, árukód} • Függ®ség: {árukód} → {árunév}

2014. október 8.

Adatbázisok

6 / 14

2NF

• Eredeti séma:

sorok(számlaszám, árukód, árunév, egységár, mennyiség)

• Felbontás az {árukód} → {árunév} függ®ség mentén:

sorok(számlaszám, árukód, egységár, mennyiség) áruk(árukód, árunév)

2014. október 8.

Adatbázisok

7 / 14

3NF - Harmadik normálforma

• Egy relációséma 3NF-ben van, ha minden másodlagos attribú-

tuma közvetlenül függ bármely kulcstól (A → B → C) • Ha K kulcs, és K → B → C, ahol C az összes B-t®l függ® másodlagos attribútum, akkor a sémát felbontjuk a B → C függ®ség szerint • R(A) sémát az alábbi sémákkal helyettesítjük: • R1(B ∪ C) - ami a második függ®ségben részt vesz • R2(A - C) - a B-t®l függ® dolgokat kivéve

2014. október 8.

Adatbázisok

8 / 14

3NF-re hozás

• Eredeti séma:

számla(számlaszám, dátum, vev®kód, vev®név, vev®cím) • Kulcs: {számlaszám} • Tranzitív függés: {számlaszám} → {vev®kód} → {vev®név, vev®cím}

2014. október 8.

Adatbázisok

9 / 14

3NF

• Eredeti séma:

számla(számlaszám, dátum, vev®kód, vev®név, vev®cím) • Felbontás a {vev®kód} → {vev®név, vev®cím} függ®ség mentén: számla(számlaszám, dátum, vev®kód) vev®k(vev®kód, vev®név, vev®cím)

2014. október 8.

Adatbázisok

10 / 14

Feladat - Videókölcsönz® adatbázisa

• kazetták(kazetta száma, lm címe, lm száma, rendelés száma,

rendelés dátuma, sorok)

• Egy kazettán csak egy lm van, de egy lm több példányban is

meglehet

• A sorok mez® azt tartalmazza, hogy mikor ki kölcsönözte ki a

kazettát

• Egy sor felépítése a következ®: (kölcsönzés száma, tag sor-

száma, tag neve, kölcsönzés dátuma, visszahozás dátuma) • Egy sort a kölcsönzés száma egyértelm¶en azonosít, a

kölcsönzés száma úgy jön létre, hogy a tagsorszámhoz "hozzáragasztják" a kölcsönzés dátumát

2014. október 8.

Adatbázisok

11 / 14

1NF

• Felbontjuk a sorok mez®t, mert az összetett • Kazetták(kazetta száma, lm címe, lm száma, rendelés száma,

rendelés dátuma) • Sorok(kazetta száma, kölcsönzés száma, tag sorszáma, tag neve, kölcsönzés dátuma, visszahozás dátuma)

2014. október 8.

Adatbázisok

12 / 14

2NF

• Sorok(kazetta száma, kölcsönzés száma, tag sorszáma, tag neve,

kölcsönzés dátuma, visszahozás dátuma) • A sorok sémát felbontjuk az alábbi függ®ség miatt: {kölcsönzés száma} → {tag sorszáma, tag neve, kölcsönzés dátuma, visszahozás dátuma} • Sorok(kazetta száma, kölcsönzés száma) • Kölcsönzések(kölcsönzés száma, tag sorszáma, tag neve, kölcsönzés dátuma, visszahozás dátuma)

2014. október 8.

Adatbázisok

13 / 14

3NF

• Kazetták(kazetta száma, lm címe, lm száma, rendelés száma,

rendelés dátuma) • A kazetták séma tranzitív függései:

• {kazetta száma} → {lm száma} → {lm címe} • {kazetta száma} → {rendelés száma} → {rendelés dátuma}

• Kazetták(kazetta száma, lm száma, rendelés száma) • Film(lm száma, lm címe) • Rendelések(rendelés száma, rendelés dátuma)

2014. október 8.

Adatbázisok

14 / 14

11

Recommend Documents