Nella lezione precedente sono stati introdotti i concetti di entità e relazione e la loro rappresentazione nei diagrammi ER. Si è visto che le relazioni mettono in collegamento (in relazione) due o più entità, spesso è utile sapere anche la cardinalità di tale relazioni vale a dire quante istanze delle entità partecipano ad una data relazione. Questa lezione presenta i concetti di vincolo di cardinalità e vincolo di partecipazione ad una relazione.
Vincoli di cardinalità
I vincoli di cardinalità delle relazioni esprimono il massimo numero di relazioni a cui una specifica istanza di un’entità può partecipare. Ad esempio, nella relazione Composta tra le entità Studente e Classe può essere imposto che ogni studente deve appartenere ad una sola classe e, allo stesso tempo, ogni classe può avere un numero qualsiasi di studenti, in questo caso parliamo di una relazione 1:N (1 a N), ma esistono diversi tipi di cardinalità.
Relazioni 1:1
Quando il vincolo di cardinalità di una relazione impone che ognuna delle relazioni partecipi con al più un’istanza, allora diciamo che la relazione è di tipo 1:1. Ad esempio nel database della scuola possiamo imporre che una classe abbia al massimo un coordinatore di classe e che un insegnante abbiamo al massimo una classe da coordinare.
Una relazione
1:1 può essere facilmente rappresentata nel modello logico relazionale da un attributo che può essere messo in una delle due tabelle associate all’entità (possiamo avere l’attributo
coordinatore_di_classe in
Classe o l’attributo
coordina in
Insegnante).
Relazioni 1:N
Una relazione in cui il vincolo di cardinalità sia di istanza singola per un’entità e non imponga limite nell’altra la chiamiamo relazione 1:N (raramente si usa anche N:1 nel caso in cui si voglia esplicitare una prima e una seconda entità), che chiamiamo uno a N o uno a molti. Ad esempio se la classe è Composta di molti studente, ma ogni Studente può appartenere ad una sola classe, la corrispondenze relazione (vedi a fianco) è 1:N.
Una relazione
1:N può essere rappresentata nel modello logico relazionale utilizzando un attributo nella tabella corrispondente all’entità la cui partecipazione è singola. Ad esempio, possiamo inserire in
Studente l’attributo
class_di_appartenenza, sarebbe più problematico inserire un attributo in
Classe in quanto questo dovrebbe contenere tutti gli studenti della classe e non sarebbe, perciò, un attributo atomico.
Relazioni N:M
Un relazione in cui entrambe le entità partecipanti non abbia vincolo massimo sul numero di istanze è una relazione N:M (N a M o molti a molti) a volte si usa anche N:N (ma il numero di istanze partecipanti non deve essere lo stesso). Ad esempio un Insegnante può insegnare più di una materia e la stessa materia può essere insegnate da più di un insegnante.
Una relazione
N:M può essere tradotta nel modello logico relazionale utilizzando una
tabella di collegamento nella quale ogni istanza della relazione rappresenta una riga. Questa tabella avrà chiavi esterne verso le tabelle di entità e l’insieme di queste chiavi esterne costituirà la chiave primaria della tabella di collegamento stessa.
Vincoli di partecipazione
Certe entità possono esistere unicamente in virtù della loro partecipazione ad una relazione, ad esempio uno Studente deve essere iscritto ad una Classe perché possa essere presente nel database della scuola.
In generale è importante sapere il numero minimo di relazioni a cui un entità deve partecipare, nell’esempio questo numero minimo è 1, cioè ogni studente deve appartenere ad almeno una classe, come abbiamo visto sopra, in questo esempio anche il numero massimo è uno, cioè uno studente non può essere iscritto a più classi contemporaneamente.
Definizione
Si chiama partecipazione totale il vincolo per cui un’entita deve partecipare ad almeno una istanza di una relazione. Nell’esempio sopra, Studente ha un vincolo di partecipazione totale con la relazione Composta.
Definizione
Si chiama partecipazione parziale il vincolo per cui un’entità può o meno partecipare ad istanze di una relazione. Ad esempio l’entità Insegnante ha un vincolo di partecipazione parziale con la relazione Insegna collegata all’entità Materia.
Nel diagramma ER, la partecipazione totale è indicata utilizzando una doppia linea nella connessione tra l’entità e la relazione a cui essa è vincolata in modo totale. Una linea singola, in questo notazione, indica una partecipazione parziale. A fianco vediamo come modificare il diagramma della relazione Composta a cui è stato aggiunto il vincolo di partecipazione totale tra Studente e Composta. Il fatto che il collegamento tra Classe eComposta sia indicato con una singola linea indica che può esistere un’entità Classe anche senza che questa partecipi alla relazione Composta (cioè una classe senza studenti).
Per determinare se un’entità ha una partecipazione totale in un relazione basta rispondere alla seguente domanda: È obbligatorio che ogni istanza dell’entità partecipi alla relazione?. Vediamo questo trucco in azione con alcuni esempi.
- Ogni
Studente deve essere Iscritto ad una Classe? Si, allora la partecipazione è totale. - Ogni
Insegnante deve Insegnare in una Classe? No, allora la partecipazione è parziale. - Ogni
Cliente deve Acquistare qualche prodotto? No (clienti appena iscritti), allora la partecipazione è parziale. - Ogni
Album deve essere stato Pubblicato da un Artista?. Si , allora la partecipazione è totale.