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データベース09: 実体関連モデル上の一貫性制約
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Y. Yamamoto
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June 16, 2025
Science
0
700
データベース09: 実体関連モデル上の一貫性制約
1. 参加制約
2. 多重度制約
3. キー制約
講義ノートURL
https://dbnote.hontolab.org/content/er-model/02.html
Y. Yamamoto
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June 16, 2025
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Transcript
実体関連モデル(2/3) ⼭本 祐輔 名古屋市⽴⼤学 データサイエンス研究科
[email protected]
第9回 データベース 〜 実体関連モデル上の一貫性制約
講義ノート https://bit.ly/3xqTSds
draw.io: 実体関連図を書くツール https://app.diagrams.net/
Q1: 復習 Q. Orange Musicの「ユーザ」は「ユーザID」「氏名」「性別」 「誕生日」「電話番号」をもつ. Orange Musicの 「アーティスト」は「アーティストID」「アーティスト名」をもつ. Orange
Musicの「楽曲」は「楽曲ID」「楽曲名」「ジャンル」 「長さ」をもつ. 「アーティスト」は作成した「楽曲」をOrange Musicに「公開」する.「公開」には「公開日」が 記録される. Orange Musicの「ユーザ」は「プレイリスト」を 「作成」することができる. 「プレイリスト」は「プレイリストID」 「プレイリスト名」「公開日」をもつ. 作成された「プレイリス ト」には「楽曲」を「追加」することができる. 「追加」には楽曲 がプレイリストに「追加された日」が記録される.「ユーザ」は 別の「ユーザ」を「フォロー」する. 「フォロー」は「フォロー日」 が記録される. この状況を実体関連図で表現せよ.
A1: 回答 A.
関係データモデル上の⼀貫性制約 一貫性制約 ドメイン制約 キー制約 参照制約 データ従属性 DB上のデータが 実世界を正しく反映すべく データが満たすべき規則 …
実体関連モデル上の⼀貫性制約 一貫性制約 参加制約 多重度制約 キー制約 実体関連モデル上の 関係データモデルに変換する場合も有効
参加制約 1 Participation Constraint
実体型 商品ID = P0001 商品名 = はーいお茶 価格 = 150
商品ID = P0002 商品名 = PONオレンジ 価格 = 180 商品 商品ID 商品名 価格
関連型 A 商品X ユーザ名「A」のユーザは 商品ID「PXXX01」の商品を 2023年9⽉25⽇に購⼊希望登録 B 商品Y ユーザ名「B」のユーザは 商品ID「PYYY01」の商品を
2023年7⽉15⽇に購⼊希望登録 商品 商品ID 商品名 価格 発売⽇ ユーザ ユーザ名 ⽒名 email 住所 購⼊希望 登録⽇
実体関連図における関連型の解釈 商品 ユーザ 購⼊希望 ユーザ 購⼊希望 商品 P1 P2 P3
P4 P5 U1 U2 U3 U4 U1,P1 U2,P2 U2,P3 U3,P2 U1,P4 U4,P4 U4,P1 実体の組み合わせによって関連が表現される
実体関連図における関連型の解釈 商品 ユーザ 購⼊希望 ユーザ 購⼊希望 商品 P1 P2 P3
P4 P5 U1 U2 U3 U4 U1,P1 U2,P2 U2,P3 U3,P2 U1,P4 U4,P4 U4,P1 「購⼊希望」 関連 とつながっていない「商品」実体がある
関連につながっていない実体があることが許されないケース 必修科⽬ 学⽣ 履修 学⽣ 履修 必修科⽬ M1 M2 M3
M4 M5 S1 S2 S3 S4 S1,M1 S2,M2 S2,M3 S3,M2 S1,M4 S4,M4 S4,M5 1名以上から 履修される必要あり
参加制約(1/2) ある実体型のある関連型へのつながりが 部分的か全体的か定める制約 部分的な参加 全体的な参加
参加制約(2/2) 部分的な参加 全体的な参加 必修科⽬ 学⽣ 履修 商品 ユーザ 購⼊ 希望
関連とつなぐ 線を太線に
Q2: 参加制約 Q. Orange Musicに関する実体関連図において 参加制約が全体的になりえる関連型を考え, Q1で作成した実体関連図に反映させよ. (新たな実体/関連型を追加する必要はない)
A2: 回答 A.
多重度制約 2 Cardinality Constraint
多重度制約 関連型を通じて、ある実体が他の実体と 何個つながりを持てるかを定める制約 商品 ユーザ 購⼊希望 製造 メーカー
多重度制約 関連型を通じて、ある実体が他の実体と 何個つながりを持てるかを定める制約 商品 ユーザ 購⼊希望 製造 メーカー ユーザ 商品
P1 P2 P3 P4 U1 U2 U3 U4 U1,P1 U2,P2 U2,P3 U3,P2 U1,P3 購⼊希望 ユーザは1つ以上の複数商品 を購⼊希望登録ができる. 商品は1名以上の複数ユーザ から購⼊希望登録される.
多重度制約 関連型を通じて、ある実体が他の実体と 何個つながりを持てるかを定める制約 商品 ユーザ 購⼊希望 製造 メーカー 商品 P1
P2 P3 P4 製造 P1,A社 P2,A社 P3,A社 P4,B社 メーカー A社 B社 商品は必ず1社のメーカー によって製造される. メーカーは1つ以上の 複数の商品を製造する.
実体関連図における多重度制約の表現 多対多関連 多対1関連 1対1関連 ユーザ 購⼊希望 商品 商品 製造 メーカー
国 ⾸都 都市 両⽅向に⽮印なし 「1」に向けて⽮印 両⽅向に⽮印 多対1は⽮印の⽅向に注意!
多重度制約を考慮した実体関連図の例 商品 商品ID 商品名 価格 発売⽇ ユーザ ユーザ名 ⽒名 email
住所 購⼊希望 登録⽇ 製造 メーカー 企業名 email TEL ショッピングサイトにおける「ユーザが購⼊希望の商品」 「商品の製造メーカー」の情報の管理
Q3: 多重度制約(1/4) Q. Q2で作成した実体関連図に以下の設定を 追加せよ. 「レーベル」は「レーベル名」「住所」をもつ. 「アーティスト」はいずれか1つの「レーベル」 に「所属」し,「レーベル」には何組かの 「アーティスト」が「所属」する.
A3: 回答 A.
Q4: 多重度制約(2/4) Q. Q3で作成した実体関連図に以下の設定を 追加せよ. 「アーティスト」はいくつかの「楽曲」を「公 開」する.「楽曲」公開時には必ず「アーティス ト」が1名登録される.「ユーザ」はいくつかの 「楽曲」を「プレイリスト」に「追加」する. 「プレイリスト」を作成する「ユーザ」は必ず⼀
⼈である.
A4: 回答 A.
Q5: 多重度制約(3/4) Q. Q4で作成した実体関連図に以下の設定を 追加せよ. 「ユーザ」は気に⼊った「楽曲」に「いいね」を することができる.「ユーザ」は何曲でも 「いいね」できる. 「いいね」は「いいね⽇ (liked_at)」が記録される.
A5: 回答 A.
キー制約 3 Key Constraint
キー制約 ある実体型のある属性が主キーとして指定された場合、 主キーの値によって実体が一意に特定される必要あり 商品 商品ID 商品名 価格 主キー 商品ID =
P0001 商品名 = はーいお茶 価格 = 150 商品ID = P0002 商品名 = PONオレンジ 価格 = 180
クイズ Q. ショッピングサイトを利⽤する際,ユーザ と同居する家族を宛先として購⼊商品を配 送できるようにしたい.そこで,実体関連 図に § 実体型「家族」を追加 § 実体型「ユーザ」と実体型「家族」
の間に関連「同居」を追加 したとしよう. 実体型「家族」の属性を適当に 考え,実体関連モデルを作成せよ.
案1 ⽒名を主キーにすると同姓同名の⼈がいたときが問題 ユーザ ユーザ名 ⽒名 email 住所 同居 家族 ⽒名
続柄
案2 ユーザ ユーザ名 ⽒名 email 住所 同居 家族 ⽒名 続柄
家族ID 家族は「ユーザ」のおまけなのにわざわざIDで管理する? 「ユーザ」が退会すれば 家族情報が使われることもなくなる
案1を⾒直す ユーザ ユーザ名 ⽒名 email 住所 同居 家族 ⽒名 続柄
ユーザ名と⽒名を組み合わせれば「家族」を⼀意に特定できる
弱実体と弱関連 ユーザ ユーザ名 ⽒名 email 住所 同居 家族 ⽒名 続柄
弱関連 (太字ひし形) 弱実体 (太字⻑⽅形) 部分キー (下線点線) - ⾃分⾃⾝の属性だけでは主キーを構成できない実体集合 - 弱実体型は太字⻑⽅形で記す - 関連する実体(所有実体)の主キーとセットにして弱実体 特定のために使う属性を部分キーと呼ぶ 弱実体集合 実体と弱実体をつなげる関連(太字ひし形で記す) 弱関連集合 弱実体は所有実体がないと存在できない弱い存在
課題番号 弱実体/弱関連の例 従業員 扶養 家族 従業員ID ⽒名 続柄 ホテル 所有
部屋 ホテルID 部屋番号 ルーム タイプ 科⽬ 出題 レポート 科⽬ID (通し番号) 与えられた世界の中で単独で存在できる実体かを考えよう
回 実施日 トピック 1 04/14 ガイダンス:データベースを使わない世界 2 04/21 データベースの概念 3
04/28 関係データモデル 4 05/12 SQL (1/3) 5 05/19 SQL (2/3) 6 05/26 SQL (3/3) 7 06/02 SQL演習 – レポート課題1 8 06/09 実体関連モデル (1/3) 9 06/16 実体関連モデル (2/3) 10 06/23 実体関連モデル (3/3) 11 06/30 正規化 (1/2) 12 07/07 正規化 (2/2) 13 07/14 データベース設計演習 – レポート課題2 14 07/21 索引付け 15 07/28 授業の振り返り or 発展的話題 16 08/04 期末試験 今後の予定 38