Informatica

Introduzione alle basi di datiLezione 2Scienze e tecniche psicologiche dello sviluppo e dell'educazione, laurea magistraleAnno accademico: 2005-2006

1 - Introduzione

1a – Introduzione ai basi di dati1b – Insiemi

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Insiemi

Insieme: collezione di elementi L’ordine non è importante

Per esempio:{1,5,3} = {1,3,5}

Un insieme non contiene duplicati Per esempio:

{rosso,verde,rosso} è identificato con {rosso, verde}

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Insiemi

Esempi:

{z | z è un colore primario} = {rosso, blu, giallo}

{y | y è un numero pari tra 5 e 15} = {6, 8, 10, 12, 14}

Caso speciale: = {}, l’insieme vuoto

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Elemento di un’insieme

Per esempio, 1 è un elemento dell’insieme {1,5,3}Per esempio, rosso è un elemento dell’insieme {rosso, verde}

L’elemento z è un elemento di un’insieme A: z in A (oppure zA, z appartiene a A)

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Sottoinsieme

A è un sottoinsieme di B se ogni elemento z in A è anche un elemento di B A è un sottoinsieme di B è scritto A B

Per esempio, {1,3} è un sottoinsieme di {1,5,3}Per esempio, {rosso} è un sottoinsieme di {rosso, verde}

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Prodotto cartesiano

Prodotto cartesiano di due insiemi A e BAxB = {(z1,z2) | z1A e z2B}

dove (z1,z2) sono coppie ordinate di elementi

Per esempio: A = {1,2,4}, B= {a,b}AxB = {(1,a),(1,b),(2,a),(2,b),(4,a),(4,b)}

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Prodotto cartesiano

Prodotto cartesiano di n insiemi D1, D2, …, Dn

D1x…xDn = {(z1,…,zn) | z1D1,…, znDn}

dove (z1,…,zn) sono n-uple ordinate di elementi

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Relazione matematica

Relazione matematica su insiemi A e B (domini della relazione) = sottoinsieme di AxB

Per esempio: AxB = {(1,a),(1,b),(2,a),(2,b),(4,a),(4,b)}

Una relazione matematica su insieme A e B potrebbe essere:

R={(1,a),(1,b),(4,b)}

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Relazione matematica

Relazione matematica sugli insiemi D1,…,Dn (domini della relazione) = un sottoinsieme di D1x…xDn

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Unione

Unione di due insiemi A e BAB = {z | zA o zB}

Per esempio: {1,5,3} {4,5,9} = {1,5,4,9,3} {1,5,3} {rosso, verde} =

{1,5,rosso,verde,3}

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Intersezione

Intersezione di due insiemi A e BAB = {z | zA e zB}

Per esempio: {1,5,3} {1,3,8} = {1,3} {rosso, blu} {rosso, verde} = {rosso} {1,5,3} {1} = {1} {1,5,3} {1,5,3} = {1,5,3} {rosso, blu} {verde, giallo} =

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Differenza insiemistica

Differenza insiemistica tra due insiemi A e B

A-B = {z | zA e non zB}

Per esempio: {1,5,3} – {1,3} = {5} {rosso,blu,giallo} – {blu} =

{rosso,giallo}

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Esercizi

1. {10,20,30} {5,10,15,20,25,30,35}?

2. {1,2,35} {1,2,30}?

3. {10,20,30} {z | z è tra 1 e 50}?

4. Che cos’è {1,2,3}x{a,b}?

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Esercizi

5. Che cos’è {0,1}x{a,b}x{rosso,blu}?

6. Che cos’è {0,1} {a,b}?

7. Che cos’è {a,b,c} {a,b}?

8. Che cos’è {a,b,c} {a,b}?

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Esercizi

9. Che cos’è {1,2,3} {a,b}?

10.Che cos’è {1,2,3} – {3}?

11.Che cos’è {1,2,3} – {1,2,3}?

12.Che cos’è {1,2,3} – {a,b}?

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Esercitazioni

13.(2,3) {1,2,3} x {a,b}?

14.(1,b) {1,2,3} x {a,b}?

15.(1,b,blu) {1,2,3} x {a,b} x {rosso,blu}?

16.{(1,b,a), (3,a,a)} {1,2,3} x {a,b} x {a,b}?

2 - Metodologie e modelli per il progetto

Modello Entità-Relazione

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Introduzione alla progettazione

Il problema: progettare una base di base di dati a partire da requisiti sulla realtà di interesseProgettare: definire la struttura, caratteristiche e contenuto

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Il ciclo di vita dei sistemi informativi

La progettazione costituisce solo una delle componenti del processo di sviluppo Va inquadrato in un contesto più

ampio: il ciclo di vita dei sistemi informativi

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Il ciclo di vita dei sistemi informativi

Studio di fattibilità

Raccolta e analisi dei requisiti

Progettazione

Implementazione

Validazione e collaudo

Funzionamento

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Il ciclo di vita dei sistemi informativi

Studio di fattibilità: definire i costi delle varie alternative possibiliRaccolta e analisi dei requisiti: individuazione delle proprietà e delle funzionalità che il sistema dovrà avereProgettazione: dei dati (la struttura e l’organizzazione che i dati dovranno avere) e delle applicazioni (le caratteristiche dei programmi applicativi)

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Il ciclo di vita dei sistemi informativi

Implementazione: realizzazione del sistema informativoValidazione e collaudo: serve a verificare il corretto funzionamento e la qualità del sistema informativoFunzionamento: il sistema informativo diventa operativo

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Il ciclo di vita dei sistemi informativi

Il processo non è quasi mai strettamente sequenziale ciclo

Focalizzeremo attenzione sulla terza fase del ciclo di vita: progettazione (dei dati)

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Metodologie di progettazione

Nell’ambito delle basi di dati: separare in maniera netta le decisioni relative a “cosa” rappresentare in una base di dati da quelle relative a “come” farlo Cosa: prima fase (progettazione

concettuale) Come: seconda e terza fase

(progettazione logica e fisica)

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Metodologie di progettazione

Progettazione concettuale Fa riferimento a un modello

concettuale dei dati I modelli concettuali ci consentono di

descrivere l’organizzazione dei dati a un alto livello di astrazione

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Metodologie di progettazione

Progettazione logica Traduzione dello schema concettuale nel

modello di rappresentazione dei dati Fa riferimento a un modello logico dei dati Modello logico: indipendente dagli dettagli

fisici, ma concreta

Progettazione fisica Fa riferimento a un modello fisico dei dati Modello fisico: dipende dallo specifico

sistema di gestione di basi di dati scelto

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GuyguyguyguyguHvvvuvuvuvFvvvuvuvuvuVvyuvuyvuvuVyuvuyvuyvuVyuvuyvuo

Progettazioneconcettuale

Progettazionelogica

Progettazionefisica

ModelloEntità-Relazionale

Relazioni/tabelle

Livello fisica(memorizzazione)

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Modello Entità-Relazione

Il modello Entità-Relazione è un modello concettuale dei datiFornisce una serie di strutture (costrutti) atte a descrivere la realtà di interesse, ovvero per la descrizione dell’organizzazione dei dati a un alto livello di astrazione

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Modello Entità-Relazione

Entità: rappresentano classi di oggetti che hanno proprietà comuni ed esistenza “autonoma” ai fini dell’applicazione di interesse Per esempio: Città, Dipartimento,

Impiegato, Acquisto e Vendita (nel contesto di un’applicazione aziendale)

Una occorrenza di una entità è un oggetto della classe che l’entità rappresenta

Per esempio: Torino è un esempio di occorrenze dell’entità Città

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Modello Entità-Relazione

Entità: Una occorrenza di entità non è un valore

che identifica un oggetto (p.e. nome, codice fiscale, …) ma l’oggetto stesso

Questa è una differenza rispetto al modello relazionale (nel quale non possiamo rappresentare un oggetto senza conoscere alcune sue proprietà)

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Modello Entità-Relazione

Entità: Ogni entità ha un nome che la

identifica univocamente

Impiegato Dipartimento

Città

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Modello Entità-Relazione

Relazione (o associazioni): Rappresentano legami logici tra due o più

entità Per esempio:

Residenza: tra le entità Città e Impiegato Esame: tra le entità Studente e Corso

Un occorrenza di relazione è una n-upla costituita da occorrenza di entità

Per esempio: Residenza: (Bologna, Rossi); oppure (Firenze, Verdi)

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Modello Entità-Relazione

Relazione (o associazioni): Ogni relazione ha un nome che la

identifica univocamente Graficamente: un rombo, e linee che

connettono la relazione con ciascuna delle sue componenti

Studente CorsoEsame

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Modello Entità-Relazione

Esempi di occorrenze della relazione Esame (Mario Rossi, Psicologia), (Franco Verdi, Psicologia),

…

Studente CorsoEsame

s1

s2 s3

s4

c3

c1

c2

e1

e2

e3

e4

e5Studente Corso

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Modello Entità-Relazione

Esempi di occorrenze della relazione Esame (Mario Rossi, Psicologia), (Franco Verdi, Psicologia),

…

Studente CorsoEsame

Mario Rossi

Studente Corso

Psicologia(Mario Rossi, Psicologia)

Franco Verdi

(Franco Verdi, Psicologia)

Biologia(Franco Verdi, Biologia)

Giulia Nero (Giulia Nero, Biologia)

Francesca Bianco

Economia(Francesca Bianco, Economia)

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Modello Entità-Relazione

Relazione (o associazioni): Possono esistere relazioni diverse che

coinvolgono le stesse entità

Impiegato CittàResidenza

Sede di lavoro

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Modello Entità-Relazione

Relazione (o associazioni): È possibile avere relazione tra una

entità e se stessa

Impiegato

Collega

Sovrano

Successione

Predecessore Successore

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Modello Entità-Relazione

Relazione (o associazioni): È possibile avere relazione che

coinvolgono più di due entità

Dipartimento

Fornitura ProdottoFornitore