Fondamenti di Informatica

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1 Università Degli Studi di Ferrara Corso di Laurea in Scienze della Comunicazione - A.A Fondamenti di Informatica Lez Database Fondamenti di Informatica - Docente: Giacomo Piva - giacomo.piva@unife.it

2 In questa lezione Data base Entità Relazioni

3 Informazioni Informazione Strutturata Non Strutturata

4 L informatica Partendo dalla nostra definizione di Infromatica: È la scienza applicata che si occupa del trattamento dell'informazione mediante procedure automatizzate. Arriviamo allo strumento per eccellenza dell organizzazione delle informazioni

5 Data Base Per potere rappresentare informazioni in modo duraturo occorre sviluppare delle tecniche per mantenerle in memoria secondaria e poterle consultare in modo pratico. Lo strumento informatico utilizzato per questo scopo sono le Basi di Dati

6 Data Base Una base di dati e una collezione di dati immagazzinati in modo permanente su disco che permette di definire delle entità e delle relazioni. Un database è uno strumento che permette di: Inserire Aggiornare Recuperare Cancellare Combinare fra loro i dati (cioè le informazioni)

7 Data Base Lo scopo di un Data base è quello di rappresentare il mondo reale in termini di entità e relazioni. Le entità sono gli oggetti (ma non solo) del nostro mondo reale: Un film su DVD Un impiegato Un dipartimento Le relazioni invece rappresentano i legami fra le entità (come si relazionano fra loro).

8 Data Base Prendiamo come esempio un film su DVD Titolo Anno di uscita Durata

9 Data Base Titolo Titolo Titolo

10 Data Base Se io volessi organizzare la mia videoteca, per ogni film avrei: Titolo: I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna Anno: 2003 Durata: 143 Titolo: I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma Anno: 2006 Durata: 151

11 Data Base: Entità In modo più appropriato Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo e magari, potrei anche dare un nome a questa tabella: Film

12 Data Base: Entità Una volta che i miei dati sono all interno della mia entità strutturata, posso ricavarne nuove informazioni. Ad esempio posso filtrare la tabella per ottenere Tutte le righe della tabella Film in cui l Anno è dopo il 2003 Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo

13 Data Base: Nomi appropriati Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger Entità

14 Data Base: Nomi appropriati Titolo Anno di uscita Attributi Durata

15 Data Base: Nomi appropriati Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger Attributi

16 Data Base: Nomi appropriati Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger Record o Tupla

17 Data Base: Nomi appropriati Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger Campo

18 Data Base: Nomi appropriati Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger Valore dell attributo

19 Data Base: Entità Facciamo un altro esempio tipico, pensiamo alla rubrica Nome Cognome Numero di telefono Bob

20 Data Base: Entità Organizzato meglio Nome Cognome Telefono Alan Menegatti Alberto Marchi Alessandro Menegatti Alessandro De Cesare Tabella: Persone

21 Chiave primaria Perchè una base di dati funzioni al meglio, deve essere strutturata in modo che ogni riga sia identificabile univocamente attraverso il valore di un suo attributo. In altre parole, deve esistere una colonna per cui non è possibile che esistano due righe in cui ci sia lo stesso valore.

22 Chiave primaria Nome Cognome Telefono Alan Menegatti Alberto Marchi Alessandro Menegatti Alessandro De Cesare

23 Chiave primaria Nome Cognome Telefono Alan Menegatti Alberto Marchi Alessandro Menegatti Alessandro De Cesare

24 Chiave primaria La colonna, o meglio l attributo che identifica univocamente una riga prende il nome di Chiave Primaria o Primary Key (PK) Ogni entità può avere una ed una sola chiave primaria. La Chiave primaria viene definita durante la fase di creazione dell entità e deve sempre avere un valore.

25 Chiave primaria Utilizzare come chiave primaria il numero di telefono o l indirizzo , può andare bene se stiamo lavorando con una piccola rubrica personale, ma non possiamo fare affidamento su questi valori in casi più complessi. Pensiamo al caso in cui la tabella Persone faccia parte di una rubrica più grande, magari gli impiegati di una grande azienda suddivisa in reparti in cui: Il numero di telefono -> di un ufficio con più persone. -> di un reparto con più persone.

26 Chiave primaria Nome Cognome Telefono Alan Menegatti Alberto Marchi Alessandro Menegatti Alessandro De Cesare Appaiono in più righe, non possono essere chiave primaria

27 Chiave primaria Nome Cognome Telefono Codice Fiscale Alan Menegatti XXYY Alberto Marchi YYXX Alessandro Menegatti XYXY Alessandro De Cesare YXYX

28 Chiave primaria In tutti quei casi in cui è possibile identificare una caratteristica o proprietà davvero univoca per ogni oggetto, parliamo di chiave primaria naturale. Ma esistono tantissimi casi in cui non è possibile identificare una chiave primaria naturale. In questi casi, le possibilità sono 2: O ci affidiamo a chiavi naturali e imponiamo a priori che non è possibile inserire 2 record (righe) con quello stesso valore di attributo (ad esempio l indirizzo ) Oppure, inventiamo una chiave primaria sicuramente univoca.

29 Chiave primaria Se, la nostra entità non ha una chiave primaria naturale, è possibile crearne una artificiale Id Titolo Anno Durata 1 I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo

30 Chiave primaria I database offrono la possibilità di gestire automaticamente le chiavi primarie in maniera sicura garantendo l univocità delle stesse.

31 Data base Pensiamo ora di espandere la nostra tabella film aggiungendo altri attributi, ad esempio riguardo al Regista: Nome del Regista Premi vinti dal Regista Perchè dovremmo aggiungere attributi? Per poter aumentare le possibilità di estrarre informazioni Selezionare dalla tabella Film tutte le righe in cui Anno è > 2003 AND il Regista ha vinto almeno un Premio

32 Data base Pensiamo ora di espandere la nostra tabella film aggiungendo altri attributi, ad esempio riguardo al Regista: Nome del Regista Fate attenzione a questo dettaglio. Premi vinti dal Regista Parleremo dei premi vinti dal Regista, non dal Film. Perchè dovremmo aggiungere attributi? Per poter aumentare le possibilità di estrarre informazioni Selezionare dalla tabella Film tutte le righe in cui Anno è > 2003 AND il Regista ha vinto almeno un Premio

33 Data base: Relazioni Pensiamo di allungare l elenco di attributi della nostra relazione Id Titolo Anno Durata Regista Premi I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare Gregor Verbinski Gregor Verbinski Gregor Verbinski Rob Marshall 3 5 The Lone Ranger Gregor Verbinski 4 Tabella: Film

34 Data base Ora che abbiamo più informazioni all interno della nostra entità, possiamo immaginare di ottenere nuove informazioni Possiamo ad esempio Selezionare dalla tabella Film (tutte le righe) in cui il Regista = Rob Marshall AND Durata <= 150 Oppure Select From Film Where Anno > 2003 AND Premi > 3

35 Il linguaggio SQL Complimenti! Avete appena compreso le vostre prime righe di codice: Select From Film Where Anno > 2003 AND Premi > 3 Il linguaggio SQL (Structured Query Language) è lo strumento utilizzato per estrarre le informazioni da una base di dati.

36 Il linguaggio SQL Il risultato di una Query di interrogazione SQL è sempre una Entità Il linguaggio SQL consente, oltre ad interrogare la base di dati anche di creare le entità e di Inserire le informazioni in una entità Aggiornare le informazioni in una entità Cancellare le informazioni in una entità

37 Data base Tornando alla nostra entità Film, cosa possiamo notare? Id Titolo Anno Durata Regista Premi* I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare Gregor Verbinski Gregor Verbinski Gregor Verbinski Rob Marshall 3 5 The Lone Ranger Gregor Verbinski 4 Tabella: Film *Premi vinti dal Regista!

38 Data base Questa informazione, in un certo senso è fuori posto Id Titolo Anno Durata Regista Premi* I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare Gregor Verbinski Gregor Verbinski Gregor Verbinski Rob Marshall 3 5 The Lone Ranger Gregor Verbinski 4 Tabella: Film *Premi vinti dal Regista!

39 Data base Ha senso separare le informazioni riguardo ai Registi in una seconda Entità Id Nome Anno Esordio Premi 1 Gregor Verbinski Rob Marshall Tabella: Registi

40 Data base Separate le informazioni nelle due entità, abbiamo bisogno di mantenerle comunque collegate per poter associare ad ogni film il proprio Regista Film 1 2 Id Titolo Anno Durata I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare Registi Id Nome Anno Esordio Premi 1 2 Gregor Verbinski Rob Marshall The Lone Ranger

41 Data base Registi Id Nome Anno Esordio Premi 1 Gregor Verbinski Rob Marshall Abbiamo creato la nuova entità con un riferimento che identifica sicuramente una singola riga all interno dell entità stessa. Possiamo sfruttarlo?

42 Data base Aggiungendo una colonna id Regista nell Entità Film possiamo tenere traccia di quale Regista ha diretto il film Registi Id Nome Anno Esordio Premi Film 1 Gregor Verbinski Id Titolo Anno Durata id Regista I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma Rob Marshall I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger

43 Data base: Relazioni Id Titolo Anno Durata id Regista 1 2 I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger Tabella: Film Aggiungendo una colonna con l id del regista, abbiamo creato la una relazione fra film e registi

44 Data base: Relazioni Il riporto della chiave primaria di una entità all interno di una seconda entità prende il nome di Chiave Esterna o Foreign Key (FK). A differenza delle Chiave Primaria, una relazione può avere più Chiavi Esterne, una per ogni relazione. Registi Id Nome Anno Esordio Premi Film 1 Gregor Verbinski Id Titolo Anno Durata id Regista I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma Rob Marshall PK dell entità Registi I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger PK dell entità Film FK dell entità Registi in Film

45 Relazione 1:N Aggiungendo una colonna con l id del regista, abbiamo creato la una relazione fra film e registi Registi 1 : N Film Questo tipo di relazione si indica con 1 : N e si legge Uno a N ( Uno a molti ) Ovvero, UN regista ha diretto N film.

46 Relazione N:M La relazione N:M è una relazione che associa a più record di una entità più record di una seconda entità Attori N : M Film Si legge N a M ( Molti a molti ) Un esempio potrebbe essere la relazione Ha recitato in che collega la nostra entità Film con una entità Attori

47 Relazione 1:1 La relazione 1:1 è una relazione che associa ad una entry di una entità una sola entry di una seconda entità Dipartimenti 1 : 1 Direttori Si legge Uno a Uno Un esempio potrebbe essere la relazione Dirige/È diretto che collega una ipotetica entità Dipartimenti con una entità Direttori. Un secondo esempio è la relazione che c è fra Stati e Presidenti. Uno Stato ha un solo Presidente ed un Presidente lo è di un solo Stato.

48 Lo schema ER Lo schema ER (entità relazione) è una rappresentazione grafica dei dati in cui le entità sono rappresentate da rettangoli e le relazioni da rombi. Gli attributi di una entità sono rappresentati da un ovale Attributo Entità Relazione Gli elementi sono uniti con delle linee

49 Entità e Attributi Una entità possiede uno o più attributi Attributo Attributo Entità Attributo

50 Relazioni Due entità possono essere legate da una relazione Entità Relazione Entità

51 Cardinalità delle relazioni La cardinalità della relazione è rappresentata da una coppia di numeri naturali che specificano il numero minimo e massimo di occorrenze in cui un entità partecipa alla relazione. Entità (1, 1) Relazione 1,1: Ogni record dell entità deve essere presente una sola volta nella relazione 1,N: Ogni record dell entità deve essere presente nella relazione e può esserlo più volte 0,1: Ogni record dell entità può non essere presente e può essere presente una sola volta 0,N: Ogni record dell entità può non essere presente e può essere presente più volte

52 Cardinalità delle relazioni Persone (0, 1) conseguito (1, 1) Patente* 1 : 1 Persone (1, N) conseguito (0, M) Titolo di studio** N : M * Numero di patente, non la tipologia (A, B, C ) ** Tipologia del titolo (Licenza media, Diploma, Laurea )

53 Lo schema ER Cominciamo dalla nostra entità Film Titolo Anno Film Durata

54 Lo schema ER Continuiamo con la nostra entità Registi Titolo Nome Anno Film Registi Anno Durata Esordio Premi

55 Lo schema ER Completiamo con la nostra relazione Titolo Nome Anno Film Dirige Registi Anno Durata Esordio Premi

56 Lo schema ER Riguardiamo i nostri collegamenti Registi Id Nome Anno Esordio Premi Film 1 Gregor Verbinski Id Titolo Anno Durata id Regista I pirati dei Caraibi: La maledizione della prima luna I pirati dei Caraibi: La maledizione del forziere fantasma Rob Marshall I pirati dei Caraibi: Ai confini del mondo I pirati dei Caraibi: Oltre i confini del mare The Lone Ranger

57 Lo schema ER Quale è la cardinalità della nostra relazione? Titolo Nome Anno Film Dirige Registi Anno Durata (?,?) (?,?) Esordio Premi

58 Lo schema ER Quale è la cardinalità della nostra relazione? Titolo Nome Anno Film Dirige Registi Anno Durata (1, 1) (?,?) Esordio Premi

59 Lo schema ER Quale è la cardinalità della nostra relazione? Titolo Nome Anno Film Dirige Registi Anno Durata (1, 1) (1, N) Esordio Premi

60 Lo schema ER Quale è la cardinalità della nostra relazione? Titolo Nome Anno Film Dirige Registi Anno Durata (1, 1) (1, N) Esordio 1 : N Premi

61 Lo schema ER Aggiungiamo qualcosa? Nome Registi Anno Titolo Dirige 1 : N Esordio Premi Anno Film Nome Durata Recitano N : N Attori Anno Esordio Premi

62 Domande?

63 Quali nuovi termini possiamo aggiungere al nostro dizionario?