HOEPLI. InformatIca per l azienda EdizionE BLU amministrazione, finanza e marketing. Sistemi informativi, web e database

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1 paolo camagni riccardo nikolassy InformatIca per l azienda EdizionE BLU amministrazione, finanza e marketing Sistemi informativi, web e database HOEPLI

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3 PAOLO CAMAGNI RICCARDO NIKOLASSY Informatica per l azienda EDIZIONE BLU Amministrazione, Finanza e Marketing Sistemi informativi, web e database EDITORE ULRICO HOEPLI MILANO

4 UN TESTO PIÙ RICCO E SEMPRE AGGIORNATO Nel sito sono disponibili: materiali didattici integrativi; eventuali aggiornamenti dei contenuti del testo. Copyright Ulrico Hoepli Editore S.p.A Via Hoepli 5, Milano (Italy) tel fax hoepli@hoepli.it Tutti i diritti sono riservati a norma di legge e a norma delle convenzioni internazionali

5 Indice Indice MODULO 1 Progettazione di database 1 Introduzione ai database Necessità dei database Funzioni di un DBMS Verifichiamo le conoscenze Modellazione dei dati Modellazione dei dati Modelli logici per le basi di dati Conclusioni Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Il modello E-R Il modello E-R Entità e attributi Istanze e attributi Relazioni (o associazioni) Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Chiavi e attributi Introduzione Chiavi primarie Chiavi composte Chiavi artificiali Migrazione di chiave primaria Chiavi esterne Aggiungere attributi al modello Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Il progetto di un database Oggetti di un database Nominare gli oggetti Individuare le entità Definire gli attributi La documentazione del progetto: matrici tra entità e attributi Individuare le relazioni Regole di lettura Affinare lo schema di base Esempi di applicazione Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze I Database relazionali Struttura dei dati e terminologia Proprietà delle tabelle relazionali Relazioni e chiavi Conclusioni: schema logico, fisico e tracciato record Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Le regole di integrità L integrità dei dati Regole di inserzione, cancellazione e modifica Verifichiamo le conoscenze La normalizzazione delle tabelle Normalizzazione Prima forma normale Seconda forma normale Terza forma normale Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze MODULO 2 Database management system (DBMS) locali e di rete 1 La gestione dei database mediante DBMS Database e DBMS I livelli di astrazione La sicurezza Architettura e organizzazione Database di rete Tipi di data warehouse Il DBMS Microsoft Access Gli oggetti di Access I vincoli e la normalizzazione La relazione uno a molti Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Estrarre le informazioni con Microsoft Access La ricerca dei dati nella tabella Le interrogazioni sui database: le query Le query su più tabelle in relazione Le query di aggiornamento Le query di raggruppamento III

6 Indice Il riepilogo dei dati con i report Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Un DBMS di rete: MySQL Architettura di MySQL L ambiente HeidiSQL L installazione di MySQL e HeidiSQL L installazione e l avvio di HeidiSQL La creazione del database e delle tabelle con HeidiSQL La creazione di un vincolo relazionale Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze MODULO 3 Reti di computer e programmazione statica nel Web 1 Reti di computer e reti di comunicazione Le reti di computer Le topologie di rete Il modello ISO/OSI e Internet I dispositivi di rete Gli indirizzi IP I protocolli e il routing La rete Internet L architettura del Web I servizi di Internet I domini, il DNS e la registrazione di siti Proxy Verifichiamo le conoscenze Il linguaggio HTML L HTML La creazione di una pagina La sintassi HTML L intestazione di un documento Il corpo del documento (tag <body>) I paragrafi e la formattazione del testo La definizione del carattere Le immagini Gli elenchi e le tabelle I collegamenti ipertestuali (link) Le mappe sensibili Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Approfondimenti sull HTML Gli oggetti multimediali Inserire applet Java I frame Frame annidati Moduli e server web Il modulo di immissione form Gli elementi che compongono i moduli (campi) Come disabilitare i controlli Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze I fogli di stile (CSS) Stili, elementi e proprietà I fogli di stile Priorità e stili ripetuti Le proprietà Come definire le aree Le classi La proprietà z-index Le pseudoclassi Il cursore del mouse La progettazione del layout di un sito con i CSS Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Il linguaggio XML XML Utilizzo dell XML La sintassi XML Elementi dell XML Presentare i dati XML con CSS Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze MODULO 4 Progettazione di pagine web 1 Progettare pagine web: Dreamweaver Ambiente di lavoro Impostazione del sito Definizione di una cartella remota Caratteristiche della pagina Elementi di base Livelli (layer) Immagini interattive Comportamenti Frame Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Modelli e animazioni nelle pagine web Moduli Inserimento dei campi Stili IV

7 Indice Creazione di una nuova pagina Dreamweaver e XML Dreamweaver e le animazioni Verifichiamo le conoscenze Verifichiamo le competenze Usabilità e accessibilità dei siti web La fase di progettazione Principi di usabilità Prima regola: guardare gli altri Il test di usabilità L accessibilità Verifichiamo le conoscenze MODULO 5 Azienda e informazione digitale 1 Conosciamo l azienda e le funzioni aziendali Introduzione L azienda Le funzioni aziendali Il sistema azienda: tre classificazioni Le aziende di produzione: il sistema produttivo Conclusioni Verifichiamo le conoscenze Sistemi informativi e informatici Introduzione Il sistema informativo Incertezza e decisioni Il sistema informatico Il ciclo di vita di un sistema informativo Esempi di sistemi informativi Verifichiamo le conoscenze E-commerce: il mercato del terzo millennio E-commerce: il commercio elettronico Cenni storici Le tappe nell evoluzione dell e-commerce Come funziona l e-commerce Segmenti di e-commerce La tassazione Vantaggi e svantaggi dell acquisto su un sito e-commerce Vantaggi e svantaggi della vendita su un sito e-commerce E-commerce oggi: balzo del 19% nel Sistemi di pagamento on line Sicurezza delle transazioni on line Verifichiamo le conoscenze Social network: una nuova opportunità Introduzione Social Network Analysis (SNA) Cenni storici Social network e marketing informatico Dal Web 1.0 al Web 3.0: social forum e Web semantico Verifichiamo le conoscenze V

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9 Presentazione Presentazione Il testo è destinato all insegnamento dell Informatica, previsto dal nuovo ordinamento per l articolazione Amministrazione, Finanza e Marketing degli Istituti Tecnici settore Economico, dove la materia è svolta nel terzo e quarto anno di studio. Abbiamo ritenuto irrinunciabile fare tesoro della nostra esperienza maturata nel corso di numerosi anni di insegnamento che ci ha reso consapevoli della difficoltà di adeguare le metodologie didattiche alle dinamiche dell apprendimento giovanile e ai continui cambiamenti tecnologici che implicano sempre nuove metodologie di comunicazione, per proporre un testo con una struttura innovativa, riducendo l aspetto teorico e proponendo un approccio didattico di apprendimento operativo, privilegiando il saper fare. 1MODULO PROGETTAZIONE DI DATABASE UD 1 Introduzione ai database UD 2 Modellizzazione dei dati UD 3 Il modello E-R UD 4 Chiavi e attributi OBIETTIVI Comprendere le necessità dei database Conoscere i vantaggi di un DBMS Utilizzare modelli per descrivere processi aziendali Individuare le entità e le relazioni tra le entità all interno di una situazione complessa Acquisire la conoscenza degli aspetti funzionali e organizzativi di una base di dati Conoscere il concetto di dipendenza funzionale Comprendere le motivazioni alla base della normalizzazione UD 5 Il progetto di un database UD 6 I database relazionali UD 7 Le regole di integrità UD 8 La normalizzazione delle tabelle ATTIVITÀ Utilizzare lo schema concettuale dei dati E-R Utilizzare il modello logico dei dati Rispettare le regole di integrità Applicare le gerarchie di generalizzazione Utilizzare le potenzialità di una base di dati relazionale Utilizzare gli operatori relazionali Applicare le regole di normalizzazione Il volume è strutturato in cinque moduli suddivisi in unità didattiche che ricalcano le indicazioni dei programmi ministeriali per il terzo e quarto anno di studio: lo scopo di ciascun modulo è quello di presentare un intero argomento, mentre quello delle unità didattiche è quello di esporne un singolo aspetto. Ciascuna unità didattica è stata progettata per essere svolta in una o al massimo due lezioni. Nella pagina iniziale di ogni modulo è presente un indice delle unità didattiche trattate Modulo 2 Database management system (DBMS) locali e di rete UNITÀ DIDATTICA 1 LA GESTIONE DEI DATABASE MEDIANTE DBMS IN QUESTA UNITÀ IMPAREREMO... a conoscere il significato di database a riconoscere il ruolo dei DBMS a individuare i tipi di DBMS e le architetture di riferimento Info Nella cartella M2 DB sono presenti i file degli esercizi con la dicitura APRI e i file di tutti gli esempi proposti nel Modulo 2. Database e DBMS Un database è un insieme di dati gestito e organizzato da un software specifico chiamato DBMS (DataBase Management System, Sistema di gestione di database). Un DBMS è sostanzialmente uno strato software che si frappone tra l utente e i dati veri e propri. Indice degli obiettivi che si intendono raggiungere e delle attività che si sarà in grado di svolgere Database Database Management System Applicazione utente Applicazione utente Applicazione utente Applicazione utente ai dati (rappresentazione fisica) bensì alla loro rappresentazione logica; ciò permette un elevato grado di indipendenza tra le applicazioni e la memorizzazione fisica dei dati. L amministratore del database può decidere di memorizzare i dati in modo diverso oppure di cambiare il DBMS senza che le applicazioni e gli utenti ne risentano. La cosa importante Grazie a questo strato intermedio, l utente e le applicazioni non accedono direttamente è che non venga modificata la rappresentazione logica dei dati. Questa rappresentazione logica viene chiamata schema del database e consiste nei dati veri e propri. Progettare pagine web: Dreamweaver Unità Le osservazioni aiutano lo studente a comprendere e ad approfondire Le procedure operative vengono presentate in maniera semplice ed essenziale attraverso procedimenti passo-passo In questo caso, si nota che è stata inserita un immagine di sfondo, uno sfondo di colore nero con un testo bianco. Tra le operazioni preliminari vi è l inserimento dei tag dell intestazione, facilitato dall uso del menu Inserisci, Tag Head: È importante notare che è possibile visualizzare la pagine in tre modalità diverse: Mostra vista Codice: visualizza il codice HTML di origine del documento; Mostra vista Struttura: visualizza il layout del documento, in una modalità analoga a quella di un normale editor di testo, in cui l aspetto del documento è molto simile a quello finale visibile nel browser; Mostra viste Codice e Struttura: visualizza su due finestre, sia il codice sia il layout. Elementi di base Tabelle Se non si fa uso degli stili CSS, le tabelle possono essere utili nella creazione del layout di pagina. L uso di una tabella, infatti, permette di collocare in modo opportuno le immagini e il testo di cui è formata una pagina web. Può risultare infatti difficoltoso allineare nella pagina web un immagine a un testo avvalendosi solamente delle proprietà di allineamento delle immagini. Per inserire e modificare una tabella usando l ambiente chiamato Vista struttura si procede nel modo illustrato di seguito. Le tabelle sono elementi delle pagine che permettono di visualizzare informazioni disposte in modo ordinato secondo righe e colonne. Mostra viste Codice e Struttura Mostra vista Codice Mostra vista Struttura ❶ Posiziona il cursore nel punto in cui vuoi inserire la tabella (in questo esempio, sotto il titolo). ❷ Attiva il menu Inserisci, Tabella: ottieni la figura a lato nella quale puoi scegliere la dimensione. La finestra di dialogo Inserisci tabella contiene diverse caselle di scelta: Righe: definisce il numero di righe complessive della tabella; Colonne: definisce il numero complessivo di colonne della tabella; Larghezza: definisce la larghezza della tabella rispetto alla pagina, esprimibile in pixel oppure in percentuale; Bordo: definisce lo spessore del bordo in pixel; 285 Tutti gli esempi presenti nel testo sono contenuti nel CD-ROM allegato al volume All'inizio di ogni unità didattica sono indicati in modo sintetico i contenuti VII

10 Presentazione Modulo 5 Azienda e informazione digitale trasmette i dati del cliente al gestore della carta che, dopo aver effettuato i necessari controlli, procede al trasferimento di denaro, praticamente in tempo reale. Bonifico bancario Il bonifico è un operazione bancaria che consente il trasferimento di fondi da una persona fisica o giuridica (ordinante) a un altra (beneficiario). Contrassegno BONIFICO BANCARIO L International Bank Account Number è uno standard internazionale utilizzato per identificare un utenza bancaria. Fu originariamente ideato dal Comitato europeo per gli standard bancari (European Committee for Banking Standards, ECBS) e successivamente adottato dall ISO come standard ISO nel Il bonifico può essere fatto dallo sportello bancario, direttamente in contanti o in addebito sul proprio conto corrente, oppure on line: generalmente la banca, per questa operazione, trattiene una commissione a carico del cliente. Il cliente effettua il bonifico conoscendo l IBAN del venditore, cioè il codice bancario europeo. Con l Internet banking è anche possibile fare immediatamente il bonifico al momento dell ordine e trasmettere al fornitore la ricevuta del pagamento direttamente on line. È il sistema che comporta per il cliente il minor rischio, dato che il pagamento viene effettuato al ricevimento della merce da parte del cliente: il venditore grava il prezzo della merce, oltre che delle spese di spedizione, anche delle spese di incasso, ma può evadere l ordine subito alla sua ricezione, senza dovere attendere il pagamento. PayPal È un sistema di pagamento sicuro, alternativo al bonifico bancario o alla carta di credito. È molto facile da utilizzare e non comporta alcuna spesa da parte del cliente in quanto le commissioni sono a carico del venditore. PayPal è stato realizzato dal gruppo ebay e richiede semplicemente il possesso di un indirizzo di posta elettronica: si apre un conto su PayPal come fosse un normale conto corrente bancario, su questo si invia e si riceve denaro e quindi si procede tramite esso a effettuare i pagamenti degli acquisti eseguiti on line. PayPal è conveniente per le aziende di ogni dimensione in quanto garantisce velocità e sicurezza con un modesto costo di utilizzo (nessun canone, solo una piccola percentuale sull importo della transazione (oggi parte da 1,9% + 0,35 di quota fissa). Carte prepagate Sono simili alle normali carte di credito ma vengono ricaricate come le carte telefoniche di un somma di denaro, di solito modesta, e come normali carte di credito hanno un codice PIN e una password per poter effettuare i pagamenti fino all esaurimento del credito. Le finalità e i contenuti dei diversi argomenti affrontati sono presentati all inizio di ogni modulo; in conclusione di ogni unità didattica sono presenti esercizi di valutazione delle conoscenze e delle competenze raggiunte, suddivisi in domande a risposta multipla, vero o falso, a completamento, ed infine esercizi di progettazione da svolgere autonomamente. Le parole chiave vengono poste in evidenza e spiegate allo studente Modulo 2 Database management system (DBMS) locali e di rete È importante sottolineare che il report può essere ulteriormente personalizzato facendo clic su Struttura dopo averlo salvato. Prova adesso! APRI IL FILE Vendite Creare un report Raggruppare i campi 1 Crea un report che mostri le vendite effettuate per ciascuna regione calcolando il riepilogo dell importo medio e massimo. 2 Crea un report che mostri le vendite effettuate per ciascun reparto calcolando il riepilogo dell importo minimo. 3 Crea un report che mostri le vendite effettuate per regione, in ordine di negozio, per le sole regioni che iniziano per L. REPORT Zoom su... Analogamente a quanto visto per le tabelle e le query, un report può essere aperto in Struttura per modificarlo. Il prospetto appare suddiviso in cinque sezioni: 1 una sezione Intestazione Report che viene visualizzata o stampata una sola volta all'inizio del documento; 2 una sezione Intestazione Pagina che viene visualizzata o stampata per ogni pagina del Report; 3 una sezione Corpo che viene visualizzata ripetuta per ogni Record proveniente dalla tabella o query; 4 una sezione Piè di pagina pagina che viene visualizzata o stampata nel fondo di ogni pagina; 5 una sezione Piè di pagina report che viene visualizzata o stampata soltanto una volta ed alla fine del documento. 360 Il significato di moltissimi termini informatici viene illustrato e approfondito Lo studente può mettere in pratica in itinere quanto sta apprendendo nel corso della lezione 146 In questa sezione viene approfondito un argomento di particolare importanza Al libro viene allegato un CD-ROM che contiene i file sorgenti con il codice di tutti gli esempi proposti nel testo nonché il materiale necessario per eseguire le procedure guidate degli esercizi svolti e da svolgere in itinere nelle diverse unità didattiche con le rispettive soluzioni. Alla pagina web sono disponibili le risorse online, tra cui unità didattiche integrative, numerosi esercizi aggiuntivi per il recupero e il rinforzo, nonché schede di valutazione di fine modulo. Introduzione ai database Unità 1 Modulo 2 Database management system (DBMS) locali e di rete Verifichiamo le conoscenze g Esercizi a scelta multipla 1 In un sistema informatico quali tra questi sono componenti software? _ archivi _ strumentazione _ applicazioni _ supporti fisici 2 Che cosa significa l acronimo EDP? _ Electronic Data Program _ Electronic Disk Processing _ Electronic Data Processing _ Electronic Disk Program 3 Quali delle seguenti affermazioni sui database sono vere? _ un database è una specie di memoria digitale intelligente _ un database permette di migliorare la compressione dei dati _ nei database la definizione dei dati e i dati sono salvati all interno dello stesso database _ in un database è possibile integrare i programmi con i dati 4 Per quali dei seguenti scopi può essere utilizzato un database? _ per la scrittura di un documento lungo e strutturato come un libro _ per gestire i proprio contatti _ per la gestione di una biblioteca _ per migliorare le prestazioni del computer 5 Qual è il più importante vantaggio dei DB? _ l applicazione e i suoi dati sono indipendenti _ i dati occupano meno spazio su disco _ i DBMS gestiscono più velocemente i dati _ facilitano la duplicazione dei file 6 Che cosa significa DBMS? _ Database Management Software _ Database Mirroring System _ Database Multiuser System _ Database Management System g Test vero/falso V F l uno dagli altri. V F suoi dati sono indipendenti dell incongruenza dei dati. V F In un database l applicazione e di inconsistenza causati della ridondanza. V F 1 I database risolvono problemi di incongruenza dei dati a causa ridondanza. V F 2 I database risolvono problemi di inconsistenza a causa della tradizionali. V F 3 4 I database risolvono problemi 5 I database hanno minor indipendenza logica rispetto agli archivi 6 I DBMS sono componenti hardware. 7 Oracle è un database open source. V F 11 Per la verifica delle conoscenze e delle competenze è presente un'ampia sezione di esercizi Verifichiamo le competenze Esprimi la tua creatività g Simulazione informatica Esercizio 1 1 Crea una tabella di Access di nome Anagrafica con i seguenti cinque campi: Nome Cognome Età Reddito N_telefono Sposato (di tipo Sì/No) 2 Assegna ai campi il tipo e il formato che ritieni più corretto. 3 Assegna ai campi Cognome e Nome la chiave primaria. 4 Inserisci all interno della tabella i seguenti record: Cognome Età Mario Cedri 35 Gino Reddito Levrini Marta Sposato Sandra Bartossi N_telefono Giovanni Tanini Sì No Antonio Benelli Sì 56 Marina Dibrossi Sì Sarrucchi No No Sì 5 Applica alla tabella il filtro automatico per ottenere l elenco di tutte le persone sposate. Esercizio 2 1 Crea un database di nome amici e memorizzalo nella cartella Documenti. 2 Crea una tabella, scegliendo opportunamente il tipo, la dimensione e il formato dei campi elencati di seguito. Cognome Nome Data di nascita Anni N. di telefono Comune di residenza Sesso maschile 3 Imposta una chiave primaria per i campi Cognome e Nome. 4 Chiudi la tabella e salvala. 5 Apri la tabella amici e aggiungi un nuovo campo chiamato CodiceFiscale prima di Data di nascita. 6 Aggiungi un nuovo campo di nome CAP dopo Comune di residenza. 132 VIII

11 PROGETTAZIONE DI DATABASE 1MODULO UD 1 Introduzione ai database UD 2 Modellazione dei dati UD 3 Il modello E-R UD 4 Chiavi e attributi UD 5 Il progetto di un database UD 6 I database relazionali UD 7 Le regole di integrità UD 8 La normalizzazione delle tabelle OBIETTIVI Comprendere le necessità dei database Conoscere i vantaggi di un DBMS Utilizzare modelli per descrivere processi aziendali Individuare le entità e le relazioni tra le entità all interno di una situazione complessa Acquisire la conoscenza degli aspetti funzionali e organizzativi di una base di dati Conoscere il concetto di dipendenza funzionale Comprendere le motivazioni alla base della normalizzazione ATTIVITÀ Utilizzare lo schema concettuale dei dati E-R Utilizzare il modello logico dei dati Rispettare le regole di integrità Applicare le gerarchie di generalizzazione Utilizzare le potenzialità di una base di dati relazionale Utilizzare gli operatori relazionali Applicare le regole di normalizzazione

12 Modulo 1 Progettazione di database UNITÀ DIDATTICA 1 INTRODUZIONE AI DATABASE IN QUESTA UNITÀ IMPAREREMO... i limiti degli archivi classici in che cosa consiste un DBMS le caratteristiche e le prestazioni di un DBMS In ogni applicazione informatica, dalla più complessa alla più semplice, vengono trattate informazioni ed è necessario che queste informazioni vengano memorizzate in archivi per essere in seguito disponibili per successive elaborazioni. La gestione degli archivi mediante un linguaggio di programmazione è un operazione complessa, laboriosa e pesante da un punto di vista computazionale e inoltre le tecniche di organizzazione degli archivi non sempre corrispondono adeguatamente alle strutture dei dati che devono essere rappresentati. Ogni organizzazione dei dati prescelta generalmente risulta di difficile modificabilità e adattabilità: in un azienda, per esempio, sono sempre molteplici le esigenze e le necessità di memorizzare ed elaborare le informazioni che solitamente sono tra loro totalmente disomogenee. Per affrontare in modo semplice, organico e flessibile tutte le situazioni che quotidianamente si incontrano nelle aziende, è necessario utilizzare strumenti più potenti per gestire i nostri dati: i database. Attraverso i database è possibile memorizzare e gestire in modo flessibile ed efficiente le informazioni che sono il vero patrimonio di ogni organizzazione. Ogni individuo dell organizzazione deve poter facilmente: ricercare e recuperare le informazioni in base a determinati criteri di ricerca; aggiungerne di nuove; 2

13 Introduzione ai database Unità 1 modificarle, apportando nel tempo variazioni; cancellare quelle che non sono più necessarie. Per avere un idea di che cosa s intende per informazione che deve essere elaborata basta pensare ai dati che devono essere gestiti dall ufficio anagrafe di un Comune, oppure alla contabilità di una grande azienda, alla gestione delle vendite o alla gestione dei conti correnti di una banca, alle prenotazioni di un albergo o di un agenzia turistica o di un aeroporto. Il progetto di database si fonda sulla teoria delle basi di dati che studia come organizzare al meglio grandi quantità di informazioni per poterle gestire in modo: semplice, in quanto le informazioni devono essere facilmente utilizzate da applicazioni e utenti differenti; efficiente, perché l utilizzo delle risorse deve essere ottimizzato rispetto al tempo e allo spazio: efficiente utilizzo del processore; efficiente utilizzo della memoria; efficace, nel senso che le informazioni devono essere rappresentative della realtà che si vuole analizzare; sicuro, in quanto le operazioni sui dati sono permesse solo a utenti autorizzati; solido: deve resistere a disfunzioni ed errori, come guasti al computer o alla rete oppure all errore di un operatore che chiede un dato inesistente; condiviso: deve permettere a più utenti di accedere contemporaneamente ai dati. Da quanto detto possiamo dare una prima definizione di base di dati. BASE DI DATI Una base di dati o database può essere considerata come una raccolta di dati progettati in modo tale da poter essere utilizzati in maniera ottimizzata da differenti applicazioni e da utenti diversi. In questo modulo si vuole presentare la teoria comune a tutti i database e descrivere i principi fondamentali che ne guidano la creazione e la gestione. Nella prossima unità didattica viene fatta una classificazione delle diverse tipologie di database esistenti per soffermarsi ad analizzare il modello relazionale che, tra tutti i tipi di database, è sicuramente quello più utilizzato oggi in tutti gli ambienti di sviluppo software. Questo tipo di database ha il grosso vantaggio di basarsi su una teoria matematica ben nota e consolidata, largamente conosciuta e utilizzata in tutto il mondo. Indipendentemente dal produttore del database che andremo a utilizzare, la teoria che sta alla base è la stessa e quindi, una volta acquisita, permette di utilizzare qualsiasi tipo di database. Necessità dei database Abbiamo detto che le informazioni necessarie a un organizzazione sono gestite da un sistema informativo. 3

14 Modulo 1 Progettazione di database SISTEMA INFORMATIVO E SISTEMA INFORMATICO Un sistema informativo è un insieme organizzato di strumenti automatici, procedure manuali, risorse umane e materiali, norme organizzative, orientato alla gestione delle informazioni rilevanti per un organizzazione. Un sistema informatico (spesso chiamato EDP, Electronic Data Processing) è quindi un sottoinsieme del sistema informativo che si dedica alla gestione automatica delle informazioni, rappresentate mediante dati digitali. In prima analisi il sistema informatico (SI) è costituito dagli archivi elettronici in cui sono memorizzati tutti i dati relativi all azienda: dai supporti fisici per la memorizzazione dei dati, alle procedure di interrogazione per la ricerca delle informazioni (applicazioni), agli strumenti di comunicazione tra i terminali degli operatori. La parte del sistema informativo di un organizzazione che può essere automatizzata è chiamata sistema informatico. Il flusso di informazioni da gestire in un sistema azienda è enorme e dalla sua gestione dipendono l efficienza e la qualità del servizio offerto agli utenti. In sintesi individuiamo due componenti nel SI: archivi e applicazioni: componente software; supporti fisici e strumentazione: componente hardware. Noi ci occuperemo della componente software. ARCHIVIO E APPLICAZIONE INFORMATICA Definiamo archivio: l insieme dei dati che vengono salvati su un supporto di memorizzazione; applicazione informatica: la componente del sistema informatico (SI) che utilizza dati in esso immagazzinati per compiere una funzione specifica all interno dell organizzazione cui il SI appartiene. In un sistema tradizionale che cioè non fa uso di database, dati e applicazioni si presentano strutturati in questo modo: Applicazione 1 Applicazione 2 Applicazione 3 Dati Applicazione 1 Dati Applicazione 2 Dati Applicazione 3 4

15 Introduzione ai database Unità 1 Ogni singola applicazione opera su un insieme di dati memorizzati secondo una struttura definita all interno dell applicazione stessa dall analista e dal programmatore; ogni applicazione viene realizzata in modo da rendere massima l efficienza della stessa indipendentemente dalle altre applicazioni. In un sistema di questo tipo ogni applicazione opera in maniera del tutto indipendente o quasi dalle altre applicazioni, facendo uso dei propri dati e dei propri programmi. Le varie applicazioni risultano essere isolate le une dalle altre anche se fanno parte dello stesso sistema: in particolare questo comporta dei problemi quando è necessaria la condivisione di dati da parte di due o più applicazioni oppure quando un applicazione utilizza i dati forniti da un altra applicazione. Applicazione 1 Applicazione 2 Un classico problema si verifica nel caso frequente in cui due applicazioni differenti lavorano utilizzando i dati da uno stesso file e una di esse ha bisogno di apportare delle modifiche alla struttura dei dati (per esempio deve aggiungere un nuovo campo in un record): sarà necessario modificare anche la descrizione dei dati interna all altra applicazione, anche se quest ultima non utilizza il campo che è stato aggiunto. Dati Applicazione 1 Dati Applicazione 2 A volte l operazione di modifica contemporanea di tutte le applicazioni che utilizzano questo file non è sempre facilmente eseguibile e capita spesso di dover arrivare a duplicare i fi l e, con conseguenze facilmente intuibili! Si può per esempio arrivare al caso estremo in cui gli stessi dati vengono ripetuti tante volte quante sono le applicazioni che devono usarli con conseguente spreco di memoria e con il rischio di introdurre inconsistenze ed errori. L accesso ai dati avviene solo tramite le applicazioni ovvero tramite programmi specializzati con conseguenti limitazioni nelle possibilità di richiesta di informazioni. Se c è necessità di ottenere risultati diversi da quelli previsti dall applicazione questo è possibile solo con notevole dispendio di tempo e denaro per realizzare nuove procedure specifiche per le nuove richieste. Nasce l idea di avere un unico contenitore per i dati a cui tutti i programmi e gli utenti possano accedere contemporaneamente (accessi multipli), con linguaggi semplici e non specialistici e dove la struttura dei dati possa poi essere facilmente e velocemente modificata senza dover modificare tutti i programmi dell applicazione. Questi obiettivi possono essere raggiunti utilizzando i database: iniziamo a vedere una particolare caratteristica partendo da una semplice osservazione. Nei programmi scritti fino ad ora che gestiscono dati abbiamo sempre definito come prima cosa il tipo di dato strutturato che rappresenta il record e questo nuovo tipo di dato viene successivamente utilizzato per memorizzare le informazioni nell archivio ed elaborarle estraendone informazioni. Senza rendercene conto abbiamo effettuato un operazione fondamentale: la separazione dei dati dalla loro definizione. 5

16 Modulo 1 Progettazione di database Un passo fondamentale (ma non l unico) nella definizione dei dati di un database consiste nella descrizione di come sono formati i record, ovvero il numero, il nome e i tipi di dato che essi contengono, oltre ad altre informazioni complementari. A questo punto non è opportuno citare per esteso quali e quante informazioni di contorno possono fare parte della definizione dei dati. Più avanti, nel corso della trattazione, apparirà chiaro che cosa esse siano e il loro scopo. A prima vista tenere separati i dati dalla loro definizione (o descrizione) può sembrare un operazione piuttosto inutile. Tuttavia possiamo verificare come, invece, tale operazione sia essenziale. Se si prova ad aprire un qualunque file di dati con un editor di testo si scopre che non è più possibile (o è difficoltoso) interpretare i dati che vi sono salvati. Questo significa che la massa dei dati, presa in modo autonomo dalla loro definizione, diviene sostanzialmente inutile. ESEMPIO 1 Cesare e 202 Cesare e 202, presi singolarmente, sono due dati senza significato, ma se il secondo indica un numero civico ne otteniamo un informazione, cioè il numero del palazzo in cui abita Cesare: per interpretare i dati e ottenere l informazione è necessario quindi avere una chiave di lettura che è legata alla sua definizione. Facendo un piccolo passo in avanti, possiamo cominciare a indagare su come si comportano in questo caso i database per permetterci di interpretare i dati. Scopriremmo una cosa piuttosto banale alla solita prima occhiata, ma che comporta una grande differenza rispetto a ciò che abbiamo visto finora. Nei database la definizione dei dati e i dati stessi sono salvati all interno dello stesso database. Lo schema di progettazione per le applicazioni con un archivio convenzionale risulta molto diverso rispetto allo schema di progettazione con un database, in quanto nel secondo caso sia i dati sia la loro definizione sono salvati Archivio all interno dello stesso contenitore (il Utente database). Se si usano archivi convenzionali la definizione dei dati è parte integrante dell applicazione. Applicazione Definizione dati 6

17 Introduzione ai database Unità 1 Con l utilizzo di un database la definizione della struttura dei dati è indipendente dall applicazione. DataBase Osservando e valutando attentamente le figure sopra riportate Utente Definizione dati si potrebbe obiettare che nel secondo Applicazione caso manca un attore nel diagramma. Se infatti l applicazione ha perso la conoscenza generica della definizione dei dati, ci deve essere qualcosa che svolge un azione di interfaccia tra l applicazione, i dati e la loro definizione. Questo componente si chiama DBMS. DBMS Si definisce DBMS (Database Management System) il sistema di gestione del database visto nel suo complesso. Il DBMS si preoccupa di gestire interamente i dati, compresa la loro definizione e il modo in cui vengono fisicamente archiviati. Nel seguito della trattazione vedremo più in dettaglio le funzioni di un DBMS, ma per il momento dovremmo interrogarci sul motivo per cui si è scelto di isolare tutto ciò che ha a che fare con i dati in un unico contenitore, inserendo nello schema generale di un applicazione un nuovo elemento, il DBMS. Se da un certo punto di vista, aumentare il numero delle entità in gioco quando si crea un applicazione complica in qualche modo le cose, il fatto di poter isolare i dati e la loro definizione ci porta ad avere un grande vantaggio: l applicazione e i suoi dati sono diventati indipendenti l una dall altro. Come mai questo rappresenta un vantaggio? Vediamo un esempio. ESEMPIO 2 Un cliente chiede un applicazione per la gestione di un magazzino. È importante che gli utenti dell applicazione possano lavorare su parti diverse della gestione (carico/scarico) contemporaneamente. Chi si occupa del carico (arrivo della merce) utilizza un PC da tavolo tradizionale. Chi invece si occupa dello scarico (vendita della merce) utilizza un terminale a radiofrequenza per leggere i codici a barre degli oggetti che vengono prelevati dal magazzino. Nella sua forma più semplice, possiamo pensare che l applicazione per il nostro cliente possa essere gestita con una classica applicazione con i file. Resta tuttavia il problema dei terminali a radiofrequenza: questi sono dei piccoli computer a tutti gli effetti che, però, non offrono la stessa flessibilità propria dei PC tradizionali e con ogni probabilità supporteranno un linguaggio di programmazione (per esempio, Java o C#) diverso da quello nel quale è stata scritta l applicazione del PC fisso. A questo punto è chiaro come poter tenere ben distinte l applicazione e i dati (e la loro definizione) diventa non solo importante, ma indispensabile: se così non fosse fornire l applicazione al nostro cliente diventerebbe o impossibile o perlomeno molto più oneroso. 7

18 Modulo 1 Progettazione di database Analizziamo ora un secondo insieme di vantaggi che si ottengono utilizzando i database. Supponiamo di voler registrare le informazioni relative agli ordini di materiale elettrico fatti da alcuni clienti di un impresa. In base alle più tradizionali tecniche di gestione degli archivi è possibile strutturare i dati in due archivi, Clienti e Ordini, contenenti rispettivamente le informazioni relative ai clienti e quelle relative agli ordini fatti dai clienti. CLIENTI CodCli Cognome Nome Indirizzo Città 010 Rossi Pino Via Milano, 15 Como 020 Verdi Giuseppe Via Italia,1 Milano 030 Neri Piero Via Colombo,3 Varese ORDINI CodCli CodArt Descrizione Prezzo Quantità 010 M03 Lampadina 1000 W 2, M12 Deviatore 3, M04 Antenna 25, M03 Trasformatore 60, M03 Lampadina 1000 W 2, M12 Deviatore 3, M03 Trasformatore 60,00 2 Possiamo subito individuare alcuni problemi legati al tipo di organizzazione dell archivio: esistono dati ripetuti: la descrizione dell articolo viene ripetuta per ogni movimento (ridondanza dei dati); nascono problemi di incongruenza dei dati a causa della ridondanza: se un dato di un articolo viene modificato, tale modifica dovrà essere apportata a tutti i record che hanno quell articolo (si pensi, per esempio, al caso in cui il prezzo della lampadina dovesse cambiare oppure se viene modificata la descrizione di un prodotto); nascono problemi di inconsistenza a causa dell incongruenza: i dati diventano inaffidabili poiché si potrebbe anche non risalire al dato corretto (sempre nell esempio della lampadina, si potrebbe anche non risalire al prezzo di vendita nel caso in cui anche un solo prezzo di un articolo che si ripete non venga correttamente aggiornato). Questi problemi nascono dal fatto che i dati contenuti negli archivi non sono organizzati in modo integrato tra loro. E questi problemi vanno ad aggiungersi a quelli prima descritti in merito alle applicazioni, cioè: impossibilità di modificare la struttura di un record senza generare di conseguenza a cascata un insieme di modifiche in tutti i programmi che utilizzano quel file; scarsa flessibilità in caso di nuove esigenze che potrebbero essere irrealizzabili a causa della struttura degli archivi: l organizzazione scelta per memorizzare i dati vincola il programmatore nell uso delle operazioni che si possono effettuare sugli archivi (dipendenza fisica); i dati contenuti negli archivi possono inoltre essere trattati solo elaborando i file record per record. 8

19 Introduzione ai database Unità 1 La teoria dei database introduce una nuova metodologia di organizzazione degli archivi di dati con l obiettivo di superare i limiti visti sopra. Tale gestione presenta le seguenti caratteristiche fondamentali: indipendenza dalla struttura fisica dei dati: la disposizione e l organizzazione fisica dei dati sui supporti di memoria di massa possono essere cambiate senza modificare l organizzazione logica globale; indipendenza logica: l organizzazione logica dei dati può essere cambiata senza modificare i programmi che realizzano le applicazioni non coinvolte direttamente. Dovendo aggiungere un nuovo campo in un record, solo i programmi che devono gestire il nuovo record devono essere modificati, gli altri non risentono della modifica con conseguente risparmio nella manutenzione del software. Funzioni di un DBMS Abbiamo detto che il DBMS (Database Management System) si preoccupa di gestire interamente i dati, compresi la loro definizione e il modo in cui vengono fisicamente archiviati. Il DBMS si colloca tra i programmi applicativi e i file e si occupa di gestire i dati, inserendoli o andandoli a prelevare (su richiesta dei programmi) nella base dei dati. Programma 1 Programma 2 Programma 3 Programma 2 Possiamo riassumere le caratteristiche fondamentali di un DBMS in pochi Database punti; in generale possiamo dire che un DBMS deve: gestire grandi quantità di dati: i dati hanno dimensioni maggiori della memoria centrale e i DBMS devono gestire i dati in memoria secondaria; garantire la condivisione dei dati che devono poter essere usati da applicazioni e utenti diversi secondo proprie modalità; garantire la persistenza dei dati che devono durare nel tempo, oltre le singole applicazioni. Inoltre un DBMS deve offrire all utente diverse funzionalità che lo aiutano nella gestione e lo sviluppo di applicazioni che fanno uso del database (per esempio interfacce grafiche per l amministrazione). Tralasciando questo ultimo aspetto, che dipende dal produttore del DBMS, possiamo approfondire i punti precedenti. Gestione Gestire una grande quantità di dati non significa solo riuscire a manipolare grandi spazi su disco o su memoria, quanto piuttosto prestare particolare attenzione ai problemi di efficienza. Quando in un insieme di archivi sono disponibili milioni di dati, la loro utilità viene meno se ogni volta che bisogna accedere a un particolare dato è necessario attendere un tempo indefinito. 9

20 Modulo 1 Progettazione di database I ritmi lavorativi odierni ci impongono di sviluppare applicazioni che abbiano bisogno solo di pochi secondi per fornire una soluzione o un elaborazione. Il DBMS, pertanto, non deve assolutamente rappresentare un collo di bottiglia nei tempi di elaborazione. Allo stesso tempo, tuttavia, il DBMS deve permettere a più utenti di consultare i dati. Anche se questo requisito potrebbe sembrare piuttosto banale, a una più attenta riflessione si capisce quanto complicato sia il lavoro di un DBMS. Condivisione Gestire grandi quantità di dati, garantendo velocità di elaborazione e contemporaneamente permettere a più utenti di condividere le stesse informazioni, non solo sono attività che possono diventare incompatibili tra di loro, ma introducono anche la necessità di coordinare gli accessi per evitare di fornire a un utente dati errati o non aggiornati. Persistenza La persistenza dei dati, inoltre, richiede che il DBMS compia ancora un altra operazione, ovvero fornisca quei meccanismi che permettono di assicurare l affidabilità dei dati. Infatti, più utenti significa anche più possibilità che utenti male intenzionati o incauti accedano a dati su cui non hanno privilegi di accesso. Il DBMS deve allora anche gestire il controllo degli accessi per assicurare che i dati siano visibili solo da particolari utenti o gruppi di utenti. Non illustreremo nel dettaglio il funzionamento di un DBMS, ma ci limiteremo a usarlo. Zoom su... DBMS IN COMMERCIO Elenchiamo di seguito alcuni dei DBMS presenti oggi in commercio. 1 Commerciali: Oracle MS SQL Server MS Access IBM DB2 Sybase Informix Ingres 2 Open source: MySQL PostgreSQL 10

21 Introduzione ai database Unità 1 Verifichiamo le conoscenze g Esercizi a scelta multipla 1 In un sistema informatico quali tra questi sono componenti software? _ archivi _ strumentazione _ applicazioni _ supporti fisici 2 Che cosa significa l acronimo EDP? _ Electronic Data Program _ Electronic Disk Processing _ Electronic Data Processing _ Electronic Disk Program 3 Quali delle seguenti affermazioni sui database sono vere? _ un database è una specie di memoria digitale intelligente _ un database permette di migliorare la compressione dei dati _ nei database la definizione dei dati e i dati sono salvati all interno dello stesso database _ in un database è possibile integrare i programmi con i dati 4 Per quali dei seguenti scopi può essere utilizzato un database? _ per la scrittura di un documento lungo e strutturato come un libro _ per gestire i proprio contatti _ per la gestione di una biblioteca _ per migliorare le prestazioni del computer 5 Qual è il più importante vantaggio dei DB? _ l applicazione e i suoi dati sono indipendenti _ i dati occupano meno spazio su disco _ i DBMS gestiscono più velocemente i dati _ facilitano la duplicazione dei file 6 Che cosa significa DBMS? _ Database Management Software _ Database Mirroring System _ Database Multiuser System _ Database Management System g Test vero/falso 1 In un database l applicazione e i suoi dati sono indipendenti l uno dagli altri. V F 2 I database risolvono i problemi di inconsistenza causati dell incongruenza dei dati. V F 3 I database risolvono i problemi di incongruenza dei dati a causa della ridondanza. V F 4 I database risolvono i problemi di inconsistenza a causa della ridondanza. V F 5 I database hanno minor indipendenza logica rispetto agli archivi tradizionali. V F 6 I DBMS sono componenti hardware. V F 7 Oracle è un database open source. V F 11

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