Basi di dati. Linguaggi di interrogazione

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1 Basi di dati Linguaggi di interrogazione

2 Algebra relazionale Definita da Codd (70) Molto utile per imparare a formulare query Insieme minimo di 5 operazioni che danno l'intero potere espressivo del linguaggio 3

3 Una visione d insieme FONDAMENTALI UNARIE BINARIE selezione proiezione unione differenza σ OPERAZIONI prodotto cartesiano intersezione X DERIVATE BINARIE join semi-join 4

4 Espressioni algebriche Concatenazione di più operazioni algebriche Esprimono interrogazioni in modo formale Consentono di estrarre informazioni dai dati 5

5 6 Esempio : gestione degli esami universitari studente MATR NOME Alex Antonio CITTA Torino Roma C-DIP Log esame MATR 702 COD- CORSO DATA VOTO corso COD- CORSO 1 2 TITOLO matematica informatica DOCENTE Barozzi Meo

6 Selezione σ Nome= Alex' STUDENTE È una tabella con schema : lo stesso schema di STUDENTE (grado =) istanza : le tuple di STUDENTE che soddisfano il predicato di selezione (cardinalità <=) Matr 415 Nome Alex Città Torino CDip 7

7 Sintassi del predicato di selezione espressione booleana di predicati semplici operazioni booleane : AND (P1 AND P2) OR (P1 OR P2) NOT (P1) predicati semplici : TRUE, FALSE termine termine comparatore comparatore : =,!=, <, <=, >, >= termine : costante, attributo espressione aritmetica di costanti e attributi 8

8 Esempio di selezione σ STUDENTE (Città='Torino') ((Città='Roma') (CDip= Log')) MATR NOME CITTA C-DIP 415 Alex Torino 702 Antonio Roma Log 9

9 Π Nome,CDip STUDENTE Proiezione è una tabella con schema : gli attributi Nome e Cdip (grado <=) istanza : la restrizione delle tuple sugli attributi Nome e CDip (cardinalità <=) Nome Alex Antonio CDip Log 10

10 Π STUDENTE.* STUDENTE Proiezione Prende tutte le colonne della tabella STUDENTE Vedremo poi che è utile avere quest operazione 11

11 Selezione e proiezione Matr Nome Città CDip 415 Alex Torino 702 Antonio Roma Log Estrarre il nome degli studenti iscritti al diploma in informatica? Π Nome σ CDip='' STUDENTE NOME Alex 13

12 Selezione e proiezione Matr Nome Città CDip 415 Alex Torino 702 Antonio Roma Log Nome degli studenti di Logistica non di Milano Π Nome σ CDip='Log' Città!= 'Milano STUDENTE NOME Antonio 14

13 Assegnamento serve per dare un nome al risultato di una espressione algebrica non fa parte delle operazioni algebriche INFORMATICI = σ CDIP='' STUDENTI TORINESI = σ Città='Torino' STUDENTI 15

14 Ridenominazione permette di modificare i nomi degli attributi anche la ridenominazione non fa parte delle operazioni algebriche ρ Genitore <- Padre PATERNITA ρ Genitore <- Madre MATERNITA 16

15 Unione TABELLA1 TABELLA2 si può fare se TABELLA1 e TABELLA2 sono compatibili con domini ordinatamente dello stesso tipo 17

16 Unione INFORMATICI TORINESI è una tabella con schema : lo schema di INFORMATICI istanza : la unione delle tuple di INFORMATICI e TORINESI Matr 415 Nome Alex Città Torino CDip 18

17 Differenza TABELLA1 - TABELLA2 si può fare se TABELLA1 e TABELLA2 sono compatibili 21

18 Differenza INFORMATICI - TORINESI è una tabella con schema : lo schema di INFORMATICI istanza : la differenza delle tuple di INFORMATICI e TORINESI Matr Nome Città CDip attenzione: non è commutativa 22

19 Intersezione TABELLA1 TABELLA2 Come gli altri operatori insiemistici, si può fare se TABELLA1 e TABELLA2 sono compatibili Derivabile tramite la seguente formula: R S = R - (R - S) 19

20 Intersezione INFORMATICI TORINESI è una tabella con schema : lo schema di INFORMATICI istanza : l intersezione delle tuple di INFORMATICI e TORINESI Matr Nome Città CDip 415 Alex Torino 20

21 Prodotto cartesiano R S è una tabella (priva di nome) con schema : gli attributi di R e S (grado(rxs)= grado(r)+grado(s)) istanza : tutte le possibili coppie di tuple di R e S (card(rxs)=card(r)*card(s)) 23

22 Esempio R1(A,B) R2(C,D) R1xR2 (A,B,C,D) A a b B 1 3 C c b a D A a a a b b b B C c b a c b a D

23 Join STUDENTE STUDENTE.Matr=ESAME.Matr ESAME è equivalente alla seguente espressione (operatore derivato): σ STUDENTE.Matr=ESAME.Matr STUDENTE ESAME attributi omonimi sono resi non ambigui usando la notazione puntata : ESAME.Matr, STUDENTE.Matr 25

24 Join STUDENTE STUDENTE.Matr=ESAME.Matr ESAME produce una tabella con schema: la concatenazione degli schemi di STUDENTE e ESAME istanza: le tuple ottenute concatenando quelle tuple di STUDENTE e di ESAME che soddisfano il predicato STUDENTE. Matr Nome Città CDip ESAME. Matr Cod- Corso 1 Data Voto Antonio Roma Log

25 Sintassi del predicato di join espressione congiuntiva di predicati semplici: ATTR1 comp ATTR2 ove ATTR1 appartiene a TAB1 ATTR2 appartiene a TAB2 comp: =,!=, <, <=, >, >= EQUI-JOIN : soli confronti di uguaglianza 27

26 Equi-join e Join naturale JOIN NATURALE: equi-join di tutti gli attributi omonimi (si omette il predicato, si elimina la colonna ripetuta) STUDENTE ESAME Matr Nome Città CDip Cod- Corso 1 Data Voto Antonio Roma Log

27 Join naturale di tre tabelle STUDENTE ESAME CORSO Matr 702 Nome Antonio Città Roma CDip Log Cod- Corso Data Voto Titolo matem infor infor Docente barozzi meo meo 29

28 Semi-join STUDENTE < STUDENTE.Matr=ESAME.Matr ESAME è equivalente alla seguente espressione (operatore derivato): Π STUDENTE.* (STUDENTE STUDENTE.Matr=ESAME.Matr ESAME ) Produce come risultato un sottoinsieme di STUDENTE Matr Nome Città CDip 702 Antonio Roma Log 30

29 Semi-join naturale STUDENTE < ESAME È equivalente alla seguente espressione: Π STUDENTE.* ( STUDENTE ESAME ) È equivalente alla query precedente Matr Nome Città CDip 702 Antonio Roma Log 31

30 32 Esempio : gestione degli esami universitari STUDENTE Matr Nome Alex Antonio Città Torino Roma CDip Log ESAME Matr 702 Cod- Corso Data Voto CORSO Cod- Corso 1 2 Titolo matematica informatica Docente Barozzi Meo

31 Selezione, proiezione e join quali studenti hanno preso 30 in matematica? Matr Nome Città CDip Cod- Corso 1 Data Voto 30 Titolo matem Docente barozzi infor meo 702 Antonio Roma Log infor meo 33

32 Selezione, proiezione e join quali studenti hanno preso 30 in matematica? Π Nome σ Voto=30 Titolo='matematica' (STUDENTE ESAME CORSO) Nome 34

33 Selezione, proiezione e join quali professori hanno esaminato Antonio? Π Docente σ Nome = 'Antonio' (STUDENTE ESAME CORSO) Docente Meo 35