Fabrizia Scorzoni. Informatica. DataBase EDUCAZIONE TECNICA SUPERIORE

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1 Fabrizia Scorzoni Informatica DataBase EDUCAZIONE TECNICA SUPERIORE

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3 Fabrizia Scorzoni Informatica Database LOESCHER EDITORE

4 Loescher Editore I diritti di elaborazione in qualsiasi forma o opera, di memorizzazione anche digitale su supporti di qualsiasi tipo (inclusi magnetici e ottici), di riproduzione e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo (compresi i microfilm e le copie fotostatiche), i diritti di noleggio, di prestito e di traduzione sono riservati per tutti i paesi. L'acquisto della presente copia dell'opera non implica il trasferimento dei suddetti diritti né li esaurisce. Fotocopie per uso personale (cioè privato e individuale) nei limiti del 15% di ciascun volume possono essere effettuate negli esercizi che aderiscono all accordo tra SIAE - AIE - SNS e CNA - Confartigianato - CASA - Confcommercio del 18 dicembre 2000, dietro pagamento del compenso previsto in tale accordo; oppure dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n Per riproduzioni ad uso non personale l editore potrà concedere a pagamento l autorizzazione a riprodurre un numero di pagine non superiore al 15% delle pagine del presente volume. Le richieste per tale tipo di riproduzione vanno inoltrate a: Associazione Italiana per i Diritti di Riproduzione delle Opere dell ingegno (AIDRO) Corso di Porta Romana n. 108, Milano e sito web L editore, per quanto di propria spettanza, considera rare le opere fuori del proprio catalogo editoriale. La riproduzione a mezzo fotocopia degli esemplari di tali opere esistenti nelle biblioteche è consentita, non essendo concorrenziale all opera. Non possono considerarsi rare le opere di cui esiste, nel catalogo dell editore, una successiva edizione, le opere presenti in cataloghi di altri editori o le opere antologiche. Nel contratto di cessione è esclusa, per biblioteche, istituti di istruzione, musei ed archivi, la facoltà di cui all art per legge diritto d autore. Maggiori informazioni sul nostro sito: Ristampe N ISBN Nonostante la passione e la competenza delle persone coinvolte nella realizzazione di quest opera, è possibile che in essa siano riscontrabili errori o imprecisioni. Ce ne scusiamo fin d ora con i lettori e ringraziamo coloro che, contribuendo al miglioramento dell opera stessa, vorranno segnalarceli al seguente indirizzo: Loescher Editore s.r.l. Via Vittorio Amedeo II, Torino Fax Loescher Editore S.r.l. opera con sistema qualità certificato CERMET n A secondo la norma UNI EN ISO Coordinamento editoriale: Mauro Gargantini Revisione: Antonio Giunta - Giuseppe Costa Collaborazione: Roberto Baldin Impaginazione: Fabrizia Scorzoni Disegni: Giorgia Galiazzo Stampa: Sograte - Città di Castello (PG)

5 INDICE INTRODUZIONE... XII MODULO 1 - I DATABASE...1 CAPITOLO 1 - INTRODUZIONE AI DATABASE Il sistema informativo aziendale e il sistema informatico Database e DBMS Modelli di DBMS... 5 Modello relazionale... 6 Modello gerarchico... 7 Modello reticolare... 8 Database a oggetti Progettazione di database Livelli di astrazione Linguaggi per database Modalità di accesso ai database Utenti di database XML CAPITOLO 2 - DATABASE RELAZIONALI Relazioni Definizione di relazione come concetto matematico Chiave di una relazione Chiavi esterne e legami tra le relazioni Vincoli di integrità Algebra relazionale Unione, intersezione e differenza Selezione Proiezione Join Esempi di espressioni in algebra relazionale Viste CAPITOLO 3 - SQL Il linguaggio SQL Standard relativi a SQL Primi elementi... 38

6 IV Indice Definizione di nuovi tipi di dato Operazioni di definizione dei dati Creazione di tabelle Vincoli intrarelazionali predefiniti Vincolo interrelazionale di integrità referenziale Asserzioni Modifica di tabelle Eliminazione di tabelle Definizione degli indici Manipolazione dei dati Interrogazioni Formato base del comando SELECT Query parametriche La condizione di ricerca Ordinamenti Funzioni di aggregazione Raggruppamenti Operazione di join Traduzione in SQL di espressioni in algebra relazionale Sintassi del join in SQL Interrogazioni nidificate o sottoquery Unione, intersezione e differenza Uso di interrogazioni in comandi di manipolazione Viste Trigger Procedure Controllo dell accesso Ruoli in SQL Le transazioni Proprietà ACID delle transazioni MODULO 2 - LA PROGETTAZIONE DI DATABASE...73 CAPITOLO 4 - IL MODELLO CONCETTUALE Modello ER e UML Principali diagrammi UML Entità Attributi Dominio degli attributi Cardinalità degli attributi Attributi derivati Identificatori e chiavi Associazioni Cardinalità o molteplicità delle associazioni Associazioni totali o parziali, univoche o multiple Regole di lettura Ruoli delle entità nelle associazioni Associazioni ricorsive Generalizzazioni Identificatore esterno... 95

7 Indice V Entità forti e entità deboli Regole aziendali Vincoli di integrità Principi di modellazione Entità e attributi Associazioni con attributi e entità Associazioni multiple Esempi svolti CAPITOLO 5 - IL MODELLO LOGICO La progettazione logica Ristrutturazione dello schema concettuale Eliminazione delle generalizzazioni Partizionamento ed accorpamento di entità Ridondanze Scelta degli identificatori principali Dallo schema concettuale allo schema relazionale Entità e attributi Associazioni Associazioni ternarie Esempi svolti La normalizzazione Anomalie di inserimento, cancellazione e aggiornamento dati Dipendenze funzionali Prima forma normale Seconda forma normale Terza forma normale Forma normale di Boyce-Codd Relazione tra la BCNF e la 3NF CAPITOLO 6 - IL MODELLO FISICO Gestione delle operazioni su disco Gestione del buffer Strutture primarie e secondarie Organizzazione dei file Organizzazione sequenziale Accesso calcolato Strutture ad albero Progettazione fisica Il gestore delle interrogazioni MODULO 3 - DBMS CAPITOLO 7 - MYSQL Il DBMS MySQL Versioni di MySQL Installazione Avvio Client

8 VI Indice 7.2 Primi elementi Tipi di dato in MySQL Operatori e funzioni Comandi Definizione dei dati SHOW CREATE TABLE Motori di memorizzazione Campi contatore Indici Chiavi esterne e integrità referenziale Tabelle temporanee Manipolazione dei dati Output dei comandi di manipolazione Caricamento di dati da un file di testo Interrogazioni Output delle query Esportazione di dati Variabili Query parametriche Viste Costrutti per il controllo di flusso Trigger Stored routine Funzioni Procedure Controllo dell accesso (grant) Transazioni MySQL GUI Tools MySQL Query Browser La connessione L editor di query L area dei risultati La barra di stato I box a destra Esportazione MySQL Administrator Informazioni, avvio e parametri Utenti e privilegi Funzioni di diagnostica Backup e Restore Catalogs phpmyadmin Introduzione Accesso e pagina principale Operazioni sul database Operazioni sulle tabelle Interrogazioni sul database CAPITOLO 8 - ACCESS Il DBMS Access Versioni di Access e formato dei file

9 Indice VII Interfaccia di Access Apertura o creazione di un database Backup di un database Esportazione di dati Documentazione del database Creazione di oggetti Tabelle Creazione di tabelle Modifica di tabelle Proprietà di tabella Definizione dei campi Definizione della chiave Indici e chiavi multicampo Il foglio dati Elenchi di valori Ricerche, ordinamenti e filtri Relazioni Query Creazione di query Creazione guidata query Esecuzione della query Impostazione di proprietà delle query Definizione di query SQL Query con calcoli e raggruppamenti Query a campi incrociati Query basate su più tabelle e linee di join Query come viste Query di comando Query di definizione dati Maschere Creazione di maschere Creazione guidata di una maschera Proprietà della maschera Stampa di una maschera Operazioni sui record tramite le maschere I controlli Controlli e Proprietà Maschere con sottomaschere Report Creazione di report Creazione guidata di un report I controlli Le sezioni Ordinamento e raggruppamento di dati Sottoreport Macro Creazione ed esecuzione di una macro Azioni non attendibili Esecuzione passo a passo Gruppi macro

10 VIII Indice Tasti di scelta rapida Gli eventi Codice VBA Routine evento Confronto tra l uso di macro e di routine evento I moduli Gli oggetti di Access Le Applicazioni Impostazioni di avvio Il pannello di comandi Il formato.accde Protezione mediante password Condivisione di database MODULO 4 - ACCESSO A DATABASE CAPITOLO 9 - ACCESSO AI DATABASE DALLE APPLICAZIONI Tecnologie di accesso ai database Driver per database ODBC (Open DataBase Connectivity) Creazione di una origine dati ODBC OLE DB ADO DAO (Data Access Object) ADO.NET Accesso a database da Visual Basic con ADO.NET Connessione al database e modalità di lavoro DbCommand DataSet e DataAdapter Data binding Accesso a database da Java: driver JDBC Creazione di applicazioni con JDBC Caricamento del driver e creazione della connessione Operazioni sul database Interrogazioni Aggiornamenti Uso di parametri Paginazione e aggiornamento con i metodi di ResultSet I metadati CAPITOLO 10 - ACCESSO A DATABASE VIA WEB Il protocollo HTTP L interfaccia CGI Le applicazioni server side e l interfaccia CGI Richiesta di un applicazione server side con un modulo Interfaccia CGI per la richiesta Richiesta di un applicazione server side con un collegamento ipertestuale o un indirizzo nella barra indirizzi del browser Interfaccia CGI per la risposta Applicazioni server side

11 Indice IX Tecnologie server side Cookie Sessioni Architettura 3-tier Pubblicazione di un sito Server Web DNS FTP per la pubblicazione delle pagine Server Web accessibile dall'esterno Configurazione di Apache Xampp PHP Configurazione Primi elementi Variabili Costanti Operatori Istruzioni di controllo Funzioni Array indicizzati numericamente Array associativi Stringhe Gestione dei dati inviati dal browser Cookie Sessioni Gestione di database in PHP (con MySQL) Collegamento al server Visualizzazione di dati Inserimento di dati Modifica di dati Gestione database via ODBC Installazione di Tomcat Struttura delle applicazioni Web JSP e servlet Richiesta di pagine JSP La prima pagina JSP Un esempio di servlet generato dal JSPContainer a partire da una pagina JSP Primi elementi Oggetti predefiniti Request Response Cookie Sessioni Gestione degli errori nelle pagine JSP Gestione di database con JDBC Configurazione del server IIS (Internet Information Server) ASP Oggetti predefiniti Response Request

12 X Indice Cookie Sessioni Gestione di database in ASP con ADO Creazione di record Modifica di record ASP.NET La piattaforma.net Le pagine ASP.NET Configurazione I primi elementi Controlli HTML server Form e postback Controlli Web server corrispondenti ai controlli HTML Posting cross-page Controlli di validazione Controllo calendar ADO.NET DbCommand DataSet e DataAdapter Data binding Controlli data bound Controlli data source Sicurezza delle applicazioni server side SQL injection Mediazione incompleta ed errori tempo di controllo/tempo di utilizzo MODULO 5 - XML CAPITOLO 11 - XML E XSL Introduzione Il linguaggio XML Applicazioni XML Documenti XML Spazi dei nomi Link XML XPointer DTD Validazione di un documento Fogli stile XSL XSL Attributi XPath CAPITOLO 12 - ELABORAZIONE DI DOCUMENTI XML Java e XML API SAX e DOM Elaborazione di un documento XML con DOM Creazione e modifica dei documenti Applicare un foglio stile XSL a un documento XML JSP e XML

13 Indice XI Generazione di codice XML Elaborazione di documenti XML Applicare un foglio stile XSL a un documento XML ASP.NET e XML Il controllo Xml Lettura e scrittura di documenti XML XmlDataSource e TreeView DataSet e XML DOM XML MODULO 6 - PROGETTI CAPITOLO 13 - TEMI D ESAME Traccia di soluzione Olimpiadi di informatica Trattamento di dati sensibili Portale per la vendita di libri Community di apprendimento sul Web Gestione palestra Casa discografica Attività scolastiche ed extrascolastiche Corsi di inglese online Istituto di credito Gestione vivaio Banca del Tempo Band musicale Acquisto telematico Gestione di un concorso Gestione degli ordini Servizi turistici Vacanze Agenzia immobiliare Galleria d arte Marketing Registro di classe CAPITOLO 14 - ESEMPI DI SVOLGIMENTO Olimpiadi di informatica Trattamento di dati sensibili Portale per la vendita di libri Community di apprendimento sul Web APPENDICE APPENDICE A - DATABASE E DIRITTO Tutela dei dati personali INDICE ANALITICO...429

14 INTRODUZIONE Questo libro si rivolge a tutti i corsi di Informatica in cui si insegnano argomenti relativi ai database. La prima parte (moduli 1 e 2), dopo una breve introduzione generale ai database, tratta gli argomenti teorici relativi ai database relazionali, al linguaggio SQL e alla progettazione di database (concettuale, logica e fisica). La progettazione concettuale è trattata sia con i diagrammi ER che UML. La spiegazione del modello relazionale (capitolo 2) e del linguaggio SQL (capitolo 3) è stata anticipata rispetto agli argomenti di progettazione (capitoli 4, 5 e 6) in modo da consentire in breve tempo di comprendere gli argomenti relativi all utilizzo di DBMS e alla realizzazione di applicazioni. Per chi desidera partire dalla progettazione dei database è sufficiente iniziare dal capitolo 4 (Il modello concettuale) e inserire il capitolo 2 (Database relazionali) prima del capitolo 5 (Il modello logico). La seconda parte (moduli 3, 4 e 5) è più pratica e tratta: l utilizzo degli ambienti DBMS personali più diffusi: MySQL e Microsot Access; le modalità di accesso ai database dalle applicazioni, in particolare utilizzando i linguaggi Visual Basic e Java; le modalità di accesso ai database in rete via Web con le tecnologie server side più diffuse: PHP, JSP, ASP e ASP.NET; il linguaggio XML e l accesso a documenti XML da applicazioni stand alone e server side. L ultima parte (modulo 6) presenta i temi d esame proposti negli ultimi anni all ITIS a indirizzo informatico (Abacus e di ordinamento) e all ITC a indirizzo programmatori (Mercurio e di ordinamento) con esempi di svolgimento. Per i linguaggi HTML, Visual Basic e Java si rimanda ai volumi: Internet e il WWW seconda edizione (codice J020, ISBN ) Il computer e la programmazione in Visual Basic (codice J025, ISBN ) Programmazione in Java (codice J030, ISBN ) RINGRAZIAMENTI Questo libro non sarebbe mai stato finito in tempo senza l aiuto delle persone che hanno collaborato; un sincero grazie ai colleghi Giuseppe Costa e Antonio Giunta e ai miei giovani collaboratori Roberto Baldin e Giorgia Galiazzo. L autrice

15 MODULO 1 I DATABASE 1 INTRODUZIONE AI DATABASE 2 DATABASE RELAZIONALI 3 SQL

16 1 INTRODUZIONE AI DATABASE PREREQUISITI Utilizzo di file per la memorizzazione di dati OBIETTIVI CONOSCENZE Concetti di sistema informativo e sistema informatico, database, DBMS Vantaggi dell approccio database rispetto a quello tradizionale a file Concetti di intensione ed estensione di un database Modello di DBMS relazionale, gerarchico e reticolare; database a oggetti Fasi di progettazione di un database Architettura a tre livelli di un database e proprietà di indipendenza logica e fisica dei dati Classificazione dei linguaggi per database Modalità di accesso a database interattiva, mediante applicazioni e via Web Concetto di cursore Utenti di un database Linguaggio XML ABILITÀ/CAPACITÀ Utilizzare il linguaggio specifico delle basi di dati.

17 Capitolo 1: Introduzione ai database IL SISTEMA INFORMATIVO AZIENDALE E IL SISTEMA INFORMATICO Ogni azienda tratta molti tipi di dati, strutturati come i dati di un dipendente o di un ordine o non strutturati come lettere, articoli, comunicazioni verbali. I dati sono molto importanti perché da essi si possono ottenere informazioni. Il sistema informativo aziendale è l insieme di tutti i dati utilizzati per lo svolgimento dell attività dell azienda e di tutti i procedimenti relativi alla gestione dei dati stessi come la raccolta, l elaborazione, l archiviazione e la distribuzione. La finalità del sistema informativo è la conoscenza messa a disposizione delle persone che devono prendere decisioni. Quando il sistema informativo viene gestito con metodi informatici si parla di sistema informatico. Uno dei principali strumenti del sistema informatico per la gestione dei dati è il database o base di dati. 1.2 DATABASE E DBMS Un database è l insieme dei dati utilizzati per rappresentare le informazioni. Il software di gestione del database è detto DBMS (Data Base Management System). Prima della diffusione dei database i dati erano memorizzati in file gestiti da programmi. L uso dei database fornisce molti vantaggi rispetto ai file. Un DBMS infatti è in grado di: gestire quantità enormi di dati, persistenti cioè memorizzati su memoria di massa, garantendo in ogni caso facilità di accesso; per la gestione e l interrogazione dei dati si possono usare linguaggi potenti e specializzati, che possono essere usati direttamente, mediante interfacce grafiche o costruendo applicazioni specifiche; garantire l indipendenza dei programmi dal modo in cui i dati sono memorizzati, quindi è possibile modificare le modalità di rappresentazione e registrazione dei dati senza dover modificare anche le applicazioni; garantire l integrità cioè il fatto che i dati presenti soddisfino vincoli che garantiscano la significatività dei dati; garantire l affidabilità cioè la capacità di conservare o di ricostruire il contenuto anche in presenza di guasti, grazie a meccanismi di salvataggio e ripristino (backup e recovery); garantire la riservatezza grazie alla gestione di meccanismi che consentono di assegnare autorizzazioni specifiche a ciascun utente; permettere la condivisione dei dati da parte di più applicazioni e utenti; in questo modo si riduce la ridondanza dei dati (cioè le ripetizioni di dati in più punti) e quindi si riduce la possibilità di inconsistenze (cioè la possibilità che ci siano copie di dati non uguali). Per garantire l accesso condiviso ai dati il DBMS dispone di un meccanismo apposito detto modello di concorrenza.

18 4 Modulo 1: I database Tutte le informazioni relative alla descrizione dei dati, ai vincoli da rispettare per garantire l integrità, alle limitazioni di accesso, e così via, sono memorizzate nel database stesso. La descrizione dei dati è formata dai metadati (dati che descrivono dati) e prende il nome di dizionario dei dati o catalogo dei dati. IMPORTANZA DEL CATALOGO Il fatto che la descrizione dei dati sia conservata nel database rende i programmi indipendenti dai dati e permette al DBMS di effettuare i controlli per l integrità dei dati e di gestire le autorizzazioni per l accesso. L uso di un DBMS riduce il tempo di sviluppo delle applicazioni perché molte funzioni comuni alle applicazioni sono già fornite dal DBMS; inoltre le applicazioni sono più robuste perché molti compiti importanti sono gestiti dal DBMS e non devono essere testati in ogni applicazione. Un DBMS svolge il suo lavoro in modo efficiente cioè utilizzando un insieme di risorse (tempo e spazio) ridotto. In realtà ciò dipende dalle tecniche usate per la realizzazione del DBMS e dalla bontà della realizzazione del database da parte dei progettisti. Il computer su cui il database è installato deve ovviamente essere adeguatamente dimensionato. Al contrario l uso dei file per la memorizzazione dei dati presenta alcuni inconvenienti: si può accedere ai file solo mediante i programmi predisposti, cioè solo mediante un numero limitato di operazioni predefinite; il tipo di organizzazione del file limita le operazioni che si possono effettuare; i programmi dipendono dalla struttura dei file: variare il formato dei record di un file richiede la modifica di tutti i programmi che usano quel file; è difficile garantire l integrità perché le regole che i dati devono rispettare sono esprimibili solo nel codice dei programmi; è difficile gestire l affidabilità, perché si possono usare solo procedure di sistema, come backup periodici; è difficile gestire la riservatezza, che viene affidata ai servizi di sicurezza offerti dal file system; spesso si creano file diversi per applicazioni diverse con duplicazione dei dati e quindi problemi di inconsistenze. Questo problema non deriva dalla diversa natura di file e database ma soprattutto da problemi nella progettazione; errori nella progettazione potrebbero mantenere lo stesso problema anche con i database. è difficile gestire la concorrenza nell accesso ai dati. L accesso contemporaneo di più programmi, o di più copie dello stesso programma ad uno stesso file potrebbe causare situazioni di inconsistenza dei dati. Per esempio in una situazione del tipo: il programma A legge il record, il programma B legge il record, il programma A aggiorna il record (per esempio aggiunge 1 a un campo), il programma B aggiorna il record (per esempio aggiunge 1 allo stesso campo), si perde l aggiornamento del programma A. I DBMS, per la memorizzazione dei dati, usano file, però con organizzazioni sofisticate.

19 Capitolo 1: Introduzione ai database MODELLI DI DBMS Nel database sono memorizzati dati. I dati danno informazioni solo se si può comprendere il loro significato (semantica) o chiave di interpretazione. Per esempio un numero non dà alcuna informazione se non è specificato se si tratta si un prezzo, un età, un voto o altro. Il significato dei dati è detto schema. Lo schema deve descrivere l interpretazione dei dati cioè le classi di dati (categorie) definite dalle proprietà che caratterizzano i dati (attributi), le relazioni tra le classi (associazioni) e i vincoli cui sono soggetti i dati, indipendentemente dai valori che possono assumere i dati stessi. I vincoli possono essere di tipo implicito se sono imposti dalla struttura stessa dei dati, altrimenti sono di tipo esplicito e devono essere opportunamente dichiarati. Un insieme di dati organizzati secondo lo schema costituisce un esemplare (o istanza) del database. L istanza di un database può cambiare nel tempo; è l insieme dei dati che interessano in un certo contesto in un certo momento. SIGNIFICATO INTENSIONALE ED ESTENSIONALE Lo schema in pratica descrive il significato, l interpretazione dei dati, detta anche intensione (significato intensionale); valori specifici dei dati organizzati secondo lo schema costituiscono l estensione (significato estensionale). Il contenuto informativo del database deriva sia dal suo significato estensionale che intensionale. La definizione: Regioni (Nome, Capoluogo, Popolazione) costituisce lo schema. L insieme dei valori: Piemonte, Torino, Veneto, Venezia, Lazio, Roma, Sicilia, Palermo, costituisce una istanza o estensione. Su un campo può essere stabilito un vincolo esplicito (per esempio Popolazione > 0). Lo schema (categorie, associazioni, ecc.) viene descritto secondo le regole di un modello che definisce anche quali sono le operazioni ammesse per accedere ai dati e modificarli. Un modello è una rappresentazione concettuale che consente di attribuire ai dati una interpretazione del significato e di fornire delle operazioni per la loro gestione. Un modello di dati è costituito da un insieme di regole per la definizione dello schema e da un insieme di operazioni per la gestione della base di dati.

20 6 Modulo 1: I database Il modello attualmente più usato è quello relazionale. I DBMS relazionali sono anche chiamati RDBMS (Relational DBMS). MODELLO RELAZIONALE Il modello relazionale si basa sul concetto matematico di relazione, nell ambito della teoria degli insiemi. Il modello relazionale è stato definito a livello teorico prima di qualsiasi implementazione sul computer. Una relazione può essere considerata come una tabella di m righe e n colonne, dove ogni colonna rappresenta un attributo e ogni riga un record. Un database relazionale in pratica è un insieme di tabelle. Regione Nome Capoluogo Popolazione Piemonte Torino Veneto Venezia Lazio Roma Sicilia Palermo Attraversamento Fiume Regione Po Piemonte Po Lombardia Po Veneto Po Emilia Romagna Tevere Toscana Tevere Umbria Tevere Lazio Città Nome Regione Como Lombardia Padova Veneto Rovigo Veneto Lodi Lombardia Messina Sicilia Fiume Nome Lunghezza Po 652 Adige 410 Tevere 405 Adda Il modello relazionale è basato sui valori: le associazioni tra le entità sono descritte nelle tabelle solo mediante i valori dei campi che compongono le righe delle tabelle. Non ci sono archi che collegano le righe delle tabelle. Le interrogazioni possono essere realizzate con un linguaggio formale chiamato algebra relazionale, basato su operatori per manipolare le relazioni. Un linguaggio equivalente è il calcolo relazionale basato sulla logica matematica, usata per definire le espressioni che descrivono le proprietà del risultato. DATABASE RELAZIONALE Un database relazionale è un insieme di relazioni (tabelle), variabili nel tempo, le cui istanze sono estensioni di uno schema relazionale. Uno schema relazionale è un insieme di schemi di relazioni. I legami tra le relazioni si realizzano usando i valori di opportuni campi (campi chiave).

21 Capitolo 1: Introduzione ai database 7 MODELLO GERARCHICO Nel modello gerarchico lo schema è organizzato in strutture ad albero (alberi di definizione) in cui ogni nodo corrisponde a una entità. Le associazioni possono essere soltanto gerarchiche: ogni istanza di un nodo è associata ad una e una sola istanza del nodo padre. Si parla di associazioni 1:N dal padre ai figli. Le operazioni di ricerca nell albero (o navigazione) possono essere compiute solo a partire dalla radice. Un data base gerarchico risulta efficiente solo se le interrogazioni che vengono poste rispettano la struttura gerarchica. Domande che non rispettano la struttura possono richiedere la visita di tutto il database. Soluzioni a questo problema richiedono l introduzione di nuovi alberi, duplicando i dati, o meglio utilizzando figli logici, cioè puntatori ai dati già presenti (che non consentono però un interpretazione immediata). Con il database gerarchico costituito da Regione come radice e Città e Fiume come figli è possibile ottenere in modo efficiente risposte a domande del tipo: Quali sono le città di una data regione? Quali sono i fiumi di una data regione? Non è possibile rispondere in modo efficiente a domande del tipo: Quali sono i le regioni attraversate da un fiume? Per rispondere a questo tipo di domande può essere necessario un nuovo albero con radice Fiume e figlio Regione. Regione Città Fiume Fiume Regione In uno schema gerarchico si possono verificare inoltre anomalie di inserzione, cancellazione o aggiornamento: non si possono inserire informazioni su un nodo figlio se non esiste il padre; se si cancella un padre si devono cancellare tutte le informazioni relative ai figli; se un dato è duplicato bisogna aggiornarlo in tutti i punti in cui compare. Nel database dell esempio precedente si verificano alcune anomalie, per esempio: non si possono inserire informazioni su una città se non ci sono informazioni sulla regione a cui la città appartiene; se si cancella una regione si devono cancellare anche tutte le informazioni sulle città relative; se un fiume attraversa più regioni i dati sul fiume vengono duplicati.

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