Il modello relazionale (II). Informazione incompleta e valori nulli In una tupla di una relazione un...

Il modello relazionale (II)

Informazione incompleta e valori nulli

In una tupla di una relazione un attributo può non avere valore Per esempio: Mario Rossi non ha telefono in

Persone(Cognome,Nome,Indirizzo,Telefono)

Oppure il valore di un attributo potrebbe esistere ma essere sconosciuto a chi inserisce i dati nel DB Per esempio: Mario Rossi ha telefono, ma

non ne conosciamo il numero


NULL: valore nullo Assegnato agli elementi di tuple inesistenti

o sconosciuti NULL è valore aggiuntivo rispetto al dominio

di un attributo


In basi di dati, i due casi sopra trattati come assenza di informazioneIn assenza di informazione su un attributo bisogna usare NULL perché non si confonde con altri valori del dominio dell’attributo


Per esempio: Numero di telefono sconosciuto potrebbe

essere rappresentato con 0 (numero che nessun telefono può avere). Però questa convenzione non è generale

Inoltre, per altri attributi, potrebbe non esistere valore di dominio che non si può assegnare mai: usare NULL


Non tutti gli attributi di una relazione devono poter assumere valore nulloIn definizione di relazione, si può specificare quali attributi non devono mai essere nulli nelle tuple

Matricola Cognome Nome DataNascita

276545 Rossi Maria NULL

NULL Neri Anna 23/04/1982

NULL Verdi Fabio 12/02/1982

587614 Rossi Luca 10/10/1981

937653 Bruni Mario 01/12/1981

Studenti







587614 Rossi Luca 10/10/1981

937653 Bruni Mario 01/12/1981

Studenti

OK







587614 Rossi Luca 10/10/1981

937653 Bruni Mario 01/12/1981

Studenti

No: matricola usata per correlare relazione


No: informazioneinutile

Codice Titolo Docente

01 Analisi Giani

03 Chimica NULL

NULL Chimica Belli

Studente Voto Corso

276545 28 01

NULL 27 NULL

200768 25 01

587614 24 NULL

Esami

Corsi


No: informazioneinutile


01 Analisi Giani

03 Chimica NULL

NULL Chimica Belli

Studente Voto Corso

276545 28 01

NULL 27 NULL

200768 25 01

587614 24 NULL

Esami

Corsi


No: codice usatoPer correlare relazione


01 Analisi Giani

03 Chimica NULL

NULL Chimica Belli

Studente Voto Corso

276545 28 01

NULL 27 NULL

200768 25 01

587614 24 NULL

Esami

Corsi



01 Analisi Giani

03 Chimica NULL

NULL Chimica Belli

Studente Voto Corso

276545 28 01

NULL 27 NULL

200768 25 01

587614 24 NULL

Esami

Corsi

OK

Instanze inconsistenti

Non tutte le tuple rappresentano informazione corretta per un’applicazione Valori nulli Valori fuori del dominio di un attributo

Per esempio: voto = 36 Tuple inconsistenti (valori di più attributi

non simultaneamente assegnabili) Per esempio: voto = 24, lode = Sì

…

Instanze inconsistenti

Non tutte le tuple rappresentano informazione corretta per un’applicazione … Tuple con valori uguali per attributi

identificanti Per esempio: tuple con la stessa matricola in

relazione Studenti Valori inesistenti in attributi usati per

corrispondenze tra relazioni Per esempio: studente in relazione Esami

Vincoli di integrità

Proprietà che devono essere soddisfatte dalle istanze corrette per un’applicazioneSono predicati che associano ad ogni istanza il valore vero o falso Vero: istanza corretta (ammissibile, lecita) Falso: istanza inconsistente


Definendo lo schema di un base di dati si associano vincoli di integrità che si riferiscono a tutte le istanze del base di datiQuesti vincoli permettono di considerare corrette le sole istanze che li verificano tutti


Vincoli intrarelazionali Vincolo di tupla

Vincolo di dominio Vincoli su assegnamento di valori ad attributi

diversi di una tupla Vincolo di chiave

Vincoli interrelazionali

Vincoli intrarelazionali

Vincoli interni a una relazione: Soddisfacimento definito rispetto ad una singola

relazione del base di dati

Vincolo di tupla: esprime condizioni sui valori di ciascuna tupla indipendentamente dalle altre tuple

Vincolo di dominio (vincolo su valori): restrizione su dominio di attributo

Vincoli su assegnamento di valori ad attributi diversi di una tupla

Vincoli di tupla

Esprimibili mediante espressioni booleane (AND, OR, NOT) i cui termini contengono: Uguaglianze, disuguaglianze, ordinamenti di

valori di attributo Espressione aritmetiche su valori di

attributop q p AND q

F F F

F T F

T F F

T T T

p q p OR q

F F F

F T T

T F T

T T T

p NOT p

F T

T F

Vincoli di tupla

Per esempio: Vincolo di dominio

(Voto 18) AND (Voto 30)

Vincolo su più attributi(NOT(Lode = “lode”)) OR (Voto = 30)

Pagamenti(Data, Importo, Ritenute, Netto)Netto = Importo - Ritenute

Vincoli di chiave

Chiave: insieme di attributi usato per identificare univocamente le tuple di una relazione Superchiave: un insieme K di attributi è

detto superchiave di una relazione r se r non contiene due tuple t1 e t2 con t1[K]=t2[K]

K è una chiave di r se è una superchiave minimale di r

Vincoli di chiave

{Matricola} è una chiave

Matricola Cognome Nome Nascita Corso

4328 Rossi Luigi 29/04/79 Informatica

6328 Rossi Dario 29/04/79 Informatica

4766 Rossi Luca 01/05/81 Fisica

4856 Neri Luca 01/05/81 Economia


Table1

Vincoli di chiave

{Cognome, Nome, Nascita} è una chiave







Table1

Vincoli di chiave

{Matricola, Corso} è una superchiave, ma non una chiave







Table1

Vincoli di chiave

{Nome, Corso} non è una superchiave







Table1

Vincoli di chiave

{Nome, Corso} è adesso una chiave È una chiave “per caso”





5536 Neri Luca 05/03/78 Informatica

Table2

Vincoli di chiave

Ogni relazione r(X) ha una chiave Essendo un insieme, r(X) è costituita da

tupla diverse tra loro X è sicuramente superchiave di r

Vincoli di chiave

Il fatto che ogni schema di relazione abbia almeno una chiave garantisce Identificabilità univoca dei dati Definizione di corrispondenze tra dati

contenuti in relazioni diverse

Per esempio: nel base di dati Università Studente corrisponde a Matricola della

relazione Studenti Corso corrisponde a Codice della relazione

Corsi

Chiave e valori nulli

Tupla 1: ha entrambe le chiave incomplete ({Matricola}, {Cognome, Nome, Nascita})


NULL Rossi Dario NULL Informatica


4856 Neri Luca NULL NULL

NULL Neri Luca 05/03/78 Economia


Tuple 3 e 4: hanno una chiave completamente specificata, ma sono lo stesso individuo?


NULL Rossi Dario NULL Informatica


4856 Neri Luca NULL NULL

NULL Neri Luca 05/03/78 Economia


Chiave primaria: la chiave primaria non può avere valori nulli Identificata mediante sottolineatura

({Matricola}) Usata per stabilire corrispondenza tra

tabelle Se nessun attributo della relazione può

prendere il ruolo di chiave primaria se ne definisce uno aggiuntivo a tale scopo


Vincoli interrelazionali sono i vincoli che coinvolgono più relazioni del base di datiPer verificarli, considerare istanze di più relazioni


Vincoli di integrità referenziale (foreign keys, referential integrity constraints): Servono a garantire che i riferimenti tra

tabelle siano possibili Un vincolo di integrità referenziale fra

insieme di attributi X di una relazione R1 ed una relazione R2 è soddisfatto se i valori su X di ciascuna tupla dell’istanza di R1 compaiono come valori della chiave (primaria) dell’istanza di R2

Vincoli di integrità referenziale

Per esempio: le relazioniStudenti(Matricola,Cognome,Nome,DataNascit

a)Corsi(Codice,Titolo,Docente)Esami(Numero,Studente,Voto,Lode,Corso)

Un numero può comparire in attributo Studente di una tupla di relazione Esami solo se compare come valore di Matricola in istanza di relazione Studenti


Se chiave di R2 è composta da un solo attributo B, X è composto di un solo attributo A Vincolo di integrità referenziale tra A in R1 e

B in R2 è soddisfatto se, per ogni tupla t1 in R1 per cui t1[A] non è nullo, esiste una tupla t2 in R2 tale che t1[A] = t[B]


K A B …

R1 R2


Se chiave di R2 contiene più attributo bisogna stabilire corrispondenza tra attributi di R1 e R2 Chiave di R2: {B1,…,Bp} X={A1,…,Ap} Vincolo di integrità referenziale tra {A1,

…,Ap} in R1 e {B1,…,Bp} in R2 è soddisfatto se, per ogni tupla t1 in R1 per cui t1[{A1,…,Ap}] non contiene valori nulli, esiste una tupla t2 in R2 tale che t1[Ai] = t[Bi] per 1ip


K Ai Bi …

R1 R2


Codice Data Agente Art Prov Numero

987554 26/10/02

456 34 RM 2F7643

630876 15/10/93

456 53 FI 4E5432

Matricola CF Cognome Nome

567 RSSM… Rossi Mario

638 NREP… Neri Piero

Prov Numero Proprietario Indirizzo

RM 1A2396 Verdi Piero Via Tigli

MI 2F7643 Luci Gino Via Noci

FI 4E5432 Bini Luca Via Po

Infrazioni

Agenti

Auto



987554 26/10/02

456 34 RM 2F7643

630876 15/10/93

456 53 FI 4E5432








Infrazioni

Agenti

Auto



987554 26/10/02

456 34 RM 2F7643

630876 15/10/93

456 53 FI 4E5432








Infrazioni

Agenti

Auto


Ordinamento di attributi in vincoli referenziali è essenziale perché non sempre la corrispondenza tra tabelle si può stabilire per nome di attributoPer esempio: Incidenti(Codice,Prov1,Numero1,Prov2,Numero

2) Auto(Prov,Numero,Proprietario,Indirizzo) Prov1, Numero1 e Prov2, Numero2 sono diversi

dai nomi della chiave primaria di Auto


Non tutti i DBMS permettono di definire chiavi primarie Definire esplicitamente attributi coinvolti in

vincoli di integrità

Algebra e calcolo relazionale

Accesso ai dati di un DB

Aggiornamento di DB: funzione che, data istanza di DB, produce altra istanza di DB, sullo stesso schema Modifica, aggiunta, rimozione tuple

Interrogazione a DB: funzione che, dato un DB, produce una relazione su un dato schema (non necessariamente uno degli schemi definiti nel DB)

Accesso ai dati di un DB

Aggiornamento e interrogazione vengono effettuati usando specifici linguaggi Per esempio: algebra relazionale e

calcolo relazionale

Algebra relazionale

Linguaggio procedurale di accesso a DB Si specificano operazioni complesse

descrivendo procedimento da usare per ottenere soluzione

Interrogazioni: espressioni complesse

Algebra relazionale

Algebra relazionale: basata su insieme di operatori Definiti su relazioni Producono relazioni come risultati

Operatori Insiemistici: unione, intersezione, differenza Specifici: ridenominazione, selezione,

proiezione, join

Operatori insiemistici

Relazioni: insiemi di tuple omogenee, cioè definite sigli stessi attributiInsiemi: ha senso usare operatori insiemisticiInsiemi di tuple omogenee: usare operatori insiemistici solo su relazioni definite sugli stessi attributi Altrimenti, si ottengono insiemi di tuple

disomogenee, che non rappresentano relazioni

Unione di relazioni

Date due relazioni r1(X) e r2(X) definite sullo stesso insieme di attributi Xr1r2: relazione su X che contiene tuple appartenenti a r1 oppure a r2 oppure a entrambe

Unione di relazioni

Matricola

Cognome

Età

9297 Neri 56

7432 Neri 39

9824 Verdi 38

Matricola

Cognome

Età

7274 Rossi 37

7432 Neri 39

9824 Verdi 38

Matricola

Cognome

Età

7274 Rossi 37

7432 Neri 39

9297 Neri 56

9824 Verdi 38

Laureati Dirigenti

Laureati Dirigenti

Differenza di relazioni

Date due relazioni r1(X) e r2(X) definite sullo stesso insieme di attributi Xr1-r2: relazione su X che contiene tuple appartenenti a r1 ma non a r2

Differenza di relazioni

Matricola

Cognome

Età

9297 Neri 56

7432 Neri 39

9824 Verdi 38

Matricola

Cognome

Età

7274 Rossi 37

7432 Neri 39

9824 Verdi 38

Matricola

Cognome

Età

7274 Rossi 37

Laureati Dirigenti

Laureati - Dirigenti

Intersezione di relazioni

Date due relazioni r1(X) e r2(X) definite sullo stesso insieme di attributi Xr1r2: relazione su X che contiene tuple appartenenti sia a r1 che a r2

Intersezione di relazioni

Matricola

Cognome

Età

9297 Neri 56

7432 Neri 39

9824 Verdi 38

Matricola

Cognome

Età

7274 Rossi 37

7432 Neri 39

9824 Verdi 38

Matricola

Cognome

Età

7432 Neri 39

9824 Verdi 38

Laureati Dirigenti

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