Overview of Database Design The Relational Model � Requirements analysis � Conceptual design � data model � Logical design � Schema refinement: Normalization � Physical tuning �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� ������������������� Why Study the Relational Relational Database: Definitions Model? � Most widely used model. � Relational database: a set of relations � Relation: made up of 2 parts: � Vendors: IBM, Microsoft, Oracle, Sybase, etc. � “Legacy systems” in older models � Schema : specifies name of relation, plus name and type of each column. � E.G., IBM’s IMS � E.G. Students( sid : string, name : string, login : � Recent competitor: object-oriented model string, age : integer, gpa : real). � ObjectStore, Versant, Ontos � Instance : a table , with rows and columns. � A synthesis: object-relational model #Rows = cardinality , #fields = degree / arity. � Informix Universal Server, Oracle, DB2 � Can think of a relation as a set of rows or � XML tuples (i.e., all rows are distinct). �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� �������������������
Logical DB Design: ER to Example Instance of Students Relational Relation ���� ����� ������ ���� ���� � Entity sets to tables. ������ ������ ������ �� !"� ��#� ���""� ������ �������� �� !"� ��$� name ����%� ������ ����������� !&� ��"� ssn lot � � '�����������(�����������(����������)�������� � Employees � ������� ��*������������������������ ����+���� ��������� �, �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� ������������������� Example Instance Integrity Constraints (ICs) � IC: condition that must be true for any instance of the database Employees � Domain constraints ssn name lot � Key constraints 0983763423 John 10 � Foreign key constraints (later) 9384392483 Jane 10 � A legal instance of a relation is one that 3743923483 Jill 20 satisfies all specified ICs. � DBMS should not allow illegal instances � Avoids data entry errors too! �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� �������������������
Primary Key Constraints What does this mean? � A set of fields is a superkey for a relation if : 1. No two distinct tuples can have same values in all fields '�-./-�/.01- -������� � A set of fields is a key if: 2��� '3.� 2$%4 ���� '3.�2$%4 � 1. The set of fields is a superkey ������ '3.� 2$4� 2. No proper subset of the set of fields is a superkey 5�6�.�7�8-7�� 2���� ��4�4 � If there’s >1 key for a relation, one of the keys is chosen (by DBA) to be the primary key . � E.g., ssn is a key for Employees. (What about name ?) The set { ssn, name } is a superkey. �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� ������������������� Candidate Keys Where do ICs Come From? � Possibly many candidate keys (specified � ICs are based upon the semantics of the real- using UNIQUE ), one of which is chosen as the world enterprise that is being described in the database relations. primary key . '�-./-�/.01- -������� � We can check a database instance to see if an IC 2��� '3.� 2$%4 is violated, but we can NEVER infer that an IC is ���� '3.�2$%4 � ������ '3.� 2$4� true by looking at an instance. 5�6�.�7�8-7�� 2���4� � An IC is a statement about all possible instances! :96;:- 2 ���������4�4 � From example, we know name is not a key, but the assertion that sid is a key is given to us. � -� ����*�������������������������������� �*��� � Key and foreign key ICs are the most common; � 9���)����*����������� �*���������������������� more general ICs supported too. �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� �������������������
Relationship Sets to Tables ER to Relational (contd.) since name dname ssn lot did budget Works_In Employees Departments �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� ������������������� Foreign Keys, Referential Example Instance Integrity Employees Departments � Foreign key : Set of fields in one relation did dname budget ssn name lot that is used to `refer’ to a tuple in another 0983763423 John 10 101 Sales 10K relation 9384392483 Jane 10 105 Purchasing 20K � Must correspond to primary key of the second 3743923483 Jill 20 108 Databases 1000K relation � Like a `logical pointer’. Works_In � If all foreign key constraints enforced, ssn did since 0983763423 101 1 Jan 2003 referential integrity is achieved, i.e., no 0983763423 108 2 Jan 2003 dangling references. 9384392483 108 1 Jun 2002 � Not like HTML links! �������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� �������������������
Recommend
More recommend
