4 Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων  Η ανάγκη  Διαγράμματα ΟΣ  Σύνολα Οντοτήτων-Συσχετίσεων  Απεικονίσεις  Επεκτάσεις.

Παρουσίαση με θέμα: "4 Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων  Η ανάγκη  Διαγράμματα ΟΣ  Σύνολα Οντοτήτων-Συσχετίσεων  Απεικονίσεις  Επεκτάσεις."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 4 Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων  Η ανάγκη  Διαγράμματα ΟΣ  Σύνολα Οντοτήτων-Συσχετίσεων  Απεικονίσεις  Επεκτάσεις

2 2 Μοντέλα Δεδομένων Μοντέλο: αφαιρετική αναπαράσταση του πραγματικού κόσμου. Μοντέλα βασισμένα σε εγγραφές (record based models) –Ιεραρχικό –Δικτυακό –Σχεσιακό Μοντέλα βασισμένα σε αντικείμενα (object based models) –Οντοτήτων-συσχετίσεων –Αντικειμενοστραφές –Εννοιολογικό –Συναρτησιακό Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

3 3 Μοντέλα Δεδομένων Το ιεραρχικό μοντέλο : Έχει μια ιεραρχική δομή που θυμίζει δέντρο. Οι οντότητες μοιάζουν με απολήξεις από κλαδιά δέντρων και τοποθετούνται σε επίπεδα ιεραρχίας. Τα κλαδιά παριστάνουν τις συσχετίσεις ανάμεσα στις οντότητες. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

4 4 Μοντέλα Δεδομένων Από μια οντότητα που βρίσκεται σε ένα ανώτερο επίπεδο εκκινούν πολλά κλαδιά κάθε ένα από τα οποία καταλήγει σε μια οντότητα που βρίσκεται σε ένα χαμηλότερο επίπεδο. Αλλά, σε κάθε οντότητα που βρίσκεται σε ένα χαμηλότερο επίπεδο αντιστοιχεί μία μόνο οντότητα που βρίσκεται σε ανώτερο επίπεδο. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

5 5 Μοντέλα Δεδομένων Μειονέκτημα ιεραρχικού μοντέλου: Η ανεύρεση ενός στοιχείου απαιτεί σειριακή αναζήτηση στις οντότητες. Επίσης δεσμεύει το σχεδιαστή της Βάσης Δεδομένων. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

6 6 Μοντέλα Δεδομένων Το δικτυωτό μοντέλο : Τα στοιχεία τοποθετούνται σε ένα επίπεδο ιεραρχίας, αλλά κάθε στοιχείο μπορεί να συσχετισθεί με πολλά στοιχεία σε ένα κατώτερο ή σε ένα ανώτερο επίπεδο. Δεν αναιρεί τους περιορισμούς του ιεραρχικού μοντέλου. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

7 7 Μοντέλο ΟΣ Το μοντέλο oντοτήτων-συσχετίσεων (μοντέλο ΟΣ) βασίζεται στην αντίληψη ότι ο πραγματικός κόσμος αποτελείται από οντότητες (entities) με χαρακτη- ριστικά (atributes) και συσχετίσεις (relationships) μεταξύ των οντοτήτων. Αναπτύχθηκε για να διευκολύνει το σχεδιασμό μίας ΒΔ, επιτρέποντας τον ορισμό ενός σχήματος (schema) που να αναπαριστά τη συνολική λογική δομή της βάσης. Το μοντέλο ΟΣ αναπτύχθηκε από τον P. Chen (1976) ως ένας τρόπος επικοινωνίας μεταξύ χρηστών και σχεδιαστών. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

8 8 Μοντέλο ΟΣ Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων Dr. Peter Chen's original paper on the Entity- Relationship model (ER model) is one of the most cited papers in the computer software field. Recently, Prof. Peter Chen was honored by the selection of his original ER model paper as one of the 38 most influential papers in Computer Science according to a survey of 1,000 computer science college professors (Table of Contents, Great Papers in Computer Science, edited by P. Laplante, West Publishing, 1996). Based on one particular citation database, Chen's paper is the 35th most cited article in Computer Science. It is the 4 th most downloaded paper from the ACM Digital Library in January 2005 (Communications of ACM, March 2005).Table of Contents, Great Papers in Computer Science35th most cited article in Computer Science.

9 9 Μοντέλο ΟΣ Οντότητα: κάθε αντικείμενο, γεγονός, κατάσταση ή αφηρημένη έννοια που υπάρχει, μπορούμε να διακρίνουμε και ενδιαφερόμαστε να καταγράψουμε. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΜΑΘΗΜΑ

10 10 Μοντέλο ΟΣ Συσχέτιση: μία σύνδεση μεταξύ οντοτήτων, η οποία αναπαριστά μια αντίστοιχη σχέση των αντικειμένων στον πραγματικό κόσμο. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΜΑΘΗΜΑ Δηλώνει

11 11 Μοντέλο ΟΣ Χαρακτηριστικά οντοτήτων: τα συστατικά στοιχεία που περιγράφουν μια οντότητα. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΑΜ Ονοματεπώνυμο Διεύθυνση ΗμερΓέννησης

12 12 Μοντέλο ΟΣ Είδη χαρακτηριστικών: Πρωτεύον (primary attribute) Σύνθετο (composite attribute) Πολλαπλών Τιμών (multi-valued attribute) Συναγόμενο (derived attribute) Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

13 13 Μοντέλο ΟΣ Πρωτεύον (primary attribute) Κλειδί: το σύνολο των χαρακτηριστικών της οντότητας, το οποίο ταυτοποιεί κάθε εγγραφή και τη διακρίνει από τις άλλες. Σύνθετο κλειδί: συνδυασμός χαρακτηριστικών που ταυτοποιεί την εγγραφή μιας οντότητας. Κάθε οντότητα πρέπει να έχει πρωτεύον χαρακτηριστικό Π.χ: Αριθμός Μητρώου σπουδαστή Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΑΜ Ονοματεπώνυμο

14 14 Μοντέλο ΟΣ Σύνθετο (composite attribute) Αποτελείται από απλούστερα χαρακτηριστικά Π.χ: Η διεύθυνση Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΟδόςΑριθμός Πόλη Διεύθυνση

15 15 Μοντέλο ΟΣ Πολλαπλών Τιμών (multi-valued attribute) Μπορεί να πάρει περισσότερες από μία τιμές Π.χ: τα πτυχία ενός Καθηγητή Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Πτυχία

16 16 Μοντέλο ΟΣ Συναγόμενο (derived attribute) Υπολογίζεται με βάση άλλα χαρακτηριστικά Π.χ: η ηλικία του σπουδαστή Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΗμερΓέννησης Ηλικία

17 17 Μοντέλο ΟΣ Ο συνηθέστερος τρόπος περιγραφής του μοντέλου ΟΣ είναι η χρήση διαγραμμάτων οντοτήτων- συσχετίσεων (ER diagrams). Τα διαγράμματα αυτά παρέχουν έναν κατανοητό και απλό τρόπο περιγραφής της δομής των δεδομένων της ΒΔ, των οντοτήτων, των συσχετίσεων, και των χαρακτηριστικών τους. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

18 18 Διάγραμμα ΟΣ Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

19 19 Διάγραμμα ΟΣ Τα βασικά γεωμετρικά σχήματα που συνθέτουν ένα διάγραμμα ΟΣ είναι: το ορθογώνιο, ο ρόμβος, η έλλειψη, το ευθύγραμμο τμήμα. –ένα σύνολο οντοτήτων παριστάνεται από ένα ορθογώνιο, –ένα χαρακτηριστικό με μία έλλειψη, –ένα σύνολο συσχετίσεων με ένα ρόμβο, ενώ –ένα ευθύγραμμο τμήμα δηλώνει τα χαρακτηριστικά ενός συνόλου οντοτήτων και τη συμμετοχή ενός συνόλου οντοτήτων σε ένα σύνολο συσχετίσεων. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

20 20 Διάγραμμα ΟΣ - Παράδειγμα Σύνολα Οντοτήτων: Συγγραφέας, Άρθρο, Συνδρομητής, Περιοδικό, Πρακτικά_Συνεδρίου, Γνωστική_Περιοχή, Εκδοτικός Οίκος. Σύνολα Συσχετίσεων: Συγγραφή-Άρθρου, Δημοσίευση Περιοδικού, Δημοσίευση Πρακτικών, Έκδοση Περιοδικού, Έκδοση Πρακτικών, Συνδρομή, Ανήκει. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

21 21 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

22 22 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Κλειδί (key): Το χαρακτηριστικό που προσδιορίζει με μοναδικό τρόπο μία οντότητα. –Απλό ή Σύνθετο (simple, composite) –Πρωτεύον ή Δευτερεύον (primary, secondary) –Υποψήφιο ή Εναλλακτικό (candidate, alternative) Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

23 23 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Σύνολο συσχετίσεων (relationship set) είναι μία συλλογή από συσχετίσεις του ίδιου τύπου. Βαθμός (degree) είναι το πλήθος των οντοτήτων που συμμετέχουν σε μία συσχέτιση (πχ δυαδική, τριαδική κλπ) Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

24 24 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Πληθικός λόγος (cardinality ratio) συνόλου συσχετίσεων: –Ένα προς ένα (1:1), –Ένα προς πολλά (1:Ν), –Πολλά προς ένα (Ν:1), και –Πολλά προς πολλά (Ν:Μ). Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

25 25 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ – πληθικός λόγος Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

26 26 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Σχέση ένα προς ένα (1:1), Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΠΡΟΠΟΝΗΤΗΣ ΟΜΑΔΑ Προπο- νεί Κάποιος προπονητής προπονεί ΜΙΑ ομάδα Κάποια ομάδα προπονείται από ΕΝΑΝ προπονητή 1 1

27 27 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Σχέση πολλά προς ένα (Ν:1) Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΤΜΗΜΑ Εγγρά- φεται Κάποιος σπουδαστής εγγράφεται σε ΈΝΑ τμήμα Κάποιο τμήμα έχει εγγεγραμμένους ΠΟΛΛΟΥΣ σπουδαστές Ν1

28 28 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Σχέση πολλά προς πολλά (Ν:Μ). Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΜΑΘΗΜΑ Δηλώ - νει Κάποιο μάθημα το δηλώνουν ΠΟΛΛΟΙ σπουδαστές Κάποιος σπουδαστής δηλώνει ΠΟΛΛΑ μαθήματα ΝΜ

29 29 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Ρόλος (role) οντότητας είναι η λειτουργία που επιτελεί μία οντότητα σε μία συσχέτιση. Είναι δυνατόν μία οντότητα να διακρίνεται από πολλούς ρόλους. Για παράδειγμα, στην οντότητα Εργαζόμενος διακρίνουμε δύο διακριτούς ρόλους: διευθυντής και υπάλληλος. Σε μία αναδρομική (recursive) συσχέτιση έχουμε μία οντότητα που συσχετίζεται με τον εαυτό της. Υπάρχουν και μη αναδρομικές περιπτώσεις, όπου οντότητες ενός συνόλου συμμετέχουν υπό πολλούς ρόλους σε μία συσχέτιση με τις οντότητες ενός άλλου συνόλου οντοτήτων. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

30 30 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Ρόλος οντότητας Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

31 31 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Χαρακτηριστικά Συνόλου Συσχετίσεων. Απαραίτητο σε συσχετίσεις 1:Ν και Ν:Μ. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

32 32 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Η συμμετοχή (participation) μίας οντότητας σε ένα σύνολο συσχετισμών δηλώνει αν πρέπει οπωσδήποτε (ή όχι) να συμμετέχει η οντότητα τουλάχιστον σε ένα συσχετισμό του συνόλου. –Υποχρεωτική ή καθολική: αν κάθε οντότητα ενός συνόλου οντοτήτων Ε συμμετέχει σε μια τουλάχιστον συσχέτιση από το σύνολο R. –Προαιρετική ή μερική: αν μερικές μόνο οντότητες συμμετέχουν σε συσχετίσεις του συνόλου R. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

33 33 Παράδειγμα συμμετοχής Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΜΑΘΗΜΑ Δηλώνει ΟΡΙΣΜΕΝΑ μαθήματα δηλώνονται από τους σπουδαστές ΟΛΟΙ οι σπουδαστές δηλώνουν μαθήματα

34 34 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Υποχρεωτική Συμμετοχή (από την πλευρά του Άρθρου). Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

35 35 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Υποχρεωτική Συμμετοχή (και από τις δύο πλευρές). Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

36 36 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Προαιρετική Συμμετοχή. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

37 37 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Αν η ύπαρξη μίας οντότητας Β εξαρτάται από την ύπαρξη της οντότητας Α, τότε λέγεται ότι η Β είναι υπαρξιακά εξαρτώμενη (existentially dependent) από τη Α. Αν η Α διαγραφεί, τότε πρέπει να διαγραφεί και η Β: –κυρίαρχη (dominant) οντότητα είναι η Α –υποτελής (subordinate) οντότητα είναι η Β. –πχ. οντότητες Γνωστική_περιοχή και Συνδρομητής. Αν διαγραφεί μία γνωστική περιοχή, πρέπει να διαγραφούν και οι αντίστοιχοι συνδρομητές. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

38 38 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Οι αδύναμες (weak) οντότητες δεν έχουν ούτε απλό (πρωτεύον), ούτε σύνθετο κλειδί. Πχ. η οντότητα Ετήσια_Πληρωμή έχει χαρακτηριστικά αριθμός, ημερομηνία, ποσό. Αυτή η τριάδα δεν είναι μοναδική. Οι οντότητες αυτές προσδιορίζονται μόνο σε σχέση με κάποιες άλλες οντότητες Διακριτικό (discriminator) ή μερικό (partial) κλειδί λέγεται το χαρακτηριστικό της αδύναμης οντότητας, το οποίο με το πρωτεύον κλειδί της ισχυρής οντότητας ταυτοποιούν τις πλειάδες της αδύναμης οντότητας Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

39 39 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Οι αδύναμες οντότητες αναπαρίστανται με: –η οντότητα με διπλό ορθογώνιο, –η ταυτοποιητική συσχέτιση με διπλό ρόμβο, και –το μερικό κλειδί με διακεκομμένη υπογράμμιση. Κάθε αδύναμη οντότητα είναι υπαρξιακά υποτελής, αλλά το αντίστροφο δεν ισχύει. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

40 40 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων ΑΦΜ Όνομα Προσδιορίζουσα οντότητα Προσδιορίζουσα συσχέτιση Μερικό πρωτεύον χαρακτηριστικό ΓΟΝΕΑΣ ΠΑΙΔΙ Έχει

41 41 Στοιχεία του μοντέλου ΟΣ Αδύναμες οντότητες. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

42 42 Επεκτάσεις του μοντέλου ΟΣ Εξειδίκευση/Γενίκευση (specialization/generalization). Ένα σύνολο οντοτήτων (κλάση) μπορεί να περιέχει υποσύνολα οντοτήτων (υποκλάσεις), με πιθανώς διαφορετικά χαρακτηριστικά μεταξύ τους. Οι κλάσεις και οι υποκλάσεις συνδέονται με ιεραρχία ISA. Σημαίνει: Is A. Κληρονομικότητα (inheritance) χαρακτηριστικών. Τα χαρακτηριστικά του συνόλου οντοτήτων ενός επιπέδου κληρονομούνται από τα σύνολα οντοτήτων του αμέσως κατώτερου επιπέδου της ιεραρχίας ISA. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

43 43 Επεκτάσεις του μοντέλου ΟΣ Περιορισμός επικάλυψης (overlapping): μία οντότητα δεν επιτρέπεται να ανήκει ταυτόχρονα σε δύο υποκλάσεις. Περιορισμός πληρότητας (completeness) ή κάλυψης (covering): κάθε οντότητα της κλάσης πρέπει να ανήκει σε κάποια υποκλάση. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

44 44 Επεκτάσεις του μοντέλου ΟΣ Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

45 45 Επεκτάσεις του μοντέλου ΟΣ Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

46 46 Επεκτάσεις του μοντέλου ΟΣ Συσσωμάτωση – συνάθροιση (aggregation). Μία συσχέτιση συμμετέχει σε μία άλλη συσχέτιση. Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

47 47 Σύνοψη Το μοντέλο ΟΣ αποτελεί έναν απλό τρόπο αναπαράστασης του πραγματικού κόσμου. Αποτελείται από οντότητες και συσχετίσεις. Οντότητες με ίδια χαρακτηριστικά συνθέτουν ένα σύνολο οντοτήτων. Συσχετίσεις με ίδια χαρακτηριστι- κά δημιουργούν ένα σύνολο συσχετίσεων. Οι οντότητες διακρίνονται με βάση το πρωτεύον κλειδί. Μία συσχέτιση χαρακτηρίζεται από τον πληθικό λόγο 1:1, 1:Ν, Ν:1, Ν:Μ. Η συμμετοχή μίας οντότητας σε ένα σύνολο συσχετίσεων μπορεί να είναι υποχρεωτική ή προαιρετική. Τα διαγράμματα ΟΣ χρησιμοποιούνται για τη γραφική αναπαράσταση ενός μοντέλου. Το βασικό μοντέλο ΟΣ έχει εμπλουτιστεί με νέα στοιχεία (αδύναμες οντότητες, εξειδίκευση-γενίκευση, συσσωμάτωση). Κεφάλαιο 4: Μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων