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Capitolo 1: Introduzione

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Capitolo 1: Introduzione. Base di dati. Insieme organizzato di dati utilizzati per il supporto allo svolgimento di attività (di un ente, azienda, ufficio, persona)

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Presentation Transcript
base di dati
Base di dati
  • Insieme organizzato di dati utilizzati per il supporto allo svolgimento di attività (di un ente, azienda, ufficio, persona)
  • Es.: elenchi telefonici, elenco degli iscritti a una facoltà universitaria e gli esiti dei loro esami, elenco dei libri di una biblioteca, elenco dei reparti e dei pazienti di una struttura ospedaliera.

Introduzione

biblioteca
Biblioteca

Introduzione

gestione delle informazioni
Gestione delle informazioni
  • Raccolta, acquisizione
  • Archiviazione, conservazione
  • Elaborazione, trasformazione,

produzione

  • Distribuzione, comunicazione,

scambio

Introduzione

gestione delle informazioni1
Gestione delle informazioni
  • Nelle attività umane, le informazioni vengono gestite (registrate e scambiate) in forme diverse:
    • idee informali
    • linguaggio naturale (scritto o parlato, formale o colloquiale, in una lingua o in un’altra)
    • disegni, grafici, schemi
    • numeri e codici
  • e su vari supporti
    • memoria umana, carta, dispositivi elettronici

Introduzione

gestione delle informazioni2
Gestione delle informazioni
  • Nelle attività standardizzate dei sistemi informativi complessi, sono state introdotte col tempo forme di organizzazione e codifica delle informazioni
  • Ad esempio, nei servizi anagrafici si è iniziato con registrazioni discorsive e poi
    •  nome e cognome
    •  estremi anagrafici
    •  codice fiscale

Introduzione

informazioni e dati
Informazioni e dati
  • Nei sistemi informatici (e non solo), le informazioni vengono rappresentate in modo essenziale, spartano: attraverso i dati
  • Dal Vocabolario della lingua italiana (1987)

informazione: notizia, dato o elemento che consente di avere conoscenza più o meno esatta di fatti, situazioni, modi di essere.

dato: ciò che è immediatamente presente alla conoscenza, prima di ogni elaborazione; (in informatica) elementi di informazione costituiti da simboli che debbono essere elaborati.

Introduzione

dati e informazioni
Dati e informazioni
  • I dati hanno bisogno di essere interpretati

Esempio

‘Mario’ ’234275’ su un foglio di carta sono due dati. Se il foglio di carta viene fornito in risposta alla domanda “A chi mi devo rivolgere per il problema X; qual è il suo numero di telefono?”, allora i dati possono essere interpretati per fornire informazioni

Introduzione

perch i dati
Perché i dati?
  • La rappresentazione precisa di forme più ricche di informazione e conoscenza è difficile
  • I dati costituiscono spesso una risorsa strategica, perché più stabili nel tempo di altre componenti (processi, tecnologie, ruoli umani):
    • ad esempio, i dati delle banche o delle anagrafi

Introduzione

base di dati1
Base di dati
  • Accezione generica, metodologica:insieme organizzato di dati utilizzati per il supporto allo svolgimento delle attività di un ente (azienda, ufficio, persona)
  • Accezione specifica,,metodologica e tecnologica:)insieme di dati gestito da un DBMS.

Introduzione

sistema di gestione di basi di dati database management system dbms
Sistema di gestione di basi di datiDataBase Management System (DBMS)
  • Sistema che gestisce collezioni di dati:
    • grandi
    • persistenti
    • condivise

garantendo

    • privatezza
    • affidabilità
    • efficienza
    • efficacia

Introduzione

slide16
DBMS
  • Prodotti software (complessi) disponibili sul mercato; esempi:
    • Access
    • DB2
    • Oracle
    • Informix
    • Sybase
    • SQLServer
    • MySQL

Introduzione

le basi di dati sono grandi
Le basi di dati sono ... grandi
  • dimensioni (molto) maggiori della memoria centrale (RAM) dei sistemi di calcolo utilizzati (fino a milioni di Gigabyte)
  • sono memorizzate in memoria secondaria (hard disk)
  • il limite deve essere solo quello fisico dei dispositivi

Introduzione

le basi di dati sono persistenti
Le basi di dati sono ... persistenti
  • hanno un tempo di vita indipendente dalle singole esecuzioni dei programmi che le utilizzano

Introduzione

le basi di dati sono condivise
Le basi di dati sono ... condivise
  • Ogni organizzazione (specie se grande) è divisa in settori o comunque svolge diverse attività
  • Ciascun settore/attività ha un (sotto)sistema informativo (non necessariamente disgiunto)

Introduzione

problemi
Problemi
  • Ridondanza:
    • informazioni ripetute
  • Rischio di incoerenza:
    • le versioni possono non coincidere in seguito ad aggiornamenti

Introduzione

archivi e basi di dati

Archivio 1:orario lezioni

Archivio 2:ricevimento

Archivi e basi di dati

Gestione orario lezioni

Gestione ricevimento

Introduzione

archivi e basi di dati1

Gestione orario lezioni

Base di dati

Gestione ricevimento

Archivi e basi di dati

Introduzione

le basi di dati sono condivise1
Le basi di dati sono condivise
  • Una base di dati e' una risorsa integrata, condivisa fra applicazioni
  • conseguenze
    • Attivita' diverse su dati condivisi:
      • meccanismi di autorizzazione
    • Accessi di più utenti ai dati condivisi:
      • controllo della concorrenza

Introduzione

i dbms garantiscono privatezza
I DBMS garantiscono ... privatezza
  • Si possono definire meccanismi di autorizzazione
    • l'utente A è autorizzato a leggere tutti i dati e a modificare quelli sul ricevimento
    • l'utente B è autorizzato a leggere i X e a modificare Y

Introduzione

i dbms garantiscono affidabilit
I DBMS garantiscono... affidabilità
  • Affidabilità (per le basi di dati):
    • resistenza a malfunzionamenti hardware e software
  • Una base di dati è una risorsa pregiata e quindi deve essere conservata a lungo termine
  • Tecnica fondamentale:
    • gestione delle transazioni

Introduzione

transazione
Transazione
  • Programmi che realizzano attività frequenti e predefinite, con poche eccezioni, previste a priori.
  • Esempi:
    • versamento presso uno presso sportello bancario
    • emissione di certificato anagrafico
    • dichiarazione presso l’ufficio di stato civile
    • prenotazione aerea
  • Insieme di operazioni da considerare indivisibile ("atomico"), corretto anche in presenza di concorrenza e con effetti definitivi

Introduzione

le transazioni sono atomiche
Le transazioni sono … atomiche
  • La sequenza di operazioni sulla base di dati viene eseguita per intero o per niente:
    • trasferimento di fondi da un conto A ad un conto B: o si fanno il prelevamento da A e il versamento su B o nessuno dei due

Introduzione

le transazioni sono concorrenti
Le transazioni sono … concorrenti
  • L'effetto di transazioni concorrenti deve essere coerente (ad esempio "equivalente" all'esecuzione separata)
    • se due assegni emessi sullo stesso conto corrente vengono incassati contemporaneamente si deve evitare di trascurarne uno

Introduzione

i risultati delle transazioni sono permanenti
I risultati delle transazioni sono permanenti
  • La conclusione positiva di una transazione corrisponde ad un impegno (in inglese commit) a mantenere traccia del risultato in modo definitivo, anche in presenza di guasti e di esecuzione concorrente

Introduzione

i dbms debbono essere efficienti
I DBMS debbono essere...efficienti
  • Cercano di utilizzando al meglio le risorse di spazio di memoria (principale e secondaria) e tempo (di esecuzione e di risposta)
  • I DBMS, con tante funzioni, rischiano l'inefficienza e per questo ci sono grandi investimenti e competizione
  • L’efficienza è anche il risultato della qualità delle applicazioni

Introduzione

i dbms debbono essere efficaci
I DBMS debbono essere...efficaci
  • Cercano di rendere produttive le attività dei loro utilizzatori, offrendo funzionalità articolate, potenti e flessibili

Introduzione

dbms vs file system
DBMS vs file system
  • La gestione di insiemi di dati grandi e persistenti è possibile anche attraverso sistemi più semplici — gli ordinari file system dei sistemi operativi
  • I file system prevedono forme rudimentali di condivisione: "tutto o niente"
  • I DBMS estendono le funzionalità dei file system, fornendo più servizi ed in maniera integrata

Introduzione

descrizione dei dati nei dbms
Descrizione dei dati nei DBMS
  • Descrizioni e rappresentazioni dei dati a livelli diversi
    • permettono l’indipendenza dei dati dalla rappresentazione fisica:

- i programmi fanno riferimento alla struttura a livello più alto,

- le rappresentazioni sottostanti possono essere modificate senza necessità di modifica dei programmi

Introduzione

modello dei dati
Modello dei dati
  • insieme di costrutti utilizzati per organizzare i dati di interesse e descriverne la dinamica
  • componente fondamentale: meccanismi di strutturazione (o costruttori di tipo)
  • come nei linguaggi di programmazione esistono meccanismi che permettono di definire nuovi tipi, così ogni modello dei dati prevede alcuni costruttori
  • Il modello relazionale prevede il costruttore relazione, che permette di organizzare i dati come insiemi di record omogenei a struttura fissa.

Introduzione

basi di dati schema e istanza

Orario

Chimica

Fisica II

Fisica I

Basi di dati

Analisi matem. I

Sistemi inform.

Insegnamento

Piero Rossi

Mario Bruni

Piero Rossi

Nicola Mori

Luigi Neri

Docente

Mario Bruni

N1

N1

Aula

N3

N1

N3

N2

9:45

8:00

9:45

11:45

9:45

8:00

Ora

Basi di dati: schema e istanza

Lo schema della base di dati

L'istanza della base di dati

Introduzione

schemi e istanze
Schemi e istanze
  • In ogni base di dati esistono:
    • loschema, sostanzialmente invariante nel tempo, che ne descrive la struttura (aspetto intensionale)
      • nell’esempio,le intestazioni delle tabelle
    • l’istanza, i valori attuali, che possono cambiare anche molto rapidamente (aspetto estensionale)
      • nell’esempio, il “corpo” di ciascuna tabella.

Introduzione

due tipi principali di modelli
Due tipi (principali) di modelli
  • modelli logici: utilizzati nei DBMS esistenti per l’organizzazione dei dati
    • utilizzati dai programmi
    • indipendenti dalle strutture fisiche

esempi:relazionale, reticolare, gerarchico, a oggetti.

  • modelli concettuali: permettono di rappresentare i dati in modo indipendente da ogni sistema e da ogni modello logico
    • cercano di descrivere i concetti del mondo reale
    • sono utilizzati nelle fasi preliminari di progettazione di basi di dati

il più noto è il modelloEntity-Relationship

Introduzione

livelli di astrazione
Livelli di astrazione

schema logico:  descrizione dell’intera base di dati nel modello logicoadottato dal DBMS (ad esempio, la struttura delle tabelle)

schema fisico:  rappresentazione dello schema logico per mezzo di strutture fisiche di memorizzazione (es. files)

schema esterno:descrizione di parte della base di dati in un modello logico (“viste” parziali, derivate, anche ev. in modelli diversi)

Introduzione

una vista

Corsi

Aule

Nome

Edificio

Piano

Docente

Aula

Corso

DS1

OMI

Terra

Rossi

Bruni

Bruni

Neri

N3

G

N3

DS3

Basi di dati

Controlli

Reti

Sistemi

N3

OMI

Terra

G

Pincherle

Primo

Aula

Edificio

Piano

CorsiSedi

Corso

N3

OMI

Terra

Sistemi

N3

OMI

Terra

Reti

G

Pincherle

Primo

Controlli

Una vista
indipendenza dei dati
Indipendenzadeidati
  • conseguenza della articolazione in livelli
  • è la principale proprietà dei DBMS
  • due forme:
    • indipendenza fisica
    • indipendenza logica

Introduzione

indipendenza fisica
Indipendenza fisica
  • il livello logico è indipendente da quello fisico
    • una relazione è utilizzata nello stesso modo qualunque sia la sua realizzazione fisica
    • la realizzazione fisica può cambiare senza che debbano essere modificati i programmi che utilizzano la base di dati

Introduzione

indipendenza logica
Indipendenza logica
  • il livello esterno è indipendente da quello logico
  • aggiunte o modifiche alle viste non richiedono modifiche al livello logico
  • modifiche allo schema logico che lascino inalterato lo schema esterno sono trasparenti

Introduzione

linguaggi per basi di dati
Linguaggi per basi di dati
  • Un altro contributo all’efficacia: disponibilità di vari linguaggi e interfacce diverse che permettono l'accesso ai dati con varie modalità:

linguaggi testuali interattivi (SQL)

 tramite comandi (come quelli del linguaggio interattivo) immersi in linguaggi di programmazione tradizionale (linguaggio ospite, es. Pascal, C, Cobol, etc.)

 tramite comandi (come quelli del linguaggio interattivo) immersi in un linguaggio ad hoc, con anche altre funzionalità (p.es. per grafici o stampe strutturate), anche con l’ausilio di strumenti di sviluppo (p. es. per la gestione di maschere)

con interfacceamichevoli che permettono di realizzare le operazioni sulla base dati senza usare un linguaggio testuale

Introduzione

sql un linguaggio interattivo

Aule

Nome

Edificio

Piano

DS1

OMI

Terra

N3

OMI

Terra

Corsi

G

Pincherle

Primo

Docente

Aula

Corso

Rossi

DS3

Basi di dati

Neri

N3

Sistemi

Bruni

N3

Reti

Bruni

G

Controlli

SQL, un linguaggio interattivo
  • "Trovare i corsi tenuti in aule a piano terra"

Introduzione

sql un linguaggio interattivo1

Aula

Piano

Corso

N3

Terra

Sistemi

N3

Terra

Reti

SQL, un linguaggio interattivo

SELECT Corso, Aula, Piano

FROM Aule, Corsi

WHERE Nome = Aula

AND Piano="Terra"

Introduzione

personaggi e interpreti
Personaggi e interpreti
  • Database administrator (DBA): Persona o gruppo di persone responsabile del controllo centralizzato e della gestione del sistema, delle prestazioni, dell’affidabilità, delle autorizzazioni
  • Le funzioni del DBA includono quelle di progettazione, anche se in progetti complessi ci possono essere distinzioni

Introduzione

personaggi e interpreti 2
Personaggi e interpreti (2)
  • progettisti della base di dati:
    • raccolgono dati in base alle esigenze del committente e degli utenti;
    • li organizzano in strutture adeguate per rappresentarli correttamente e memorizzarli.
  • progettistie realizzatori di DBMS: implementano la base di dati
  • progettisti e programmatori di applicazioni che operano su sulla base di dati

Introduzione

personaggi e interpreti 3
Personaggi e interpreti (3)
  • utenti
    • utenti finali (terminalisti): eseguono applicazioni predefinite e frequenti (transazioni)
    • utenti casuali: eseguono operazioni non previste a priori, usando linguaggi interattivi (interrogazioni, aggiornamenti)
    • utenti indipendenti.

Introduzione

vantaggi e svantaggi dei dbms
Vantaggi e svantaggi dei DBMS

Pro

  • permettono di trattare i dati come risorsa comune, base di dati come modello della realtà
  • gestione centralizzata dei dati con possibilità di standardizzazione
  • disponibilità di servizi integrati
  • la condivisione dei dati evita ridondanze e inconsistenze
  • indipendenza dei dati (favorisce lo sviluppo e la manutenzione) delle applicazioni)

Introduzione

slide54
Contro
  • i prodotti sono costosi e complessi, e diversi da molti altri strumenti informatici; la loro introduzione comporta investimenti:
    • Acquisto prodotto
    • Acquisto risorse hardware e software necessarie
  • non scorporabilità delle funzionalità (con riduzione di efficienza)

Introduzione

evoluzione delle basi di dati
Evoluzione delle basi di dati
  • Basi dati multimediali (per memorizzare immagini, video, suoni)
  • Sistemi di informazione geografica (GIS, geographic information sistems), per memorizzare e analizzare carte geografiche, dati metereologici e immagini da satellite
  • Data Warehouse, possono memorizzare dati storici integrati e consistenti relativi al personale delle aziende

Introduzione