Rappresentazione schematica di un fenomeno

MODULO 1
!
Schema E/R
Rappresentazione schematica di un
fenomeno
Prof. Stella Iezzi
Università di Roma “Tor Vergata”
X
Schema E/R
Descrizione schematica di un fenomeno
2.1. Rappresentazione schematica di un fenomeno
2.2. Il modello Entità-Relazione
2.3. Progettazione top-down e bottom-up
2.4. Esempi
X
Schema E/R
1.2. Il modello Entità-Relazione
Il modello di rappresentazione Entità-Relazione è stato proposto da P. P. Chen nel
1976 in ambito informatico allo scopo di facilitare la progettazione di una base di
dati. Come vedremo più avanti, il modello Entità-Relazione può essere utilizzato
proficuamente anche per una formale e precisa descrizione qualitativa di un
fenomeno collettivo complesso.
Mediante tale modello si può costruire un grafico, ossia uno schema che costituisce
una fotografia del fenomeno. Ciascuno schema è il risultato della composizione logica
di cinque tipi di strutture di rappresentazione che si avvalgono di regole formali e di
una simbologia grafica molto semplice ma estremamente chiara. Tali strutture sono:
l'entità, la relazione, l'attributo, il sottoinsieme, la gerarchia di generalizzazione.
Per facilitare la comprensione della denominazione informatica data alle strutture di
rappresentazione affiancheremo, la terminologia statistica che individua lo stesso
tipo di struttura.
X
Schema E/R
Esaminiamo la simbologia del modello Entità-Relazione.
Il rettangolo rappresenta una entità, ossia un insieme di oggetti di cui sono note alcune
caratteristiche. In termini statistici, il rettangolo rappresenta un collettivo di unità
statistiche, denominate nell'ambito dell'informatica, istanze dell'entità.
Struttura di
rappresentazione
Terminologia
Informatica
Entità
X
Terminologia
Statistica
Collettivo,
Popolazione
Schema E/R
e
Il piccolo cerchio all'estremità di un segmento rappresenta un attributo, ossia una
proprietà elementare dell'entità, normalmente collegato a un'entità (un rettangolo) in
quanto rappresenta una sua caratteristica. L'attributo è in realtà una variabile
statistica del fenomeno analizzato. L'insieme dei valori che può assumere un attributo
è detto dominio e rappresenta l'insieme delle possibili modalità che un carattere può
presentare, ossia la scala delle modalità del carattere.
Struttura di
rappresentazione
Terminologia
Informatica
Terminologia
Statistica
Attributo di
una entità
Variabile o
carattere
Esempio 1.1. Schema E-R per collettivo occupati
X
Schema E/R
Il rombo corrisponde ad una relazione, indicando un legame logico tra le istanze di
due o più entità. Nella rappresentazione grafica, il rombo è collegato a due
rettangoli (entità o collettivi).
Struttura di
rappresentazione
Terminologia
Informatica
Terminologia
Statistica
Relazione fra
due entità
Relazione fra
collettivi
Come si può immediatamente osservare alla struttura "relazione" non corrisponde una
struttura statistica, come invece risulta per l'entità e gli attributi, e quindi per essa
non si intuisce immediatamente come possa aiutare a descrivere, con successivi mezzi
statistici, il fenomeno in esame. La relazione invece ipotizza che tra i due collettivi e i
dati ad essi associati esista un collegamento causale (relazione statistica) e che questa
debba essere investigata, con le idonee metodologie statistiche.
Esempio 1.2. Relazione fra prodotti e clienti
X
Schema E/R
Un esagono che collega un rettangolo ad altri due o più rettangoli, rappresenta la
gerarchia di generalizzazione, ossia una partizione del collettivo di unità statistiche in
sottocollettivi omogenei secondo una o più variabili di stratificazione o di classificazione.
Struttura di
rappresentazione
Terminologia
Informatica
Gerarchia di
Generalizzazione
tra entità
Terminologia
Statistica
Partizione di un
collettivo in
sottocollettivi
Nel caso della gerarchia di generalizzazione, le unità statistiche che costituiscono il
collettivo posto in alto, vengono ripartite nei collettivi di unità statistiche posti in basso.
Pertanto, tutti i collettivi posti in basso nella gerarchia di generalizzazione, denominati
entità figlie o collettivi figli, possiedono tutte le caratteristiche del collettivo posto in
alto, detto entità padre o collettivo padre.
X
Esempio 1.3. Gerarchia di generalizzazione
Schema E/R
Si noti che la variabile di stratificazione si suppone sia una delle variabili rilevate nel
collettivo padre anche se nell'entità padre spesso non viene riportata esplicitamente,
ma solo indicata nell’esagono.
Una freccia che collega due rettangoli, rappresenta un legame di sottoinsieme tra due
entità.
Struttura di
rappresentazione
Terminologia
Informatica
Terminologia
Statistica
Sottoinsieme
di un insieme
Sottocollettivo
di un collettivo
Nel caso del sottoinsieme, diversamente dalla gerarchia di generalizzazione, non tutti
gli oggetti del collettivo posto in alto fanno parte del collettivo o dei collettivi posti in
basso; i collettivi figli, ossia quelli posti in basso, possiedono comunque tutte le
caratteristiche del collettivo padre.
Si noti che anche per identificare il sottoinsieme è necessaria una variabile di
stratificazione che si suppone sia una delle variabili rilevate nel collettivo padre anche
se nell'entità padre spesso non viene riportata esplicitamente.
X
Schema E/R
Mediante il collegamento logico di questi semplici strutture di rappresentazione si
perviene ad uno schema concettuale del fenomeno in esame. Vediamo lo schema che
si riferisce al fenomeno “forze di lavoro”
Numero componenti
appartiene
Relazione con il
capo famiglia
Condizione
professionale
Famiglia
Numero componenti
con occupazione stabile
Sesso
Individuo
Età, Stato civile
Titolo di studio
Condizione
Professionale
Settore di attività
Tipo di
occupazione
Ore di lavoro
Posizione nella
professione
Occupato
Non Occupato
Motivo mancata
occupazione
Ha lavorato in
passato?
Seconda
occupazione,
Corsi formazione
Qualità dei corsi
Durata dei corsi
Utilità dei corsi
X
Occupati frequentanti
Corsi di formazione
Occupati con
seconda occupazione
Settore
Ore lavorate
Schema E/R
Si noti che in uno schema concettuale, non vi è un punto prefissato dal quale si
debba iniziare la descrizione delle entità e delle relazioni coinvolte.
A partire, quindi, da un arbitrario punto dello schema, navigando tra le entità e le
relazioni, ossia, visitando le strutture di rappresentazione che lo compongono, si
perviene alla descrizione del fenomeno collettivo in esame.
X
Fine
Cap.
1.3 Progettazione top-down e
bottom-up
Schema E/R
Nella definizione di uno schema concettuale atto a descrivere un fenomeno, analogamente a
ciò che accade nella progettazione di un programma per computer, possiamo adottare due
tipi di strategie .
Nella strategia top-down, si producono descrizioni del fenomeno da analizzare mano a mano
più ricche di particolari.
Si inizia con uno schema concettuale contenente poche entità e relazioni attraverso le quali
si descrivono i concetti principali e più generali della realtà in esame.
Ad esempio il fenomeno consumo alimentare può essere descritto con il seguente schema
generale
Famiglia
Acquista
Alimento
Appartiene
Individuo
X
Consuma
Schema E/R
Lo schema iniziale viene raffinato aumentando il grado di dettaglio con nuove entità e i suoi
attributi, relazioni, gerarchie di generalizzazioni e sottoinsiemi, generando così nuovi schemi
che descrivono con più particolari la realtà esaminata. Ad esempio la parte di fenomeno che
riguarda l’individuo può essere così sviluppata
prende
Età < 1 anno
Componente
Famiglia
Tipo
Per quanto tempo
Dieta
segue
Individuo
Tipo
Posologia
Farmaco
Allattato
al seno
Durata
Acquista
Preparazione
pasto
Prepara i pasti
frequenza
X
Si occupa di
alimentazione
Non prepara i
pasti
motivo
frequenza
Non si occupa di
alimentazione
motivo
Schema E/R
Nella strategia bottom-up, si procede inversamente rispetto a quella top-down. Inizialmente
si producono uno o più schemi particolareggiati relativi ad alcuni aspetti del fenomeno in
esame e, successivamente, si definiscono schemi più generali nei quali sono riassunti i
principali collettivi e le relazioni connesse con il fenomeno in esame.
Individuo
Tipo
Per quanto tempo
Dieta
prende
Componente
Famiglia
Tipo
Posologia
Farmaco
prende
Età < 1 anno
Allattato
al seno
Durata
Acquista
Preparazione
pasto
Prepara i pasti
frequenza
Si occupa di
alimentazione
Non prepara i
pasti
frequenza
Non si occupa di
alimentazione
motivo
Famiglia
Acquista
motivo
Alimento
Appartiene
Individuo
X
Consuma
Fine
Cap.
1.4.
. 4. Esempi
1.1. Schema E-R per collettivo occupati
1.2. Relazione fra prodotti e clienti
1.3. Gerarchia di generalizzazione
X
Schema E/R
Esempio 1.1. Schema E-R per collettivo occupati
Schema E/R
Sul collettivo di unità statistiche, formato dagli individui occupati in un'attività lavorativa,
si sono analizzati alcuni caratteri del fenomeno lavoro, tra i quali: le ore di lavoro
effettuate in una settimana, la posizione nella professione, la branca di attività economica e
alcune variabili illustrative come: sesso, età, stato civile. La rappresentazione grafica del
collettivo di unità statistiche e delle variabili secondo la simbologie del modello EntitàRelazione risulta come segue:
Occupati
Sesso
Età
Stato Civile
Ore di lavoro settimanale
Posizione nella professione
Branca di attività economica
Rappresentazione schematica del collettivo degli occupati descritti da alcune variabili
relative al fenomeno
X
Fine
Esemp
Esempio 1.2. Relazione fra prodotti e clienti
Schema E/R
I prodotti di una azienda vengono comperati da clienti. I prodotti sono descritti dalle
variabili: tipologia, prezzo, composizione, peso. Il cliente è descritto dalle variabili esso, età,
professione, preferenze, dove acquista. Questa situazione viene descritta con il seguente
schema:
Preferenze
Dove acquista
Cliente
Sesso
Età
Professione
acquista
Peso
marca
Prodotti
Tipologia
Prezzo
Composizione
Rappresentazione schematica dell’acquisto di prodotti da parte di clienti
X
Fine
Esemp
Esempio 1.3. Gerarchia di generalizzazione
Schema E/R
Il collettivo degli individui è una generalizzazione del collettivo degli occupati e dei non
occupati che sono due sottocollettivi disgiunti, dalla cui unione si ricostruisce il collettivo
degli individui. La variabile di stratificazione del collettivo degli individui è la condizione
unica o prevalente.
Relazione con il capo famiglia
Titolo di studio
Individuo
Sesso
Età
Stato Civile
Condizione
Professionale
Posizione nella
professione
Branca di attività
economica
Ore di lavoro
settimanale
Seconda
occupazione
Occupato
Non Occupato
Motivo mancata
occupazione
Ha lavorato in
passato?
Rappresentazione schematica della scomposizione del collettivo degli individui in occupati e non occupati
X
Fine
Cap.