Nota alla seconda edizione. Platea. XII Prefazione

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1 Prefazione Un data warehouse è un contenitore di dati storici integrati e consistenti, dotato di strumenti che consentono alla direzione aziendale di estrarre facilmente informazioni attendibili di supporto al processo decisionale. Con il termine data warehousing si intende l intero processo che estrae dal sistema informativo aziendale i dati di interesse, li trasforma, li integra e li ripulisce da errori e inconsistenze, li inserisce nel data warehouse per poi utilizzarli al fine di rispondere alle complesse interrogazioni di analisi e previsione formulate dagli utenti finali. I sistemi di data warehousing sono ormai una realtà consolidata in molte organizzazioni di dimensioni medio-grandi, e il ruolo strategico che essi rivestono nel garantire un facile accesso a informazioni chiave altrimenti difficilmente reperibili è ampiamente riconosciuto. Come spesso succede il mondo accademico ha inizialmente ignorato il fenomeno, attribuendogli una valenza principalmente tecnologica, finché non ne ha compreso l elevata complessità e l implicita sfida. Il tema data warehousing ha così fatto il suo ingresso di diritto nelle conferenze internazionali di più alto livello scientifico nell ambito delle basi di dati, e numerosi sono stati i convegni e workshop dedicati esclusivamente alle sue specificità. Dopo più di un decennio speso nell insegnamento della progettazione delle basi di dati, gli autori si sono affacciati alla ricerca nel settore del data warehousing con l intento di comprendere se le tecniche di progettazione sviluppate e sperimentate con riferimento ai sistemi relazionali dovessero essere gettate alle ortiche, o se invece qualche loro aspetto potesse rivelarsi utile anche nella progettazione di un data warehouse. È così immediatamente emerso che, mentre pagine e pagine erano già state scritte da eminenti ricercatori sui temi legati all ottimizzazione delle prestazioni, che certamente rivestono un ruolo basilare in un data warehouse, gli aspetti fondamentali relativi alla modellazione concettuale dei requisiti utente erano stati completamente trascurati. Convinti fautori dell importanza della fase di analisi nella realizzazione di un sistema software di qualunque natura, e in particolar modo della necessità di un accurata modellazione concettuale per lo sviluppo di una base di dati, gli autori si sono immediatamente dedicati all elaborazione di un modello concettuale che fosse da un lato in grado di cogliere al meglio le specifiche caratteristiche proprie delle applicazioni di data warehousing, dall altro mantenesse una semplicità di formalismo e d uso tale da renderlo effettivamente appetibile ai progettisti.

2 XII Prefazione Questo testo intende rispondere a due diverse esigenze. La più immediata è quella di individuare un ampio repertorio di tecniche di progettazione, integrandole in un quadro metodologico organico e completo che funga da riferimento costante per il progettista. La seconda, non meno pressante, è quella di colmare una lacuna dovuta al fatto che, mentre in diversi atenei italiani stanno nascendo corsi di cui un ampia parte è dedicata al data warehousing, al momento i testi specializzati sull argomento sono tutti in lingua inglese e poco adatti alla fruizione da parte degli studenti. Nasce così un testo che raccoglie i principali risultati di ricerca conseguiti negli ultimi anni sul tema della progettazione di data warehouse e contemporaneamente riassume ciò che gli autori hanno appreso dall incontro (e dallo scontro) con le più disparate realtà aziendali durante la sperimentazione delle tecniche di progettazione. La formazione accademica e l esperienza professionale degli autori sono messe a frutto per garantire un efficace compromesso tra approccio pragmatico e approccio formale oltre che per assicurare la conoscenza sia delle applicazioni in ambito aziendale sia dei risultati di punta della ricerca. Al fine di massimizzare l impatto didattico, il libro è corredato da un vasto insieme di esempi e da un caso di studio reale. Inoltre, al libro è associato un CD- ROM contenente WAND, uno strumento CASE (Computer Aided Software Engineering) sviluppato dagli stessi autori che implementa la metodologia proposta e ne favorisce la sperimentazione e l apprendimento. Nonostante l impegno profuso nel tentativo di rendere il testo chiaro ed esaustivo, inevitabile sarà la presenza di inesattezze e dimenticanze: gli autori se ne scusano fin d ora. All indirizzo è attivo un sito che conterrà l errata corrige, a cui i lettori potranno cortesemente contribuire, ed eventuali aggiornamenti allo strumento WAND. Nota alla seconda edizione L incoraggiante riscontro ottenuto dalla prima edizione del testo ha motivato gli autori, a tre anni di distanza, a una revisione completa del materiale, volta ad arricchirlo e completarlo. D altro canto, la crescente diffusione della metodologia proposta in contesti aziendali italiani e il conseguente scambio di idee con i progettisti hanno delineato nuove, più specifiche sfide progettuali. Questa seconda edizione racchiude ulteriori approfondimenti di particolare interesse per il progettista: essi riguardano da un lato soluzioni avanzate per specifici problemi progettuali, quali la gestione di gerarchie incomplete e ricorsive, dall altro la presentazione di scenari progettuali di massima differenti da quello, guidato dai dati, adottato nella prima edizione. Inoltre, a fronte delle recenti evoluzioni del settore business intelligence, è stato inserito un nuovo capitolo dedicato a riassumerne le applicazioni ritenute più promettenti e interessanti per l immediato futuro. Platea Il volume si rivolge ai progettisti di database, alle aziende e agli enti che intendono accostarsi fattivamente al mondo dei sistemi di supporto alle decisioni e agli studenti dei corsi avanzati di sistemi informativi e basi di dati. Per trarre il massimo profitto dai concetti esposti, è auspicabile che il lettore possegga una sufficiente conoscenza del modello rela-

3 Prefazione XIII zionale e del modello Entity/Relationship, oltre ai concetti di base legati ai sistemi informativi e alla loro progettazione. Organizzazione del testo Il testo si apre con un capitolo introduttivo che introduce le definizioni di base nel settore, discute le differenti architetture funzionali adottabili ed esamina alcuni aspetti critici per la comprensione dell intero processo: l alimentazione del data warehouse dalle sorgenti dati, il modello multidimensionale su cui il data warehouse si fonda e le principali modalità di fruizione del suo contenuto informativo da parte degli utenti. Vengono brevemente introdotti i due principali approcci all implementazione: quello fondato sul modello relazionale e quello che impiega tecniche multidimensionali proprietarie. Data la ben più ampia diffusione del primo approccio rispetto al secondo, il resto della trattazione si concentra prevalentemente su di esso. Il Capitolo 2 riguarda il ciclo di vita dei sistemi di data warehousing e propone il quadro metodologico di progettazione che fungerà da riferimento per l intero testo. Vengono individuate sette fasi, a ciascuna delle quali viene dedicato uno dei capitoli successivi. In particolare, viene riproposta in ambito data warehouse la suddivisione della progettazione nelle tre fasi, concettuale, logica e fisica, che guidano da anni con successo lo sviluppo dei sistemi informativi tradizionali. Vista l eterogeneità dei contesti aziendali che si possono incontrare nella pratica, e con l obiettivo di aumentare la duttilità della metodologia proposta, vengono poi delineati tre differenti scenari di progettazione: uno guidato dai dati, uno guidato dai requisiti, uno misto. Il Capitolo 3 descrive la fase di analisi e riconciliazione delle fonti dati che alimenteranno il data warehouse, di primaria importanza per assicurare un elevato livello di qualità delle informazioni ottenute. Viene descritta in modo particolarmente approfondito la fase di integrazione tra differenti sorgenti dati eterogenee. Il Capitolo 4 è incentrato sulla fase di analisi dei requisiti, la cui accurata esecuzione è basilare per garantire che gli utenti finali siano pienamente soddisfatti del sistema in via di realizzazione. Vengono proposti due differenti approcci: il primo, più informale, basato su semplici glossari; il secondo, di tipo formale, da utilizzarsi nel contesto di progettazione guidata dai requisiti oppure mista. Il Capitolo 5 propone il modello concettuale DFM, intorno a cui ruota la metodologia proposta. I diversi costrutti vengono introdotti gradualmente, per consentire al lettore di muoversi agevolmente dai rudimenti di modellazione verso le più fini sfumature di rappresentazione necessarie nei casi reali. Il Capitolo 6 è dedicato alla fase di progettazione concettuale, e mostra come uno schema concettuale per il data warehouse può essere ricavato a partire dalla documentazione raccolta sulle sorgenti dati e dai requisiti formulati dagli utenti. Il Capitolo 7 descrive la fase che porta all espressione del carico di lavoro sullo schema concettuale, che verrà impiegato durante le successive fasi di progettazione logicofisica per guidare il progettista verso l ottimizzazione delle prestazioni. Inoltre, il capitolo affronta i principali aspetti legati alla determinazione del volume dati. Il Capitolo 8 presenta i più diffusi approcci alla modellazione logica di data warehouse in ambito relazionale. Particolare accento viene posto sulla descrizione del noto schema a stella e sull utilizzo di viste ridondanti per migliorarne le prestazioni.

4 XIV Prefazione Il Capitolo 9 tratta la progettazione logica da schemi concettuali ed elenca le tecniche di ottimizzazione di cui il progettista dispone a livello logico, prima tra tutte la materializzazione di viste. Per ogni costrutto del DFM vengono illustrate le possibili soluzioni di implementazione su schemi relazionali. Il Capitolo 10 illustra la fase di progettazione dell alimentazione: l estrazione dei dati dalle sorgenti, la loro trasformazione e ripulitura, le tecniche per l alimentazione del data warehouse. Il Capitolo 11 elenca e analizza le principali categorie di indici utilizzabili nei sistemi di data warehousing e i principali algoritmi di join. Il Capitolo 12 affronta il tema della progettazione fisica: si discute innanzitutto il problema della scelta ottimale degli indici, ma si trattano anche altri aspetti di dimensionamento e allocazione propri del livello fisico. Il Capitolo 13 mostra come sia possibile redigere un utile ed esauriente documentazione di progetto che funga da riferimento e guida per le manutenzioni future del sistema. Il Capitolo 14 propone un caso di studio derivato dall esperienza reale e lo risolve ricalcando i passi metodologici essenziali descritti nei precedenti capitoli. L intero caso di studio è memorizzato sul CD-ROM abbinato al testo ed è utilizzabile come banco di prova per lo strumento WAND. Infine, il Capitolo 15 introduce il lettore al più ampio mondo della business intelligence, che pur affondando le sue radici in sistemi di data warehousing, li estende con soluzioni e architetture sofisticate al fine di meglio rispondere alle nuove esigenze degli attori aziendali. Percorsi di lettura Per facilitare la fruizione del libro a una platea più ampia possibile si propongono tre specifici percorsi corrispondenti ad altrettante categorie di lettori. Ai neofiti del settore il libro offre una panoramica completa degli aspetti salienti legati alle attività di progettazione, trattati nei seguenti paragrafi: Capitolo 1: tutto Capitolo 2: Paragrafi 2.1, 2.3 Capitolo 3: Introduzione Capitolo 4: Introduzione Capitolo 5: Paragrafi 5.1, 5.2.1, 5.2.4, 5.2.6, Capitolo 6: Introduzione Capitolo 7: Paragrafi 7.1.1, Capitolo 8: Paragrafi 8.1, 8.2, 8.3 Capitolo 9: Introduzione Capitolo 10: Introduzione Capitolo 12: Paragrafi 12.2 Capitolo 13: tutto Capitolo 15: tutto

5 Prefazione XV I progettisti di sistemi per il supporto alle decisioni possono utilizzare il testo come manuale metodologico per la progettazione di data warehouse e come riferimento per la ricerca di soluzioni dettagliate a problemi specifici: Capitolo 1: tutto Capitolo 2: tutto Capitolo 3: tutto Capitolo 4: tutto Capitolo 5: Paragrafi 5.1, 5.2 Capitolo 6: Paragrafi 6.1, 6.2, 6.4, 6.5 Capitolo 7: Paragrafi 7.1.1, 7.1.3, 7.1.5, 7.1.6, 7.2 Capitolo 8: tutto Capitolo 9: Paragrafi 9.1, 9.2.1, 9.3 Capitolo 10: tutto Capitolo 11: Paragrafi 11.1, , 11.4, 11.6 Capitolo 12: tutto Capitolo 13: tutto Capitolo 14: tutto Infine, agli studenti dei corsi di sistemi informativi avanzati il libro offre un organica copertura sia per gli aspetti teorici sia per quelli applicativi, rispondendo alle esigenze di esercitazione tipiche dei corsi universitari: Capitolo 1: tutto Capitolo 2: Paragrafo 2.3, 2.4 Capitolo 3: tutto Capitolo 5: tutto Capitolo 6: tutto Capitolo 7: tutto Capitolo 8: tutto Capitolo 9: tutto Capitolo 11: tutto Capitolo 12: Paragrafi 12.1, 12.2 Capitolo 14: tutto Capitolo 15: tutto Ringraziamenti È con grande piacere che ringraziamo tutti coloro che hanno contribuito, direttamente o indirettamente, alla gestazione di questo libro. Innanzitutto Antonio Albano, che ha coraggiosamente acconsentito a leggere versioni preliminari di alcuni capitoli permettendoci così di migliorarne l impostazione e la chiarezza. Un affettuoso ringraziamento va a Dario Maio, che nel 1997 ha intrapreso con noi l avventura del data warehousing. Grazie a Paolo Ciaccia che ha discusso con noi gli aspetti legati alla modellazione concettuale, a Federica Mandreoli che ci ha aiutato ad approfondire il tema dell integrazione di sorgenti eterogenee e a Boris Vrdoljak che con noi ha sviluppato l algoritmo per la progettazione concet-

6 XVI Prefazione tuale da sorgenti XML. Grazie a Paolo Giorgini e Maddalena Garzetti per aver collaborato al paragrafo sulla metodologia Tropos, e a Iuris Cella per aver condiviso con noi il punto di vista aziendale sulla business intelligence. Per il caso di studio siamo debitori nei confronti di Gruppo Sistema s.r.l. e in particolare di Daniele Frisoni e Erika Prati. Grazie ad Andrea Delvò di Microstrategy Italia per averci autorizzato a catturare alcune immagini da un vero strumento di analisi multidimensionale. Grazie a Raffaele Cappelli e Ettore Saltarelli che hanno collaborato allo sviluppo dello strumento CASE incluso nel CD-ROM. È d obbligo menzionare i numerosi laureandi che negli ultimi anni hanno svolto la loro tesi di laurea sul data warehousing in collaborazione con aziende, introducendoci alle specifiche tematiche di progetto riscontrabili nei più disparati domini applicativi. Altrettanto importante è stato il contributo delle aziende con cui in questi anni abbiamo collaborato, che hanno portato alla nostra attenzione problemi reali di cui, altrimenti, un ricercatore universitario difficilmente potrebbe essere cosciente. Infine, grazie a familiari e amici che hanno pazientemente tollerato la nostra quasi totale assenza durante gli ultimi due mesi di stesura del testo. Gli autori Profilo degli autori Stefano Rizzi è professore straordinario presso il Corso di Laurea in Scienze dell Informazione dell Università di Bologna, dove insegna sistemi informativi avanzati e ingegneria del software. Ha pubblicato più di 70 articoli riguardanti i sistemi informativi, gli agenti robotici mobili e il pattern recognition su riviste internazionali e atti di convegni; è coautore di un testo sulla progettazione e realizzazione di basi di dati relazionali e di un testo sull ingegneria dei sistemi informativi. Ha partecipato a numerosi progetti di ricerca, molti dei quali sul tema del data warehousing, e a convenzioni tra università e aziende. Dal 2002 è supervisore scientifico del progetto Data Warehouse di Ateneo intrapreso dall Università di Bologna in collaborazione con CINECA di Bologna. Matteo Golfarelli è professore associato, ed è docente di sistemi informativi presso i Corsi di Laurea in Scienze dell Informazione e in Economia di Internet dell Università di Bologna. Prima di dedicarsi a tempo pieno al settore del data warehousing ha svolto attività di ricerca nei settori della robotica e del pattern recognition, completando la propria formazione presso la Brown University di Providence (USA). È coautore di oltre 40 articoli su riviste internazionali e atti di convegni e di un testo sull ingegneria dei sistemi informativi. Ha partecipato a numerosi progetti di ricerca e convenzioni sul tema del data warehousing. Entrambi svolgono attività di ricerca sui temi del data warehousing dal Hanno tenuto corsi e seminari sul data warehousing presso diverse aziende ed enti. Inoltre hanno organizzato, nel 1998 e nel 2002, due Giornate di studio sulla progettazione di data warehouse presso l università di Bologna, rivolte ad analisti e progettisti aziendali. Hanno tenuto un tutorial sul data warehousing nell ambito della 17th International Conference on Database Engineering a Heidelberg. Nel 2004 sono stati invitati al Perspective Seminar Data Warehousing at the Crossroads (Dagstuhl, Germania), con l obiettivo di contribuire all individuazione delle nuove linee di ricerca nel settore del data warehousing per il successivo triennio.

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