Model entitat relació (ER)

Model Entitat Relació (ER)

Autor: Miquel Boada Artigas

Data Publicació: 15-10-2016

Versió: 1

MODEL ENTITAT-RELACIÓ (ER)

Miquel Boada Artigas

Autor: Miquel Boada Pàgina 2 de 16




Versió: 1

Model Entitat-Relació (ER)Objectius...........................................................................................................................1Coneixements previs.........................................................................................................1MODEL ENTITAT-RELACIÓ (ER)...........................................................................................2Introducció.........................................................................................................................4Disseny de bases de dades. Visió global...........................................................................4

Especificacions..............................................................................................................4Model conceptual...........................................................................................................4Model relacional (lógic)..................................................................................................4Model físic......................................................................................................................5

Elements model E-R..........................................................................................................5Conjunt d’entitats..............................................................................................................5

Activitat 1...........................................................................................................5Activitat 2...........................................................................................................5

Atributs..............................................................................................................................6Activitat 3...........................................................................................................6

Característiques dels atributs........................................................................................6Domini d’un atribut....................................................................................................6

Activitat 4...........................................................................................................7Valor NULL..................................................................................................................7Atributs calculats o derivats.......................................................................................7Atributs compostos / jeràrquics..................................................................................7Atributs multivalor.....................................................................................................8Atribut clau o identificador.........................................................................................8

Activitat 5...........................................................................................................9Conjunt de relacions........................................................................................................10

Tipus de relacions........................................................................................................10Activitat 6.........................................................................................................11Activitat 7.........................................................................................................12

Relacions reflexives.....................................................................................................13Activitat 8.........................................................................................................13

Participació..................................................................................................................13Cardinalitat..................................................................................................................14

Grau.................................................................................................................................14Tipus de relació en relacions ternàries........................................................................14

Tipus d’entitats................................................................................................................16Activitat 9.........................................................................................................16Activitat 10.......................................................................................................16





Versió: 1

IntroduccióUn model és un conjunt de normes que ens permeten descriure el món real. Els modelssón importants perquè unifiquen la forma de representar la informació fent possiblel’entesa entre les diferents persones. El model entitat-relació (ER) es basa en una percepció del món real basada en objectes ila relació entre ells. Per exemple , un objecte pot ser un bolígraf. Un altre objecte pot serun paper. La relació entre aquests dos objectes és «escrit». Un altre exemple és «LaSagrada Família» , «Barcelona» i la relació entre els dos és «està ubicat».Es tracta d’un model semàntic i, per tant, es centra amb el significat de les dades através de la seva representació.

Disseny de bases de dades. Visió global. Per a dissenyar una base de dades cal seguir un procés que consta de vàries fases.

Especificacions->Model E-R->Model relacional->Model físic.Seguir aquest procés és important, ja que es parteix des d’un nivell abstracte de lainformació (especificacions) i a cada nivell s’augmenta la concreció fins arribar a lesinstruccions que s’executaran en l’equip.

EspecificacionsLes especificacions és una descripció escrita de la informació que ha de contenir la basede dades i les restriccions i funcionalitats que s’han d’implementar. L’avantatge de lesespecificacions és que tothom les pot entendre ja que no solen utilitzar un llenguatgeinformàtic: normalment les especificacions són el resultat d’una o més reunions entre elpersonal informàtic i els departaments que necessiten la base de dades. És importantvalidar les especificacions amb les persones que han treballat , ja que seran la base delsistema. Un dels problemes de les especificacions és que utilitzen el llenguatge naturalque a vegades està sotmès a interpretacions diferents.

Model conceptualEl model E-R és un model conceptual que representa de forma gràfica una determinadarealitat del món real. L’avantatge del model E-R és que no està sotmès ainterpretacions. El model conceptual és el que permet validar si el disseny és o no òptimi, per tant, cal prestar-li especial atenció. Si s’ha comès un error en el model conceptualnormalment no es detecta en les fases posteriors.

Model relacional (lógic)El model relacional és un model lògic intermig entre el model conceptual i el model físic.El model relacional facilita el traspàs a un llenguatge que pugui ser executat en unordinador. El model relacional s’obté aplicant una sèrie de normes sobre el modelconceptual.





Versió: 1

Model físicEl model físic està constituït per les instruccions que cal executar per a crear la base dedades en el sistema. El model físic s’obté de la traducció del model lògic a lesinstruccions pròpies del llenguatge de base de dades. El model físic es comprova mitjançant l’execució de les instruccions i la realització deproves. En aquest nivell poden haver-hi errors de sintaxis, però no errors de planteig delproblema.

Elements model E-REl model entitat-relació «bàsic»1 és un model composat per 3 elements:

• Conjunt d’entitats.

• Atributs.

• Conjunt de relacions.

Conjunt d’entitatsUna entitat és un objecte del mòn real que es pot diferenciar de tots els altres objectes.Per exemple, el cotxe amb matricula 8554-DBR és una entitat, ja que el puc diferenciarde qualsevol altre cotxe i, per suposat, de qualsevol altre objecte. Una persona amb DNI65324853 és una entitat, ja que la puc diferenciar de totes les altres persones. Elcontracte de lloguer 2008-09081731 és una entitat ja que el puc diferenciar de tots elsaltres contractes de lloguer.

ACTIVITAT 1

PROPOSTES D’ENTITATS PER PART DELS ALUMNES.Les entitats proposades com a exemples són entitats concretes. Un entitat també potser abstracta. Així, per exemple, una nòmina, un traspàs entre dos comptes corrents,l’edat mitjana són exemples d’entitats abstractes.

ACTIVITAT 2

PROPOSTES D’ENTITATS ABSTRACTES PER PART DELS ALUMNES.Un conjunt d’entitats no és més que una o vàries entitats del mateix tipus agrupades.Els conjunts d’entitats es caracteritzen perquè totes les entitats que la conformencomparteixen el mateix nombre i tipus de dada. Per exemple, si tinc un conjuntd’entitats «cotxe» on cada entitat està formada per una matricula, un model i un color.Si s’afegeix un nou element descriptiu com pot ser la «marca» del cotxe,aquest nou element passa a formar part de totes les entitats.Un conjunt d’entitats es representa en el model ER mitjançant un rectangle.En el centre del rectangle s’indica el nom del conjunt d’entitats.

1 Model inicial proposat per Edgar F. Codd (19/08/1923 – 18/04/2003)





Versió: 1

AtributsQuan es vol representar la realitat en una base de dades cal descriure els conjuntsd’entitats amb les característiques que volem emmagatzemar de la mateixa. Aquestescaracterístiques, anomenades atributs, conformaran l’estructura de dades del conjuntd’entitats. Així, per exemple, parlem del cotxe de matricula 8554-DBR, de color groc.«Matrícula» i «color» serien dos atributs del conjunt d’entitats «cotxe». Un altreexemple seria la persona amb DNI 65324853, de nom Anna que viu a Girona. Cada unad’aquestes dades descriptives DNI, nom, població són atributs del conjunt d’entitats«persona». Els atributs han de complir una sèrie de regles:

• Cada atribut ha de tenir un nom. Quan volem referenciar a aquest atribututilitzarem aquest nom.

• En un mateix conjunt d’entitats no podem tenir dos atributs amb el mateix nom.

ACTIVITAT 3

ATRIBUTS DE: TREBALLADOR, ARTICLE, LLIBRE, CLUB DE HANDBOL DE GRANOLLERS, GESTIÓ D’UN PARKING, JOC DE

ROL.Per a representar un atribut utilitzem un símbol ovalat, tal i com esmostra en la imatge. El text «Attribute» cal substituir-lo pel nomde l’atribut.

Característiques dels atributsNo tots els atributs són iguals. La naturalesa de la informació que hagind’emmagatzemar determina quines característiques tenen cada un dels atributs:

• Domini d’un atribut.

• Valors NULL.

• Calculat.

• Compostos / jeràrquics

• Multivalor

Domini d’un atribut

En el món real hi ha objectes reals o abstractes que presenten certes limitacions. Quanvull descriure una determinada propietat d’aquests objectes estic limitat a un conjuntde valors possibles o vàlids. Per exemple, un atribut DNI d’una persona tindria undomini de 8 dígits numèrics. El domini de l’atribut nom d’una persona el podria definircom a un màxim de X caràcters. El domini d’un atribut provincia (territori nacional) seriael de totes les provincies existents. L’atribut gènere associat a una persona pot serhome o dona. El domini de l’atribut «accepta rebre publicitat» seria un valor sí o no. Ladefinició dels dominis permeten limitar els valors que es consideren vàlids.El domini dels atributs normalment no s’especifica en el model ER. En el cas que fosnecessari per l’especificicat d’aquest domini, podem utilitzar les eines de notació o de





Versió: 1

text per a incloure una nota en el model.

ACTIVITAT 4

DELS ATRIBUTS PROPOSATS EN L’APARTAT ANTERIOR, PROPOSAR EL SEU DOMINI.

Valor NULL

A vegades no puc donar un valor a un atribut de totes les entitats. Suposeu que tinc unconjunt d’entitats de persones, on es vol emmagatzemar el seu DNI, nom, i en el cas deque treballin l’empresa on ho fan. El conjunt d’entitats «persona» estaria formada pelsatributs: DNI, Nom, Empresa (es podria guardar també un atribut treballen per a indicarsi la persona treballa o no). Només aquelles persones que treballen tindrien informatl’atribut empresa. Per les persones que no treballin, l’atribut «Empresa» tindrà el valorNULL que es pot interpretar com a valor no conegut o bé valor no inicialitzat.Si en la representació gràfica del model ER cal indicar si un atribut accepta o no valorsNULL , cal fer-ho mitjançant les eines de text.

Atributs calculats o derivats

Alguns atributs es poden obtenir a través d’un càlcul d’un altre atribut o conjuntd’atributs. Així, per exemple, si d’una persona sabem la data de naixement, podemcalcular la seva edat. Quan es dóna aquesta situació s’obté un atribut calculat o derivat.Altres exemples d’atributs calculats poden ser: import a partir d’una quantitat i un preu,volum a partir de la longitud, l’amplada i l’altura, data retorn d’un llibre dela biblioteca a partir de la data de préstec i el número de dies...Els atributs derivats es representen mitjançant una línia discontinua.

Atributs compostos / jeràrquics

En alguns casos alguns atributs estan formats per un conjunt d’atributs més simples.Així, per exemple, un atribut «direcció» pot estar format pel nom del carrer, número,població, comarca, provincia … L’atribut «direcció» és un atribut compost. Altresexemples d’atributs compostos són: «població»composat per un nom i un codi postal, «nompersona» composat per un nom, un 1er cognom i un2on cognom, «pes» composat per una magnitud iuna unitat, «dimensió» composat per l’altura,l’amplada i la llargada, «coordenada» composat peruna latitud i una longitud...Quan un atribut és compost s’estableix unajerarquia d’atributs generant un arbre jeràrquic.Aquest arbre jeràrquic reflexa de quins atributs estàcomposat cada un dels atributs. Per exemple, sitenim una direcció estarà composada per un carrer,un número i una població. La població a la vegadaes pot desglossar amb un codi postal i un nom.


Imatge 1: Jerarquia atributs




Versió: 1

Els atributs jeràrquics es representen enllaçantmitjançant línies contínues uns atributs amb elsaltres, de forma que es generi un arbre.

Atributs multivalor

Alguns atributs contenen més d’un valor. Per exemple, una persona pot tenir moltsnúmeros de telèfons diferents, molts correus electrònics o un article pot tenir variscolors … Si es dóna aquesta situació, els atributs «telèfon», «correu» i«color» seran atributs multivalor.Els atributs multivalor es representen en el model ER amb un atributde doble línia.

Atribut clau o identificador

Tota entitat té uns trets identificatius que ens permeten diferenciar aquesta entitat de laresta d’entitats que conformen el conjunt d’entitats. Així , per exemple, si tinc unconjunt d’entitats persona, puc diferenciar o referenciar a una entitat concreta utilitzantun atribut DNI. Per un cotxe, puc utilitzar la matrícula o el número de bastidor. Si elconjunt d’entitats és un llibre puc utilitzar el seu isbn.Qualsevol atribut que em permet diferenciar una entitat de qualsevol altre és un atributidentificador. Tots els exemples citats anteriorment permeten la identificació utilitzantun únic atribut. Això no és sempre així, i algunes entitats requereixen de varis atributsper a poder-los identificar.Per exemple, una empresa que es dedica a la fabricació de caixes, pot utilitzar unidentificador mida (altura, amplada, llargada). Aquest identificador mida és insuficient,ja que poden haver-hi dues caixes de la mateixa mida però de diferents colors. Duescaixes de la mateixa mida i color poden ser diferents si el material és diferent. Per tant,per identificar una caixa haurem d’utilitzar tres atributs: mida, color imaterial.En el model ER es representen els atributs identificadors subratllant elnom de l’atribut. En el cas que hi hagi més d’un atribut identificador,caldrà subratllar-los tots. Si hi ha dubtes és important utilitzar l’einade notacions per a especificar el sentit o l’elecció.





Versió: 1

ACTIVITAT 5

DIGUES QUINS SERIEN ELS ATRIBUTS IDENTIFICADORS DELS SEGÜENTS CONJUNTS D’ENTITATS

TREBALLADOR

PRODUCTE DE COMPRA (QUALSEVOL)EMPRESA

FACTURA

PEL·LÍCULA

PLAT (RESTAURANT)POBLACIÓ

TRAM D’UNA CARRETERA

CONCERT (MUSICAL)DIGUES QUINS SERIEN ELS ATRIBUTS IDENTIFICADORS DELS SEGÜENTS CONJUNTS D’ENTITATS





Versió: 1

Conjunt de relacionsUna relació és quan entre dos o més conjunts d'entitats es pot establir alguna mena devincle o associació. Així, per exemple, si tenim els conjunt d'entitat «persona» i «cotxe»es pot establir una relació una persona és propietària d'un cotxe, una persona condueixun cotxe, o bé un cotxe és conduït per una persona , un cotxe és propietat d'unapersona. Com es pot observar en l'exemple el vincle pot tenir diferents significats:«conduït» , «és propietat».Una relació es representa mitjançant un rombe. En el mig delrombe cal indicar el nom de la relació que sempre contindrà unverb.

Tipus de relacionsEntre els diferents conjunts d'entitats s'estableixen diferents associacions o vincles. Perexemple, «una persona pot ser propietària de molts cotxes, però un cotxe només té unpropietari/a en un moment determinat». En aquesta relació ens hem de fixar amb «...propietari de molts cotxes ...» i «... un cotxe només té un propietari...» . En aquestafrase no tan sols s'estableix una relació entre cotxe i persona , sinó que tambés'estableix el tipus de relació; molts i un.Un altre predicat: «una persona pot conduir molts cotxes i un cotxe és conduït permoltes persones.» En aquest cas, els advervis importants són molts i moltes referit acotxes i persones.Si fem una visualització gràfica , sigui persones un conjunt d’entitats formades per lesentitats: p1 , p2, p3 i p4. Sigui cotxe un altre conjunt d’entitats format per les entitatsc1, c2 i c3, la relació «és propietari» la podem representar com:

Si existeix una entitat del conjunt d’entitats de l’esquerra , «persona» en la imatge 3,que té relació amb més d’una entitat del conjunt d’entitats de la dreta, «cotxe», el tipusde relació és 1:N . En la imatge 2 el conjunt d’entitats «persona» té una tipus de relació1:N amb el conjunt d’entitats «cotxe». «p1» està relacionat amb «c1» i «c2». La mateixasituació es dóna en la imatge 3, però en aquest cas el conjunt d’entitats «dreta» i«esquerra» estan intercanviades. El tipus de relació és N:1. El tipus de relació «éspropietat» o «és propietari» ve determinat pel fet que en la nostra base de dades


Imatge 3: Relació persones i cotxes (propietari)

Tipus de relació 1:N

Imatge 2: Relació persones i cotxes (propietat)

Tipus de relació N:1




Versió: 1

només es vol saber qui és el propietari actual, no quins han estat els propietarisanteriors.Si enlloc de parlar de la relació «éspropietari» parlem de la relació «condueix» eltipus de relació varia: un cotxe pot serconduït per moltes persones diferents, i unapersona pot conduir molts cotxes diferents.En aquest cas hi ha una relació 1:N entrepersones i cotxes: l’entitat «p1» condueix«c1» i «c2». També hi ha una relació 1:Nentre cotxes i persones: «c2» és conduït perper «p1» i «p3». Quan es dóna aquestasituació direm que el tipus de relació és N:M.

NOTA: Una relació és un vincle entre diferents entitats o objectes. Aquest vinclecal que representi la realitat que volem modelar en la nostra base de dades. Espot donar el cas que la mateixa relació en un model sigui de tipus 1:N i en un altremodel d’una realitat diferent sigui de tipus N:M

ACTIVITAT 6

QUIN TIPUS DE RELACIÓ HI HA ENTRE ELS SEGÜENTS CONJUNTS D’ENTITATS:1. LLIBRE I SOCI (BIBLIOTECA)2. ESPÈCIE I ANIMAL

3. PLAT I MENÚ

4. AVIÓ I PASSATGER

5. TREBALLADOR I NÒMINA

6. ORDINADOR I PROGRAMA

7. PIZZA I INGREDIENT

Apart de les relacions 1:N , N:1 o N:M també hi harelacions de tipus 1 a 1. Així, per exemple, un país té unpresident i un president ho és només d’un país: excepteque volguem guardar tots els presidents. Una relacióserà de tipus 1:1 si no hi ha cap entitat del conjunt Aque estigui relacionada amb més d’una entitat delconjunt B, i no hi ha cap entitat del conjunt B queestigui relacionada amb més d’una entitat del conjunt A.


Imatge 4: Relació persones i cotxes (condueix)

Tipus de relació N:M

Imatge 5: President d’un país

Tipus de relació 1:1




Versió: 1

Per a representar el tipus de relació es pot fer indicant el tipus damunt del símbol de larelació o a cada costat del rombe de la relació. En la imatge 6 es mostren els dossistemes de notació per una relació N:M

ACTIVITAT 7

QUIN TIPUS DE RELACIÓ HI HA ENTRE ELS SEGÜENTS CONJUNTS D’ENTITATS:1. QUOTA I SOCI (GIMNAS)2. GAT MENJA RATOLÍ

3. TREBALLADOR I PASSAPORT (VIGENT)4. AGÈNCIA (IMMOBILIARIA) OFEREIX PISOS

5. TARJETA XARXA ORDINADOR I MAC6. PERSONA I PRÉSTEC (BANCARI)7. HOTEL I HABITACIÓ

8. PRODUCTE I FABRICANT


Imatge 6: Tipus de relació




Versió: 1

Relacions reflexivesUna relació és reflexiva si existeix una entitat d’un conjunt d’entitats «A» relacionadaamb una o més entitats del mateix conjunt d’entitats A. Aquest tipus de relacionss’utilitzen per a poder representar relacions del tipus: el treballador «t1» és el cap deltreballador «t2» , «p1» i «p2» són amics, entre el document «d1» i el document «d2» hiha un enllaç …Les relacions reflexives es representen unint la mateixa entitat mitjançant una relació.

ACTIVITAT 8

PROPOSA 3 RELACIONS REFLEXIVES.

ParticipacióQualsevol relació es pot classificar com a total oparcial. Un conjunt d’entitats té una participació globalen una relació, si totes les entitats que conformen elconjunt d’entitats participen en la relació. En cascontrari, la relació és parcial. En la relació «és president» de la imatge 6, el conjuntd’entitats «persona» té una participació parcial.L’entitat «p2» no participa de la relació. Per contra, enla mateixa relació, el conjunt d’entitats «País» té unaparticipació total, ja que totes les entitats estanrelacionades amb persona.


Imatge 8: Participació entre entitats

Imatge 7: Relació reflexiva de tipus N:M




Versió: 1

CardinalitatSuposem el conjunt d’entitats «unitat formativa» i «alumne». En una «unitat formativa»no hi poden haver-hi més de 35 persones matriculades. La relació entre el conjuntd’entitats «unitat formativa» i «alumne» és de tipus N:M, però aquest tipus de relació noreflexa la situació que limita el nombre d’alumnes a 35. Per a indicar aquest limit hemde fer ús de la cardinalitat. La cardinalitat permet indicar en el model ER el nombremínim i màxim d’entitats relacionades.La cardinalitat s’indica amb el mínim i el màxim seguint el següent format «(min,max)».Cal ubicar la cardinalitat entre la línia que uneix el conjunt d’entitats i la relació. Laimatge 9 representa la relació «tutor» (tutoritzar) entre professor i alumne. Aquestarelació és 1:N ja que un professor tutoritza a molts alumnes però un alumne només éstutoritzat per un professor. Amb la cardinalitat s’indica que es pot donar el cas que unprofessor no tingui cap alumne tutoritzat (en realitat no és tutor) i que tot alumne,obligatòriament, ha de tenir un tutor: cardinalitat mínima i màximade l’alumne és 1.

GrauEl grau d’una relació és el número de conjunt d’entitats que intervenen en una relació.Així, per exemple, en la relació un professor tutoritza a varis alumnes , tutoritza és unarelació de grau 2, ja que relaciona a 2 conjunts d’entitats: alumne i professor. Quan unarelació té un grau tres parlem d’una relació ternària

Tipus de relació en relacions ternàriesQuan es calcula el tipus de relació d’una ternària és un xic més complexe. Si en unarelació ternària intervenen els conjunts d’entitats A, B i C, primer es comprova el tipusde relació d’A i B respecte C, després de A i C respecte B, i finalment de B i C respecteA. El procediment consisteix en fixar una dupla d’entitats de conjunts diferents icomprovar com aquesta dupla es relaciona amb el tercer conjunt d’entitats.Per a il·lustrar el sistema de funcionament punt utilitzarem l’exemple:

El 3 de maig l’Anna va anar al cine Oscar a veure la pel·lícula Babel. De l’enunciat es dedueixen tres conjunts d’entitats: «persona», «pel·lícula» i «cinema2».La representació gràfica seria:

2 Posem «cinema» al nom del conjunt d’entitats per a simplificar, tot i que també podria ser un teatre,...


Imatge 9: Exemple de cardinalitat




Versió: 1

«Espectador» i «cinema»

Un espectador només pot mirar una pel·lícula en un cinema? NO. La sentència «enel cine Oscar , l’Anna va veure Babel i Memento» és totalment pausible.«Pel·lícula» té una relació P en relació al conjunt d’entitats «Espectador» i«Cinema».

«Pel·lícula» i «cinema»

Una pel·lícula en un cinema només és mirada per un espectador? Tot i que espugui donar el cas, normalment una pel·lícula serà presenciada per a moltsespectadors. La relació de «Pel·lícula» respecte al conjunt d’entitats «Cinema» i«Espectador» és N.

«Espectador» i «pel·lícula»

Per a veure el tipus de relació entre el conjunt d’entitats «Espectador» i«Pel·lícula» en relació al conjunt d’entitats «Cinema» ens hem de fer la pregunta: «Siguiun espectador X i una pel·lícula Y, X mirarà Y en diferents cines?» Tot i que el mésprobable és que una persona no miri en dos cines diferents la mateixa pel·lícula, és unasituació que es pot donar. La relació de «Cinema» respecte al conjunt d’entitats«Pel·lícula» i «Espectador» és M.La relació «mirar» és de tipus N:M:P. La relació està representada de forma gràfica en eldiagrama en la imatge anterior.


Model entitat relació (ER)

Technology

Transcript of Model entitat relació (ER)