Ricevimento studenti Lunedì ore 11-13

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1 Libro di testo A. Chianese,V. Moscato, A. Picariello, L. Sansone Basi di dati per la gestione dell informazione McGraw-Hill, 2007 Ricevimento studenti Lunedì ore 11-13

2 Didattica su web Si interagisce tramite: Si accede: con le credenziali di studente della FEDII Iscrivendosi al gruppo: basi dati 2009 Per: messaggi download di materiali date esami prenotazione esami ed esami 2

3 Cap. 1-I sistemi informatici La gestione dell informazione Basi di dati e sistemi di gestione Caratteristiche dei sistemi di gestione

4 4 Processi aziendali e sistema informativo Processo aziendale Sequenza di attività aziendali finalizzate alla realizzazione di un prodotto o servizio che coinvolge più risorse : materiali, organizzative, informative. Sistema informativo (definizione informale) Insieme dei processi aziendali e delle informazioni da essi gestite

5 Componenti di un Sistema informativo Patrimonio di dati materia grezza con cui si producono informazioni Insieme di procedure per acquisizione, trattamento, produzione informazioni Insieme di risorse umane che sovraintendono alle procedure Insieme di mezzi e strumenti Per l archiviazione ed il trattamento di informazioni 5

6 Definizione di sistema informativo Un sistema informativo è l insieme delle componenti di un organizzazione destinate a Acquisizione Elaborazione Memorizzazione Recupero Condivisione Trasmissione dell informazione. 6

7 Definizione di sistema informatico Un sistema informatico è la tecnologia a supporto del sistema informativo: Macchine hardware Programmi software Banche di dati e sistemi di gestione Reti di comunicazione 7

8 Produzione dell informazione 8

9 Esempio di sistema informativo ed informatico Comune dotato di sistema informativo e informatico per il rilevamento del livello di smog. Sistema informativo: Persone (dipendenti, sindaco, assessori) Mezzi e procedure per la produzione e gestione dell informazione relativa all inquinamento Sistema informatico: Gestione automatica da parte di opportuni addetti- delle informazioni a livello di smog mediante: macchine hardware, programmi software e apparati di rete 9

10 Concludendo I sistemi informatici si basano sull informatica per il trattamento dei dati e la produzione delle informazioni: le procedure sono automatizzate e costituite da programmi funzionanti su calcolatore. Abitualmente e per varie motivazioni vi sono parti del sistema informativo aziendale che non sono informatizzate e pertanto le informazioni vengono prodotte senza l ausilio delle tecnologie informatiche. 10

11 Estremizzazioni I sistemi informativi sono sempre esistiti: i sistemi informatici sono apparsi solo di recente I sistemi informativi possono non essere dotati di sistemi informatici 11

12 Dati e Informazioni Le informazioni di un organizzazione sono disponibili sotto forma di un insieme di dati memorizzati su apposito supporto. I dati devono essere opportunamente interpretati per dare luogo alle informazioni vere e proprie. Sia i dati grezzi che le regole per la loro interpretazione sono memorizzati sotto forma di dati e costituiscono pertanto il patrimonio informativo dell azienda. 12

13 13 Dati e Informazioni Attributo Tipo Valore Cliente Stringa Paolo Rossi Data di Nascita Data 08/02/1964 Titolo libro Stringa Zarathustra x Reale 1.0 Esempi di informazioni elementari ricavate interpretando i dati di un organizzazione

14 Informazioni complesse Le informazioni elementari sono correlate logicamente tra di loro associando una opportuna semantica ai legami : si ottengono così informazioni complesse. I record (struct) sono esempi di strutture dati atte alla rappresentazione di informazioni complesse 14

15 Dati e Informazioni complessi 15

16 ... interazioni con basi di dati Spesa in un supermercato Acquisto con carte di credito Prenotazione alberghiera presso agenzia Pagamento assicurazione Iscrizione ad un corso Richiedono uso di collezioni di dati memorizzate in modo persistente relative ad una realtà di interesse a servizio di una data organizzazione 16

17 Base di dati Una base di dati è l insieme di informazioni associato a collezioni di dati: tra loro correlati dotati di un opportuna descrizione Si tratta di: un unico e grande deposito di dati condiviso all interno dell azienda da tutte le applicazioni Persistente: cioè con vita molto più lunga delle procedure di gestione che consente di lavorare sempre su uno stato consistente dei dati 17

18 Descrizione della base di dati La base di dati deve mantenere una propria descrizione. è una collezione di dati autodescrittiva. Il catalogo o dizionario contiene un insieme di dati detti metadati che descrivono i dati stessi. Data Base Management System Basi di dati dati metadati Catalogo/ dizionario 18

19 Definizione di DBMS E un insieme di programmi che permettono di gestire la base di dati per: Definire Specificare Manipolare Inserire, dati tipi, strutture e vincoli sui dati cancellare, aggiornare recuperare i Controllare Controllare l accesso ai dati garantendo protezione da guasti, da accessi indesiderati 19

20 Gestione di una agenda telefonica Registrazione degli innumerevoli nomi di amici con relativo indirizzo, numeri di telefono, di cellulare... Approccio personale... Gestendo con opportuni programmi scritti nel linguaggio preferito tutte le operazioni di accesso ai dati e garantendone la persistenza in archivi riservati. Approccio mediante DBMS... Si utilizza un prodotto DBMS (gratuito, scaricato dal web) che permette la definizione dei dati e la gestione mediante le operazioni classiche di SELECT, INSERT, DELETE, UPDATE. 20

21 I DBMS I sistemi di gestione delle basi di dati (Data Base Management System) nascono per gestire collezioni di dati Grandi Condivise Persistenti Garantendo Affidabilità Privatezza Efficienza Efficacia 21

22 I DBMS e l architettura di sistema Un DBMS è un sistema di gestione di collezioni di dati residenti sulle memorie di massa DBMS Sistema Operativo Hardware Il DBMS amplia le funzioni del file system del Sistema Operativo 22

23 Definizione di sistema di basi di dati DBMS DB Il DBMS è il sistema software finalizzato alla gestione di collezioni di informazioni tra loro correlate 23

24 Architettura Standard (ANSI/SPARC) Descrizione fisica o interna Rappresentazione dello schema logico della base dati per mezzo di strutture fisiche di memorizzazione (file, record, puntatori) Descrizione logica Schema della base dati secondo il modello logico dei dati adottato dal DBMS Descrizione esterna Schema della porzione della basi dati visibile da uno specifico utente (dette anche viste parziali) 24

25 Architettura a livelli 25

26 Quando i DBMS non esistevano Applicazione B Applicazione ApplicazioneA File Anagrafici File File Applicazione C File Anagrafici File 26

27 Vantaggi dei livelli La struttura a livelli consente: La riduzione della complessità dei problemi L indipendenza tra i livelli Una più facile manutenzione del sistema La portabilità dei sistemi software Applicazioni Modello Logico Dati DBMS Oracle DBMS Informix Linux Windows NT Architettura Monoprocessore Architettura Multiprocessore 27

28 Astrazione dei dati Un DBMS consente così di avere descrizioni dei dati a diversi livelli di astrazione perchè: L utente deve vedere solo la porzione di dati di suo interesse La porzione di dati viene detta vista Il progettista deve vedere il modello logico dei dati: Una rappresentazione di concetti logici quali Oggetti, proprietà degli oggetti, legami tra gli oggetti Il sistema deve confrontarsi con la effettiva memorizzazione dei dati 28

29 Schema esterno o vista 29

30 Modello dei dati Per modello dei dati si intende l organizzazione dei dati le operazioni previste su tale organizzazione Insieme di costrutti usati per definire la base dati da un punto di vista strutturale e funzionale 30

31 Un ulteriore livello di astrazione Modello concettuale Progettista Modello logico Analista 31

32 Modello concettuale (progetto) Permette di cogliere i dati della realtà al massimo livello di astrazione Consente di descrivere i concetti del mondo reale Rappresenta i dati in modo indipendente da qualsiasi sistema Il modello concettuale più diffuso è il modello Entity - Relationship 32

33 Modello logico (gestione) I DMBS forniscono, analogamente ai linguaggi di programmazione, costruttori di modelli di dati gerarchico, reticolare, relazionale, ad oggetti Sono usati dalle applicazioni garantendo l indipendenza dalle strutture fisiche impiegate per la gestione dei dati 33

34 Modello gerarchico Struttura ad albero libro Capitolo 1 Uso di riferimenti espliciti (puntatori) tra informazioni autore dispensa Capitolo 2 Non esistono legami in uno stesso livello Difficoltà di espansioni e riduzioni dell albero 34

35 Modello reticolare Struttura a grafo libro autore Flessibilità garantita dai legami a tutti i livelli libro Casa editrice Uso di riferimenti espliciti (puntatori) tra informazioni Casa editrice Facilità di espansioni e riduzioni 35

36 Modello relazionale Struttura tabellare Basato sui valori delle informazioni Nome Anche i legami tra tabelle avvengono mediante valori Cognome Età Laurea Angelo Chianese 22 Ingegneria Marco Sansone 55 Economia Lucio Rossi 101 Medicina Facilità di espansioni e riduzioni 36

37 37 Modello ad oggetti Basato sul concetto di classe Struttura ad oggetti esame studente Dai nome Dai esame Legami tra gli oggetti mediante riferimenti Dai corso Dai docente record Metodi Modello recente e poco diffuso

38 Indipendenza dati applicazioni Mediante la definizione a livelli è possibile rendere le applicazioni indipendenti dal modo in cui i dati sono organizzati. Indipendenza logica dei dati: Attraverso il meccanismo delle viste le applicazioni possono essere indipendenti dallo schema logico della base dei dati Indipendenza fisica dei dati: Attraverso lo scema logico si è garantiti dalla differente implementazione fisica dei dati 38

39 Indipendenza dei dati Il livello logico è indipendente da quello fisico Soprattutto nei modelli relazionale e ad oggetti In quelli gerarchico e reticolare il dover gestire i puntatori limita tale indipendenza Il DBMS ha il compito di attuare il livello logico su quello fisico interagendo con il Sistema Operativo Le applicazioni vedono il livello logico La sostituzione o il cambiamento di modalità di gestione dei file non influisce sui programmi Anche il cambiamento di DBMS non dovrebbe alterare il funzionamento dei programmi Problema degli standard 39

40 Funzionalità di un DBMS Definire come i dati devono essere organizzati in informazioni attraverso un opportuno linguaggio di descrizione dei dati (DDL) Interrogare e gestire i dati attraverso un opportuno linguaggio di manipolazione (DML) 40

41 41 DML Data Manipulation Language Linguaggio usato dagli utenti per: Inserimento record Aggiornamento record Eliminazione record Interrogazione Ordinamento Indicizzazione SELECT città FROM persona WHERE cognome = Rossi

42 42 DDL Data Definition Language Linguaggio usato per definire: Gli schemi Logici Esterni (le viste) Il catalogo CREATE TABLE studente( matricola nome cognome ) char(6), char(20), char(25)

43 Transazioni Il DBMS esegue particolari programmi detti Transazioni. Una transazione è l esecuzione di un programma utente in ambiente DBMS che costituisce sintatticamente e semanticamente un unità atomica di modifiche persistenti fatte alla base di dati. Una transazione o termina in uno stato finale previsto dal programma o porta il sistema nello stato precedente all inizio della transazione 43

44 Commit e rollback La sequenza di operazioni sulla base dati deve essere eseguita per intero o per niente Preleva la Somma S Dal Conto X Deposita la Somma S Sul Conto Y Commit La conclusione positiva di una transazione è un impegno (commit) a mantenere traccia del risultato in modo definitivo Rollback Ripristino della situazione iniziale per fallimento del commit Integrità della base dati 44

45 Operazioni nelle transazioni Operazioni di interrogazione (SELECT) : garantiscono l atomicità in quanto non modificano lo stato della base dei dati Operazioni di INSERT: per inserire un nuovo oggetto nella BD Operazioni di UPDATE: per modificare un oggetto preesistente nella base di dati. Operazioni di DELETE: per cancellare un oggetto all interno della base di dati. 45

46 Caratteristiche di un DBMS (1) 1- Controllo della ridondanza e consistenza Un approccio basato su BD tende a eliminare inutili duplicazioni (ridondanza) dei dati. Si riduce così il rischio di inconsistenza : se un dato è disponibile una sola volta nella BD una sua modifica risulta immediatamente disponibile a tutti. Ridondanza: dati duplicati Consistenza: se una stessa informazione esiste in più punti, deve avere lo stesso valore 46

47 Caratteristiche di un DBMS (2) 2- Condivisione I dati di un organizzazione sono condivisi da tutti gli utenti e da tutte le applicazioni di un organizzazione. 3- Integrità dei dati Rispetto di opportune regole (vincoli) che impongono che le modifiche alla base dati avvengano in modo coerente. 47

48 Caratteristiche di un DBMS (3) 4- Gestione efficiente delle operazioni Il DBMS dispone di funzionalità per l esecuzione efficiente delle interrogazioni e degli aggiornamenti. 5- Gestione della concorrenza Il DBMS garantisce transazioni concorrenti sui dati senza interferenze reciproche Utenti diversi accedono agli stessi dati con politiche diverse di accesso (lock e unlock) 48

49 Caratteristiche di un DBMS (4) 6- Affidabilità Il DBMS dispone di funzionalità per il ripristino della base dati anche in caso di guasti o malfunzionamenti durante l esecuzione delle transazioni 7- Sicurezza Per sicurezza si intende prevenzione dall accesso ai dati ad utenti non autorizzati. Il DBMS consente di definire politiche di accesso ai dati per utente o per profilo di utente. 49

50 Le figure coinvolte Utenti finali Usano applicazioni predefinite per effettuare le transazioni desiderate Utenti esperti Interagiscono con i DBMS usando linguaggi interattivi QBE (query by example) Interfacce grafiche Esperti Progettisti e realizzatori di DBMS Progettisti delle basi dati Amministratori delle basi dati (DBA) Progettisti e programmatori delle basi dati 50

51 Il DBA Il Data Base Administrator ha un ruolo fondamentale Responsabile del controllo centralizzato e della gestione del sistema Analisi e miglioramento delle prestazioni Controllo della affidabilità Gestione delle autorizzazioni per il controllo degli accessi Gestione della sicurezza Qualche volta è anche coinvolto nella progettazione Installazione e generazione della base dati 51

52 I programmatori Le applicazioni possono essere sviluppate usando: Linguaggi testuali interattivi SQL (structured query langauge) Dialetti del SQL (estensioni come il PSQL di Oracle) Linguaggi tradizionali integrati con comandi SQL Pascal, C, Java, etc. Generatori di applicazioni che generano codice SQL Interfacce amichevoli 52