DATABASE. Progettare una base di dati. Come organizzare un database?

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1 DATABASE Progettare una base di dati Come organizzare un database? Abbiamo visto che un DB è una collezione di tabelle, le cui proprietà p sono specificate dai metadati Attraverso le operazioni sulle tabelle è possibile ottenere tabelle temporanee partendo da quelle esistenti Queste considerazioni portano a considerare separatamente il database fisico dal database logico DB fisico: formato fisico dei dati effettivamente memorizzato DB logico: viste create dinamicamente in modo da adattarsi alle esigenze degli utenti Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved. 1

2 Il database fisico Costituito dalle tabelle effettivamente scritte su disco Criterio importante = evitare la ridondanza: è una cosa molto, molto, molto brutta Non si devono mai replicare informazioni scrivendole in più posti diversi nel database Rischio di inconsistenza tra le copie Potremmo cambiare un dato in un posto e dimenticare di cambiarlo in un altro I dati incoerenti sono chiamati garbage Spazzatura la loro presenza è peggio della mancanza assoluta di dati Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Assenza di ridondanza Una sola copia di ogni dato Evitare le duplicazioni favorisce la coerenza interna, ma non assicura che i dati siano corretti Possibile problema: l informazione potrebbe essere necessaria in più parti del DB Meglio tenere una copia singola e permettere agli altri di accedervi Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

3 Soluzione La cosa migliore è mantenere una tabella separata a cui si accede tramite una chiave Piuttosto che ripetere l informazione, si tiene una tabella separata, con una chiave che funge da identificatore unico Tale identificatore, detto chiave esterna (foreign key) viene memorizzato in qualsiasi punto in cui avremmo dovuto ripetere l informazione Per reperire i dati, si fa una ricerca nella tabella apposita usando la chiave esterna Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Lo schema di un database I metadati delle tabella sono noti collettivamente t come schema del database Struttura e progetto Per illustrare la strategia di eliminazione della ridondanza, d consideriamo i un DB universitario con due tabelle, Studente e Residenza Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

4 Database universitario Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Collegare tabelle mediante relazioni Le due tabelle sono distinte, ma non indipendenti Il Num_Matricola collega ogni riga di Studente al rispettivo indirizzo in Residenza Si dice che tra le due entità c è una relazione Corrispondenza tra le righe di una tabella e quelle di un altra Le relazioni fanno parte dei metadati del DB La relazione è uno-a-uno poiché Num_matricola è la chiave di entrambe le tabelle La relazione è bidirezionale (possiamo trovare l indirizzo per ogni studente e anche lo studente per ogni indirizzo) Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

5 Ricostruire le tabelle con il join Le relazioni tra due tabelle permettono di costruirne una terza (Lista_Master) t che contiene le informazioni combinate di entrambe le tabelle Utilizziamo l operazione di join descritta nella lezione precedente Lista_Master = Studente JOIN Residenza on Studente.Num_Matricola = Residenza.Num_Matricola Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Progettare uno schema di database Poniamo che l ufficio del Preside e il centro sportivo necessitino entrambi delle informazioni sugli indirizzi Definiamo due tabelle Borsista e Sportivo senza l indirizzo ma con Num_Matricola come chiave primaria Borsista (Num_Matricola, Dipartimento, Media_voti) Sportivo (Num_Matricola,Num_Armadietto, Disciplina) Ogni nuova tabella ha una relazione uno-a-uno con la tabella Residenza e Studente (sia l ufficio del Preside che il centro sportivo possono cercare il nome degli studenti) Abbiamo 4 tabelle che non replicano alcun dato Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

6 Database logici e fisici Partendo da queste 4 tabelle fisiche, ne possiamo creare altre personalizzate per i vari dipartimenti e uffici L insieme di queste tabelle personalizzate va sotto il nome di database logico Il database logico non esiste fisicamente È ricreato ogni volta che è necessario, usando i valori correnti ( aggiornati) del DB fisico Contiene informazioni duplicate non lo memorizziamo in modo permanente per non creare ridondanza DB logici personalizzati (noti come viste) permettono a ogni gruppo di utenti di vedere i dati da un punto di vista particolare Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved. Database logici: creare viste sui dati Le viste sono tabelle logiche costruite mediante l applicazione di operazioni alle tabelle fisiche Le operazioni che creano le viste sono chiamate query o interrogazioni il join è un esempio di query Ogni tabella dotata di nome è una tabella fisica registrata sull hard disk oppure una tabella logica creata da un interrogazione Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

7 Creare la vista del Preside Contiene informazioni selezionate dalle tabelle fisiche Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Riunire tre tabelle con un join Come si scrive la query per creare la vista del Preside? Primo passo: notate che la vista del Preside contiene informazioni prese da tre tabelle L operazione di join associa l informazione per ogni studente Per ogni studente si possono riunire le informazioni prese da tutte e tre le tabelle Dati_Preside = Borsista JOIN (Studente JOIN Residenza on Studente.Num_Matricola = Residenza.Num_Matricola) on Borsista.Num_Matricola =Studente.Num_Matricola Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

8 Sfoltire i dati nella tabella Recupera solo le colonne che il Preside vuole vedere La strategia del join più sfoltimento è un approccio standard Si crea una supertabella (es. Dati_Preside) mediante il join di diverse tabelle fisiche Quindi si estraggono solo le informazioni che interessano l utente Vista_Preside = Select Nome, Cognome, Città, Dipartimento, Media_Voti From Dati_Preside Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved La vista del centro sportivo Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

9 Query su tabelle logiche Le tabelle logiche possono poi essere usate come quelle fisichei Se il centro sportivo volesse creare una squadra di pallanuoto: Select Num_Matricola, Nome, Cognome From (Select * From Vista_CS Where Disciplina = Pallanuoto ) Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved. Linguaggio di interrogazione: SQL SQL (Structured Query Language): è un linguaggio standard di uso larghissimo fornisce una struttura specifica di query per tecniche come join più sfoltimento ogni venditore usa un proprio dialetto SQL, ma le interrogazioni semplici sono più o meno uguali: SELECT lista di campi FROM tabella/e WHERE vincoli sulle righe Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

10 La clausola ON di SQL Dopo il SELECT c è una lista di campi (* per indicare tutti i campi) Il FROM specifica le tabelle da riunire nel Join La clausola ON specifica il campo da usare come riferimento per far corrispondere le righe Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved La clausola WHERE di SQL La clausola WHERE permette di specificare condizioni i i sulle righe: il Preside ad esempio vuole vedere solo gli studenti con una media uguale o superiore al 28 Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

11 Diagrammi entità-relazione La creazione di nuove tabelle coinvolge le relazioni Le relazioni i entrano a far parte dello schema di un database per indicare le connessioni tra le informazioni; i join le realizzano in pratica Se c è una relazione, probabilmente sarà applicata nella costruzione del database logico Gli amministratori di un database ne documentano la struttura utilizzando un linguaggio grafico, ossia riportando su un diagramma le relazioni Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Diagrammi ER Il formalismo standard è noto come diagramma entità- relazioni i (diagramma ER) Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

12 Formati diagramma ER Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Relazioni tra entità I diagrammi ER riportano un ulteriore informazione associata alle relazioni: il loro tipo Relazioni uno-a-uno Ogni riga della prima entità è associata al più a una riga della seconda entità (es. relazioni basate sulla stessa chiave) Relazioni uno-a-molti Più righe della seconda entità possono essere associate a una singola riga della prima entità (es. relazioni basate su chiavi diverse) Rappresentabili in modi diversi nei diagrammi ER Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

13 Relazioni uno-a-molti: esempio Tabella Account_Utente che elenca tutti gli utenti dei sistema informativo dell Università La relazione con la tabella Studente, che chiamiamo Assegnato_A, è uno-a-molti La chiave di Account_Utente sarà Nome_Account, e in ogni riga della tabella ci sarà Num_Matricola (chiave esterna) dello studente a cui è stato assegnato l account Uno studente può avere più account relazione uno-a-molti Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved. Le fasi di progettazione di un database 13

14 Strategie di costruzione di un DB Effettuare un analisi dei requisiti Occorre capire in che modo il database sarà utilizzato, quali tipi di dati verranno immessi dagli utenti e quali tipi di informazioni gli verranno fornite Scrivere e raffinare un prototipo di progetto fisico Implementare il progetto fisico Progettare il database logico Implementare il database logico Implementare le interfacce grafiche Valutare l efficacia del prodotto finale e (eventualmente) rivedere il progetto Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Il modello di business commissionato La società avrà agenzie in varie località del mondo Ogni agenzia darà a nolo l equipaggiamento per una singola attività sportiva La società offrirà attività organizzate come lezioni e visite guidate Il progetto del database riguarderà solo i noleggi e l organizzazione delle attività Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

15 Il modello di business HAI! La prima agenzia è la Snow Machine Ski Rental noleggio sci Un cliente attraversa tipicamente le fasi: Selezione. Il cliente fornisce all addetto il nome, l indirizzo di residenza e il domicilio locale Prova. Uno specialista ottiene informazioni sul peso e l abilità sciistica per la scelta degli attacchi. I numeri di matricola sono registrati e l equipaggiamento viene consegnato al cliente Pagamento. Il cliente firma il contratto di noleggio e paga Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Analisi dei requisiti Considerare i dati creati durante una transazione e quelli necessari per portarla a termine Dati creati: informazioni personali del cliente equipaggiamento e informazioni tecniche Dati necessari: il contenuto del contratto di noleggio (associazione dei dati personali con quelli tecnici relativi all attrezzatura) Idea: costruire una singola tabella Noleggi con un campo per ogni informazione necessaria nel contratto Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

16 Analisi dei requisiti (cont.) Specificatamente, il contratto deve contenere il nome, l indirizzo e il numero di telefono del cliente Se il cliente ritorna, queste informazioni saranno ripetute ridondanza! Definiamo quindi una tabella separata per i clienti (Clienti) Definiamo una tabella anche per gli esperti dell avventura (Squadra) La tabella dei Noleggi registra la data della transazione, l equipaggiamento noleggiato, ecc. Il DB ha ora tre tabelle: Clienti, Squadra e Noleggi ci sono relazioni tra Clienti e Noleggi ci sono relazioni tra Squadra e Noleggi Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Un primo prototipo Specifica della tabella Clienti Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

17 Un primo prototipo Specifica della tabella Squadra NOTA: Non contiene indirizzi Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Un primo prototipo Schema dei recapiti degli impiegati Lo stesso schema può essere usato per creare due tabelle, In_Casa e Indirizzo_Locale (per il recapito permanente e temporaneo ) SopraNN corrisponde a Soprannome in Squadra: serve per mettere le tabelle in una relazione uno-a-uno Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

18 Un primo prototipo Specifica della tabella Noleggi ID noleggio chiave della tabella Clienti chiave della tabella Squadra data gli altri dati necessari riguardanti l attrezzatura noleggiata: Num_scarp numero di serie Num_sci numero di serie sia per sci che per tavole Sci? noleggia sci o tavola Abilità, peso informazioni sul cliente Att_sx, att_dx configurazione attacchi Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Un primo prototipo Dipendenze: Il campo Sci? (S/N) indica se il cliente ha affittato degli sci e quindi deve configurare gli attacchi Solo se li ha affittati, occorre specificare Peso, Abilità e configurazione attacchi Questi vincoli devono essere rispettati nell implementazione Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

19 Un primo prototipo Specifica delle relazioni Relazioni uno-a-molti Noleggia, la relazione Clienti:Noleggi Gestisce, la relazione Squadra:Noleggi Relazioni uno-a-uno Casa_ Di,, la relazione Ind_ Casa:Squadra Domicilio_Di, la relazione Ind_Locale:Squadra Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Rivedere il progetto fisico? Valutare la sua organizzazione e verificare se soddisfa i requisiti degli utenti Nel database non c è ridondanza (progetto corretto), ma il progetto può essere esteso ad altre attività sportive? Potenziale problema: i dettagli dell attrezzatura devono essere specializzati per la nuova attività Idea: i dettagli sull attrezzatura noleggiata potrebbero essere spostati in una tabella separata, di nome Attrezzatura Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

20 Rivedere il progetto fisico? Chiave della tabella Attrezzatura: ID_Attrezzatura Introdurre una nuova relazione Creando la nuova tabella Attrezzatura per specificare l equipaggiamento noleggiato, creiamo una relazione molti-a-uno tra le due tabelle Noleggi e Attrezzatura Noleggi non ha più i dettagli dell attrezzatura Assicurarsi che i campi siano unici Gestire il campo chiave di Noleggi in modo che identifichi univocamente un noleggio in ogni negozio Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Implementazione del database fisico Definire le tabelle Definire le relazioni Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

21 Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

22 Il database logico Scrivere viste per un database: si analizza l attività di business per identificare i flussi di informazione in entrata e in uscita si determinano le informazioni che servono agli specialisti in ogni determinata vista, e si identificano le tabelle in cui sono memorizzate si scrive un interrogazione concettuale per una nuova tabella, adottando l approccio join più sfoltimento si implementa l interrogazione concettuale con una query SQL si definisce la GUI o interfaccia grafica destinata a visualizzare fisicamente l informazione contenuta nella tabella appena creata Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Il database logico (cont.) Tre viste legate al rapporto con la clientela: Registrazione. e Dopo che l addetto all entrata ata ha accolto il cliente e questi ha deciso che cosa affittare, l addetto registra i suoi dati personali inserendoli nella tabella Clienti Configurazione. Il cliente si sposta nella Sala di Prova, dove uno specialista lo aiuta a scegliere e configurare l attrezzatura Contratto. tt Il cliente prende l equipaggiamento i appena configurato e passa di nuovo all ingresso per firmare il contratto e pagare il noleggio. Il prezzo è inserito nel sistema. Per la creazione del contratto occorre combinare e stampare informazioni prese dalle tabelle Clienti, Attrezzatura, Squadra e Noleggi. Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

23 Il database logico (cont.) Una vista relativa agli impiegati: Assunzione. Le informazioni di ogni nuovo esperto dell avventura vanno inserite nel database al momento dell ingaggio. Quest operazione coinvolge tre tabelle: Squadra, Ind_Casa e Ind_Locale. Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Analisi delle tabelle necessarie per le viste Identifichiamo le 4 tabelle che corrispondono alle viste. Mai scritte su disco, ma calcolate ogni volta Tabelle logiche calcolate dalle interrogazioni: Registrazione: sono richiesti i campi ID_Noleggio e Cliente di Noleggi, (il campo Esperto,) tutti i campi di Clienti e il campo Sci? dalla tabella Attrezzatura Configurazione: tutti i campi di Attrezzatura, ID_Noleggio ed Esperto da Noleggi, il Nome e Cognome dalla tabella Clienti Contratto: richiede tutti i campi dalla tabella Noleggi (tranne e Indir_Locale) e Attrezzatura e il nome dello specialista preso dalla Squadra Assunzione: tutti i campi di Squadra, Ind_Casa e Ind_Locale Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

24 Riassunto dei campi richiesti Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Scrivere le interrogazioni che creano le viste Per creare le viste scriveremo alcune query Approccio join più sfoltimento : t si crea una supertabella e si estraggono gli elementi necessari alla vista Query per la registrazione: Dà l avvio a un noleggio (una nuova riga nella tabella Noleggi) Vengono impostati i valori di ID_Noleggio e Cliente. Inoltre è richiesto il campo Esperto dalla tabella Noleggi, tutti i campi di Clienti e Sci? dalla tabella Attrezzatura Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

25 Scrivere le interrogazioni che creano le viste (cont.) Query per la configurazione: Servono ID_Noleggi, Esperto e Cliente dalla tabella Noleggi; tutti i campi dalla tabella Attrezzatura Query per il contratto: Dalle prime tre tabelle servono tutti i campi eccetto Clienti. e Clienti.Ind_Locale; dalla tabella Squadra solo il nome dell Esperto Query per l assunzione: Tutti i campi delle tre tabelle Squadra, Ind_Casa e Ind_Locale Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Implementazione del database logico Codifica della query per l assunzione dei dipendenti consiste nel join di tre tabelle il join naturale produce una tabella che comprende tutti i campi, ma in SQL è necessario specificare quali campi devono essere inclusi (SELECT FROM) si usa il comando INNER JOIN occorre specificare il test di uguaglianza usato dall INNER JOIN tutti i riferimenti ai campi adottano la sintassi nome_tabella.nome_campo Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

26 Query SQL per l assunzione dei dipendenti SELECT Squadra.Soprannome, Squadra.Nome, Squadra.Cognome, Squadra.Numero_assicur, Squadra.Tel_cellulare, Squadra. , Squadra.Certificato, Squadra.Cert_termine, Squadra.Cert_Dettagli, Ind_Casa.Indirizzo, Ind_Casa.Città FROM Ind_Locale JOIN (Ind_Casa JOIN Squadra ON Ind_Casa.SopraNN=Squadra.Soprannome) ON Ind_ Locale.SopraNN=Squadra.Soprannome; p Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved. Implementazione del database logico (cont.) Codifica della query per la registrazione dei clienti e della query per la configurazione dell attrezzatura segue le stesse linee guida Codifica della query per la generazione del contratto Coninvolge quattro tabelle Tuttavia, dato che utilizza tutti i campi (tranne due) delle prime tre tabelle e solo tre campi dell ultima, non è molto difficile concettualmente Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

27 Query SQL per la generazione del contratto SELECT FROM Attrezzatura JOIN (Clienti JOIN (Squadra JOIN Noleggi ON Squadra.Soprannome = Noleggi.Esperto) ON Clienti.ID_Cliente = Noleggi.Cliente) ON Attrezzatura.ID_Attrezzatura=Noleggi.Attrezz; Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved. Implementazione delle interfacce utente Permettono di inserire i dati facilmente Linee guida: organizzare le informazioni in modo sensato raggruppate i campi e cercate di orientarli nel modo più consueto evitare la confusione eliminate campi duplicati ed evitate ogni elemento di testo, linea o effetto grafico inutile usare valori di default inserite in un campo un valore di default o l indicazione del formato atteso (come GG/MM/AAAA) Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

28 Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

29 QBE: Query by Example Sebbene formulare le query in SQL non sia complicatissimo, la tecnica QBE lo rende ancor più semplice Disponibile in Microsoft Access Idea: l utente fornisce un esempio della tabella finale che desidera ottenere specificando i campi in una tabella vuota Il software genera il codice SQL necessario per ottenere una tabella identica a quella indicata Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved. Copyright 2006 Pearson Education. All rights reserved

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