Projektowanie

Projektowanie
relacyjnych baz danych
Wprowadzenie do systemów baz danych
Funkcje bazy danych
 Baza danych jest modelem pewnego fragmentu rzeczywistości
zwanego obszarem analizy
 Informacje przechowywane w bazie danych są zazwyczaj próbą
reprezentowania właściwości niektórych obiektów w świecie
rzeczywistym (obszarze analizy)
 Najczęściej bazy danych tworzy się do modelowania i
wspomagania pracy organizacji gospodarczych, państwowych
lub politycznych
 Bazy danych stanowią część systemów informacyjnych
organizacji, które je tworzą (dla własnych potrzeb)
Etapy tworzenia bazy danych
 Ustalenie wymagań odbiorcy
 Modelowanie konceptualne
 Modelowanie logiczne
 Modelowanie fizyczne
 Realizacja bazy danych
Metody projektowania
 Diagram związków encji (diagram E-R)
Metoda diagramu związków encji nie wymaga zgromadzenia
danych przed przystąpieniem do projektowania bazy danych
 Dane są wprowadzane do bazy po jej zaprojektowaniu
 Projektowanie polega na analizie rzeczywistości
 Alternatywną metodą jest normalizacja, która wymaga zidentyfikowania
całego zbioru danych przed przystąpieniem do projektowania struktury
bazy danych. Celem projektowania jest podzielenie zbioru danych na
logiczne grupy.
 Metoda stosowana, gdy przed przystąpieniem do projektowania
mamy już zgromadzone dane np. w arkuszach kalkulacyjnych MS
Excell lub w formie ksiąg papierowych
 Projektowanie polega na analizie zgromadzonych danych
 Obie metody powinny prowadzić do tego samego wyniku, a
przynajmniej do podobnego

Metoda diagramów związków encji
 Rozpoznanie encji występujących w obszarze
analizy
 Określenie związków zachodzących
pomiędzy encjami
 Stworzenie diagramu związków encji
 Przekształcenie diagramu w schemat
relacyjnej bazy danych
Encja
 Encja – pewien aspekt „świata rzeczywistego”, który istnieje





niezależnie i może być jednoznacznie zidentyfikowany
Encją może być rzecz, która w organizacji jest rozpoznawana
jako rzecz istniejąca niezależnie i unikatowo zidentyfikowana
Encją może być nie tylko rzecz istniejąca w przestrzeni ale i
zdarzenie istniejące w czasie (np. sprzedaż) lub pojęcie (np.
zamówienie, zaliczenie, dzierżawa)
Jako aspekt świata rzeczywistego encja jest scharakteryzowana
pewną liczbą właściwości – atrybutów
Encja jest abstrakcją złożoności pewnej dziedziny
Jeśli trzeba przechowywać dane na temat wielu właściwości
jakiejś rzeczy, to taka rzecz jest prawdopodobnie encją
Przykłady encji
 Encja klient posiadająca atrybuty: nazwisko, imię,
nr telefonu, adres, rabat itp.
 Encja towar posiadająca atrybuty: nazwa,
producent, jakość, cena itp.
 Encja sprzedaż posiadająca atrybuty: klient, towar,
ilość, data itp.
W bazie danych encjom będą odpowiadały krotki (wiersze),
a atrybutom kolumny.
Tabela będzie jest zbiorem encji tego samego typu (tej samej
klasy).
Określenie identyfikatorów encji
 Spośród atrybutów należy wybrać jeden lub kilka jednoznacznie
identyfikujące encje tej samej klasy
 Identyfikowanie encji (obiektów) za pomocą dużej liczby
atrybutów jest złym rozwiązaniem, dlatego należy poszukiwać
jednego atrybutu identyfikującego encje (obiekty) tej samej
klasy, a jeśli takiego atrybutu nie ma, należy go utworzyć
poprzez:
 Dodanie do encji specjalnego atrybutu zawierającego
identyfikator obiektu; zwykle o nazwie id_nazwa_obiektu
 Zwykle w celu identyfikacji encje numerujemy
 W bazie danych identyfikator przekształci się w klucz główny
tabeli, który wymusi integralność encji
Określenie związków
 Związek jest pewnym powiązaniem miedzy encjami
 Między encjami klient i sprzedaż zachodzi następujący związek
klient może uczestniczyć w wielu aktach sprzedaży,
w jednej sprzedaży uczestniczy jeden klient
– jest to związek jeden do wiele
 w bazie danych związkowi jeden do wiele odpowiada klucz
obcy
 Między encjami klient i towar zachodzi następujący związek
 klient może kupić wiele towarów,
towar może być kupiony przez wielu klientów
- jest to związek wiele do wiele
 w bazie danych związek wiele do wiele zapisuje się w
osobnej tabeli,
w omawianym przykładzie będzie to tabela sprzedaż –
związek między towarem a klientem jest związkiem
pośrednim (poprzez sprzedaż)

Liczebność związku

Związek jeden do jeden (1:1)



Związek jeden do wiele (1:N)



Pracownik używa jednego samochodu służbowego
Samochód służbowy jest używany przez wielu pracowników
Związek wiele do wiele (N:M)



Pracownik używa jednego samochodu służbowego
Samochód służbowy jest używany przez jednego pracownika
Pracownik używa wielu samochodów służbowych
Samochód służbowy jest używany przez wielu pracowników
Można określić maksymalną liczebność związku

Student może studiować maksymalnie na 2 wydziałach
Uczestnictwo
 Uczestnictwo dotyczy udziału encji w związku
 Uczestnictwo jest wymagane, gdy każda instancja encji musi
brać udział w związku
 Uczestnictwo jest opcjonalne, gdy chociaż jedna encja nie musi
brać udziału w związku
 Każdej ocenie musi być przyporządkowany student, który ją
otrzymał
 Mogą istnieć studenci, którzy nie mają jeszcze żadnej oceny
 Kółko oznacza opcjonalny udział encji w związku (przykłady na
następnym slajdzie)
Przykłady notacji związków
(notacja Martina)
Klient musi posiadać jedno lub wiele kont
Konto musi należeć do jednego
i tylko jednego klienta
Klient może posiadać jedno lub wiele kont
Konto musi należeć do jednego
i tylko jednego klienta
Klient może posiadać jedno lub wiele kont
Konto może należeć do jednego klienta
Klient musi posiadać jedno konto
Konto może należeć do jednego klienta
Prosty diagram związków encji
(bez atrybutów)
Sprzedaż
Klient
Towar
Przykład diagramu uzyskanego
programem MS Visio
Przykład diagramu uzyskanego
programem DBDesigner 4
Przekształcenie diagramu w schemat
relacyjnej bazy danych
Dla każdej encji tworzona jest tabela
Identyfikatory encji stają się kluczami głównymi tabel
Atrybuty stają się atrybutami relacji (nagłówkami kolumn tabeli)
Związki jeden do wiele realizowane są za pomocą klucza
obcego w tabeli po stronie wiele
 Związek jeden do jeden można zrealizować za pomocą klucza
obcego plus ograniczenie UNIQUE po stronie wiele
 Opcjonalność po stronie wiele można kontrolować dodając lub
nie ograniczenie NOT NULL
 Związek rekurencyjny jeden do wiele przekształca się do tabeli z
kluczem obcym odwołującym się do klucza głównego tej samej
tabeli




Oprogramowanie CASE
 Oprogramowanie CASE pozwala na tworzenie
diagramów związków encji, które są automatycznie
przekształcane w relacyjną bazę danych
 Oprogramowanie CASE umożliwia też
synchronizację bazy danych z diagramem
 Przykłady:




Oracle Designer, Oracle SQL Developer Data Modeler
Early Adopter,
MS Visio Enterprise Architect,
DBDesigner 4 (Open Source), MySQL Workbench,
dbWrench,
Tworzenie tabel słownikowych
 Kiedy wartości pewnego atrybutu należą do pewnego
skończonego zbioru, wartości tych nie należy
wpisywać ręcznie, ale wybierać z listy wartości
zapisanych w tabeli zwanej tabelą słownikową
 Tabele słownikowe eliminują możliwość popełnienia
błędu i usprawniają działanie aplikacji
Dodatkowe warunki integralności
 Przy pomocy klauzuli NOT NULL można wskazać, do których
kolumn zawsze trzeba wpisywać dane, a do których nie
 Przy pomocy klauzuli CHECK można zapobiec prostym błędom
przy wprowadzaniu danych np. zapobiec wpisaniu przyszłej daty
urodzenia
 Przy pomocy klauzuli UNIQUE można wymusić unikalność
pewnych atrybutów np. nr PESEL czy NIP, co uniemożliwi
wpisane 2 razy jednej osoby do bazy
 Dodanie do bazy danych wyzwalaczy i procedur wyzwalanych
kontrolujących integralność (SQL-3+)
Dodanie indeksów do tabel
 Dodawanie indeksów przyspiesza wyszukiwanie danych, ale
spowalnia ich wprowadzanie
 Standardowo tworzy się indeksy na kluczach głównych tabel
 Dodatkowo
 Jeśli będziemy wyszukiwali klientów po nazwisku należy
utworzyć indeks na atrybucie nazwisko
 Możliwość tworzenia unikalnych indeksów pozwala na
dodatkową kontrolę integralności
 Aby zabezpieczyć się przed dwukrotnym wprowadzeniem do
bazy danych klienta o tym samym nazwisku i imieniu należy
utworzyć unikalny indeks na tych atrybutach
Administrowanie danymi
 Administrowanie danymi jest funkcją, związaną z zarządzaniem,
planowaniem i dokumentowaniem zasobów danych jakiejś
organizacji
 Kluczową ideą koncepcji administrowania danymi jest
spostrzeżenie, że dane, podobnie jak kapitał, kadry itp., powinny
być traktowane jako zasoby wymagające zarządzania
 W wielu organizacjach zgromadzone dane są podstawą ich
funkcjonowania
Potrzeba administrowania danymi
 W tej samej organizacji jest tworzonych wiele aplikacji, które używają






różnych definicji tych samych danych
Dane przechowywane przez wiele różnych aplikacji są niespójne
Osoby podejmujące decyzje w organizacji otrzymują niezgodne
między sobą dane pochodzące z różnych źródeł w tej organizacji
Osoby podejmujące decyzje otrzymują dane za późno, aby móc je
użyć
Osoby podejmujące decyzje otrzymują za dużo nieistotnych danych
Istnieją braki w zebranych danych
Działy w organizacji nie mają jasnego wyobrażenia, po co zbierają
pewne dane