6. basi di dati - Università degli Studi Mediterranea ... · suoi attributi e il tipo di valore...

Informatica - G. Caminiti

Basi di Dati


Basi di dati e sistemi informativi• Una base di dati è un insieme organizzato di dati utilizzati

per il supporto allo svolgimento delle attività di un ente…

– Azienda, ufficio, persona…

• Un sistema informativo è una combinazione di risorse umane, materiali e di procedure per:

– la gestione…

– la raccolta…

– l’archiviazione…

– l’elaborazione…

– lo scambio…

…delle informazioni necessarie per le attività di un ente.


Sistema informativo, commenti

• Ogni organizzazione ha un sistema informativo, eventualmente non esplicitato nella struttura

• Quasi sempre, il sistema informativo è di supporto ad altri sottosistemi, e va quindistudiato nel contesto in cui è inserito

• Il sistema informativo è di solito suddiviso in sottosistemi (in modo gerarchico o decentrato), più o meno fortemente integrati


Sistema organizzativo

• Insieme di risorse e regole per lo svolgimento

coordinato delle attività (processi) al fine del

perseguimento degli scopi


Risorse

• le risorse di una azienda (o ente, amministrazione):

– persone

– denaro

– materiali

– informazioni


Sistema organizzativo e

sistema informativo

• Il sistema informativo è parte del sistemaorganizzativo

• Il sistema informativo esegue/gestisceprocessi informativi (cioè i processi checoinvolgono informazioni)


Sistemi informativi e

automazione• Il concetto di “sistema informativo” è

indipendente da qualsiasiautomatizzazione:

– esistono organizzazioni la cui ragion d’essere

è la gestione di informazioni (p. es. servizi

anagrafici e banche) e che operano da secoli


Sistema Informatico

• porzione automatizzata del sistemainformativo:

la parte del sistema informativo che gestisce

informazioni con tecnologia informatica


Sistema InformaticoSistema azienda

Sistema organizzativo

Sistema informativo

Sistema

informatico


Gestione delle informazioni

• Raccolta, acquisizione

• Archiviazione, conservazione

• Elaborazione, trasformazione, produzione

• Distribuzione, comunicazione, scambio



• Nelle attività umane, le informazioni vengonogestite in forme diverse: – idee informali

– linguaggio naturale (scritto o parlato, formale o colloquiale, in varie lingue)

– disegni, grafici, schemi

– numeri e codici

• e su vari supporti– mente umana, carta, dispositivi elettronici



• Nelle attività standardizzate dei sistemiinformativi complessi, sono state introdotte col tempo forme di organizzazione e codifica delle informazioni

• Ad esempio, nei servizi anagrafici si è iniziatocon registrazioni discorsive e poi– nome e cognome

– estremi anagrafici

– codice fiscale


Informazioni e dati

• Nei sistemi informatici (e non solo), le informazioni vengono rappresentate in modo essenziale, spartano: attraverso i dati


Informazioni e dati

informazione: notizia, dato o elemento checonsente di avere conoscenza più o menoesatta di fatti, situazioni, modi di essere.

dato: ciò che è immediatamente presentealla conoscenza, prima di ognielaborazione; (in informatica) elementi di informazione costituiti da simboli chedebbono essere elaborati


Informazione = contenuto +

struttura• Informazione non strutturata

– Molto contenuto, poca struttura

– Un romanzo e il suo indice (magari solo capitoli

numerati)

• Informazione strutturata

– Molta struttura, contenuto rigidamente codificato (es.

schedario di una biblioteca, elenco telefonico)

– I sistemi informativi delle organizzazioni, le basi di

dati in generale


Dati e informazioni

• Un esempio:

Mario 275

su un foglio di carta sono due dati e non significano molto

• 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 informazione e arricchire la conoscenza


Perché i dati?

• La rappresentazione precisa di forme piùricche di informazione e conoscenza èdifficile

• I dati costituiscono spesso una risorsastrategica, perché più stabili nel tempo di altre componenti (processi, tecnologie, ruoli umani):– ad esempio, i dati delle banche o delle

anagrafi


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


Sistema di gestione di basi di dati

DataBase Management System

(DBMS)• Sistemi software in grado di gestire

collezioni di dati che sono

– Molto grandi

– Condivise da più utenti e più applicazioni

– Persistenti: il ciclo di vita dei dati non è

limitato alle singole esecuzioni dei dati che li

usano


Tabelle come modo per

organizzare i dati


Problema: le tabelle non hanno

vincoli


Tabelle: un tipo speciale di liste

• Un database (DB) registra dati

• Un database relazionale utilizza tabelle e

descrive le relazioni fra i differenti tipi di dati

• In un database le tabelle sono come le liste in

uno spreadsheet, ma con l’aggiunta di vincoli

– i vincoli limitano il tipo di dati che possono essere inseriti nel DB, ma rendono possibile eseguire

operazioni molto più complesse e potenti


Entità

• Qualsiasi cosa possa essere identificata da un numero prefissato di caratteristiche (attributi)– Gli attributi hanno un nome e un valore

– I valori rappresentano i dati memorizzati nella

tabella

• Per create una tabella si specifica il nome dell’entità (ovvero della tabella), i suoi attributi e il tipo di valore che si può inserire in ogni attributo


Proprietà delle entità

• Istanze di tabelle:

– Una tabella è inizialmente vuota. Ha un nome

e intestazioni di colonna (i nomi degli attributi)

ma le righe sono vuote

– Ogni riga rappresenta un’entità

– Un’istanza di database è una tabella con un

insieme specifico di righe


Proprietà delle entità (cont.)

• Strutture, contenuti e metadati

– separiamo la struttura dell’informazione

dall’informazione stessa

– i metadati di una tabella includono almeno il suo

nome, i nomi degli attributi, il tipo di valori che ogni attributo può assumere e la chiave primaria

– alcune proprietà non sono metadati:

l’ordine delle righe ad esempio non è importante


Proprietà delle entità (cont.)

• Unicità delle entità

– una tabella di database non può avere righe

duplicate

– dev’esserci almeno una caratteristica

distintiva per ogni entità

– alcune caratteristiche possono essere uguali,

ma non tutte


Proprietà delle entità (cont.)• Chiavi

– qualsiasi insieme di attributi per cui le entità sono

tutte diverse si chiama chiave candidata

– ne scegliamo una e la chiamiamo chiave primaria

– una chiave dev’essere in grado di distinguere tutte le possibili entità, non solo quelle presenti nel

particolare stato corrente della tabella

– se nessuna combinazione di attributi si qualifica chiave candidata, occorre assegnare a ogni entità

un codice numerico distinto (ID)

• pensiamo ad esempio ai numeri di matricola assegnati agli studenti dall’università


Creare lo schema

• come si dovrebbe costruire uno schema per le tabelle dell’esempio iniziale (arcipelaghi)?

Arcipelaghi

Nome Character,20

Oceano Character,20

Num_Isole Integer

Chiave primaria: Nome


Operazioni sulle tabelle

• L’uso principale dei database è la ricerca di informazioni

– gli utenti specificano cosa vogliono sapere e il

database lo trova

• le operazioni fondamentali applicabili alle tabelle sono cinque: selezione, proiezione, unione, differenza e prodotto


Operazioni sulle tabelle (cont.)

• l’operazione di selezione

– prende alcune righe di una tabella per crearne

un’altra

• si deve specificare la tabella da cui prelevare le righe e il test di selezione

• sintassi: Select Test From Tabella

• il Test è applicato a ogni riga per decidere se includerla o no nella tabella risultato

• il Test usa nomi degli attributi, costanti numeriche e operatori relazionali

• se il Test è verificato, la riga è aggiunta nella tabella risultato; altrimenti è ignorata


Select Interesse=‘Spiagge’ From Nazioni


Studenti di Giurisprudenza

Cognome Nome Matricola CdL Punteggio

Rossi Mario 123456 G 90

Verdi Carlo 182839 G 100

Neri Giorgio 162384 SE 70

Bianchi Giuseppe 138927 SE 80


Es. Selezione

Cognome Nome Matricola CdL Punteggio

Rossi Mario 123456 G 90

Verdi Carlo 182839 G 100

Select CdL=‘G’ From Studenti


Operazioni sulle tabelle (cont.)

• L’operazione di proiezione

– prende alcune colonne di una tabella esistente e ne crea un’altra

– si deve specificare il nome della tabella esistente e le colonne (il nome dei campi) da includere nella nuova tabella

– sintassi:

• Project Lista_di_campi From Tabella

– la nuova tabella avrà il numero di colonne specificato e lo stesso numero di righe di quella originale, a meno che la nuova tabellaelimini un campo chiave: in questo caso, eventuali righe duplicate nella nuova tabella saranno eliminate


Project Nome, Dom, Interesse from Nazioni


Project Interesse from Nazioni

Spiagge

Interesse


Es. Proiezione

Project Cognome, Nome FROM Studenti

Cognome Nome

Rossi Mario

Verdi Carlo

Neri Giorgio

Bianchi Giuseppe


Operazioni sulle tabelle (cont.)• L’operazione di unione

– combina due tabelle (che hanno gli stessi attributi)

– sintassi:

• Tabella1 + Tabella2

• L’operazione di differenza– rimuove da una tabella tutte le righe contenute in una

seconda tabella

– sintassi:

• Tabella1 - Tabella2

• L’operazione di prodotto– crea una super-tabella che ha tutti i campi di entrambe le

tabelle originali

– combina tutte le righe

– sintassi:

• Tabella1 x Tabella2


Es. Unione e Differenza

Scienze_Economiche = (Select CdL=‘SE’ From Studenti)

Giurisprudenza = (Select CdL=‘G’ From Studenti)

Facoltà = Scienze_Economiche + Giurisprudenza

Giurisprudenza = Studenti – Scienze_Economiche


Prodotto

(Docenti)

Cognome Nome Materia CdL

Saitta Roberto Dir. Amministrativo G

Liguori Pasquale Dir. Civile G

Quattrone Antonio Informatica SE

Rossi Sandro Dir. Navigazione SE

Morabito Nicola Storia Dir. Romano G


Es. Prodotto

(Studenti x Docenti)Cognome Nome Matricola CdL Punti Cognome1 Nome1 Materia CdL2

Rossi Mario 123456 G 90 Saitta Roberto Dir. Amm. G

Rossi Mario 123456 G 90 Liguori Pasquale Dir. Civile G

Rossi Mario 123456 G 90 Quattrone Antonio Informatica SE

Rossi Mario 123456 G 90 Rossi Sandro Dir. Nav. SE

Rossi Mario 123456 G 90 Morabito Nicola St.Dir.Rom. G

Verdi Carlo 182839 G 100 Saitta Roberto Dir. Amm. G

Verdi Carlo 182839 G 100 Liguori Pasquale Dir. Civile G

Verdi Carlo 182839 G 100 Quattrone Antonio Informatica SE

Verdi Carlo 182839 G 100 Rossi Sandro Dir. Nav. SE

Verdi Carlo 182839 G 100 Morabito Nicola St.Dir.Rom. G

………


L’operazione di join

• Combina due tabelle, come il prodotto, ma non produce necessariamente tutte le combinazioni di righe

– se le tabelle hanno un campo che contiene lo stesso tipo di dato, la nuova tabella concatena solo le righe in cui c’è una corrispondenza su quel campo

– sintassi:


L’operazione di join (cont.)

• Corrispondenza è un confronto che considera un particolare attributo di ogni tabella

• Il sistema verifica se i campi corrispondenti nelle due tabelle contengono lo stesso dato; in tal caso viene creata una riga nella tabella risultato


Es. Join

Studenti ►◄ Docenti On CdL

Cognome Nome Matricola CdL Punti Cognome1 Nome1 Materia

Rossi Mario 123456 G 90 Saitta Roberto Dir. Amministrativo

Rossi Mario 123456 G 90 Liguori Pasquale Dir. Civile

Rossi Mario 123456 G 90 Morabito Nicola Storia Dir. Romano

Verdi Carlo 182839 G 100 Saitta Roberto Dir. Amministrativo

Verdi Carlo 182839 G 100 Liguori Pasquale Dir. Civile

Verdi Carlo 182839 G 100 Morabito Nicola Storia Dir. Romano

Neri Giorgio 162384 SE 70 Quattrone Antonio Informatica

Neri Giorgio 162384 SE 70 Rossi Sandro Dir. Navigazione

Bianchi Giuseppe 138927 SE 80 Quattrone Antonio Informatica

Bianchi Giuseppe 138927 SE 80 Rossi Sandro Dir. Navigazione


Lo schema di un database

• I metadati di una tabella sono chiamati schema del database

– struttura e progetto

• Immaginiamo un DB universitario con due tabelle, Studente e Residenza:


Collegare tabelle mediante

relazioni

• Le due tabelle sono distinte, ma non

indipendenti

• Il Num_Matricola le collega

– si dice che tra le due entità c’è una relazione

• corrispondenza tra le righe

• le relazioni fanno parte dei metadati

• la relazione è bidirezionale (possiamo trovare l’indirizzo per ogni studente ma anche lo studente per ogni indirizzo)


Ricostruire le tabelle con il join

• Le relazioni tra due tabelle permettono di costruirne una terza (Lista_Master) che contiene le informazioni combinate di entrambe le tabelle

– utilizziamo l’operazione di join naturale

Lista_Master = Studente >< Residenza On

Num_Matricola


Linguaggi di interrogazione: SQL• SQL (Structured Query Language):

– è un linguaggio standard di uso larghissimo

– fornisce una struttura specifica di query per

tecniche come “join più sfoltimento”

– ogni venditore usa un proprio dialetto SQL,

ma le interrogazioni semplici sono più o meno

uguali:

• SELECT lista di campi

• FROM tabella/e

• WHERE vincoli sulle righe


La clausola ON di SQL

• Dopo il SELECT c’è una lista di campi

• Il FROM specifica le tabelle da riunire nel Join, la clausola ON il campo da usare come riferimento per far corrispondere le righe


La clausola WHERE di SQL

• La clausola WHERE permette di specificare condizioni sulle righe: il Preside ad esempio vuole vedere solo gli studenti con una media uguale o superiore al 28


Diagrammi entità-relazione

• La creazione di nuove tabelle coinvolge relazioni

• Le relazioni entrano a far parte dello schema di un database per indicare le connessioni tra le

informazioni; i join le realizzano in pratica

• Se c’è una relazione, probabilmente saràapplicata nella costruzione del database logico

• Gli amministratori di un database ne documentano la struttura riportando su un

diagramma le relazioni


Diagrammi entità-relazione (cont.)


Diagrammi entità-relazione (cont.)

• Relazioni uno-a-uno

– ogni riga della prima entità è associata al più a una

riga della seconda entità

• Relazioni uno-a-molti

– molte righe della prima entità possono essere

associate a una singola riga della seconda entità

• Nei diagrammi ER questi tipi di relazione

possono essere rappresentati in modi diversi

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