Basi di Dati. Laboratorio Ing. G. Laboccetta Dott.ssa. V. Policicchio. Corso di Laurea in Informatica. a.a

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1 Corso di Laurea in Informatica Basi di Dati a.a Laboratorio Ing. G. Laboccetta Dott.ssa. V. Policicchio

2 PROGETTAZIONE FISICA SQL-DDL OBIETTIVO: Rappresentare i dati della realtà di interesse attraverso le strutture dati di uno specifico DBMS

3 PROGETTAZIONE DELLA BASE DI DATI

4 FASI E STEP DEL PROGETTO 1.Analisi e progettazione concettuale a. Raccolta e Analisi dei requisiti b. Progettazione dello schema EntitàRelazione (E-R) c. Specifica delle funzioni per operare sui dati d. Stima del carico applicativo del sistema informatico 2.Progettazione logica della base di dati a. Ristrutturazione dello schema E-R in uno schema E-R semplificato orientato al modello relazionale b. Traduzione dello schema E-R ristrutturato in schema relazionale

5 FASI E STEP DEL PROGETTO 3. Progettazione fisica ed implementazione della base di dati a. Definizione dello schema della base di dati sul DBMS relazionale open-source MySQL 5.0 mediante SQL- DDL b. Popolamento della base di dati c. Realizzazione delle interrogazioni per operare sui dati

6 SQL: Funzionalità DDL Sintassi Esempi OBIETTIVI DELLA LEZIONE

7 PROGETTAZIONE FISICA Obiettivo: Rappresentare i dati della realtà di interesse attraverso le strutture dati di uno specifico DBMS Input: Schema logico(prodotto della progettazione logica) DBMS scelto(per sapere quali strutture dati fisiche utilizzare) Previsioni del carico applicativo (per ottimizzare la base di dati rispetto ad esso) Output: Schema fisico (Tipicamente nei DBMS attuali consiste in uno schema logico definito mediante SQL-DDL + alcune scelte relative all effettiva implementazione sul DBMS di detto schema) Qualità: Efficienza rispetto al carico applicativo

8 MODELLI DI DATI I prodotti della varie fasi della progettazione sono schemi basati su specifici modelli di dati: Schema concettuale modello concettuale Schema logico modello logico Schema fisico modello logico + parametri fisici

9 MODELLI DEI DATI ADOTTATI Schema concettuale: Modello Entità-Relazione (ER) Schema logico: Modello Relazionale DDL: SQL-standard Schema fisico: Modello relazionale + strutture fisiche DDL: SQL supportato dal DBMS scelto (MySql 5.0)

10 SQL Originariamente acronimo di "Structured Query Language", ora nome proprio Prima proposta: SEQUEL (IBM Research, 1974) È uno standard (1986, poi 1989, 1992, 1999 e infine 2003) ma esistono varie versioni (DBMS diversi implementano versioni diverse) È un linguaggio dichiarativo (a differenza dell Algebra Relazionale che è di tipo procedurale) Ha varie funzionalità: DDL (Data Definition Language) DML (Data Manipulation Language)

11 SQL- FUNZIONALITÀ DDL Data Definition Language: funzionalità che consente di definire lo schema dei dati L istruzione più importante del DDL di SQL è: CREATE TABLE definisce uno schema di relazione, specificando attributi e vincoli) crea un istanza vuota dello schema

12 DEFINIZIONE DI TABELLE CREATE TABLE NomeTabella ( NomeAttributo Dominio [ Vincoli ] {, NomeAttributo Dominio [ Vincoli ]} [ AltriVincoli ])

13 CREATE TABLE, ESEMPIO CREATE TABLE Impiegato( Matricola CHAR(6) PRIMARY KEY, Nome CHAR(20) NOT NULL, Cognome CHAR(20) NOT NULL, Dipart CHAR(15), Stipendio NUMERIC(9) DEFAULT 0, FOREIGN KEY(Dipart) REFERENCES Dipartimento(NomeDip), UNIQUE (Cognome,Nome) )

14 DOMINI Domini elementari (predefiniti) Domini definiti dall'utente (semplici, ma riutilizzabili)

15 DOMINI ELEMENTARI Carattere singoli caratteri o stringhe, anche di lunghezza variabile: char(n) character(n) varchar(n) char varying(n) nchar(n) nvarchar(n) nchar varying(n)) stringhe di lunghezza fissa stringhe di lunghezza variabile come sopra ma UNICODE

16 DOMINI ELEMENTARI Numerici esatti e approssimati: int, integer, smallint numeric,numeric(p), numeric(p,s)) decimal, decimal(p), decimal(p,s)) float, float(p), real, double precision interi valori numerici esatti non negativi valori numerici esatti anche negativi Reali

17 DOMINI ELEMENTARI Data, ora date / time / timestamp time with timezone / timestamp with timezone Bit: singoli bit o stringhe di bit bit(n) bit varying(n) Introdotti in SQL 1999 boolean BLOB, CLOB (binary/character large object): per grandi immagini e testi

18 Istruzione CREATE DOMAIN: DEFINIZIONE DI DOMINI definisce un dominio (semplice), utilizzabile in definizioni di relazioni, anche con vincoli e valori di default SINTASSI: CREATE DOMAIN NomeDominio as DominioPreesistente [ Default ] [ Vincoli ] ESEMPIO: CREATE DOMAIN Voto AS SMALLINT DEFAULT NULL CHECK ( value >=18 AND value <= 30 )

19 VINCOLI INTRARELAZIONALI NOT NULL UNIQUE definisce attributi che identificano una tupla PRIMARY KEY: chiave primaria (una sola, implica NOT NULL e UNIQUE) CHECK, consente di verificare che una condizione venga rispettata

20 UNIQUE E PRIMARY KEY Due forme: singolo attributo: unique dopo la specifica del dominio primary key dopo la specifica del dominio più attributi: unique (Attributo,..., Attributo) primary key (Attributo,..., Attributo)

21 CREATE TABLE, ESEMPIO CREATE TABLE Impiegato( Matricola CHAR(6) PRIMARY KEY, Nome CHAR(20) NOT NULL, Cognome CHAR(20) NOT NULL, Dipart CHAR(15), Stipendio NUMERIC(9) DEFAULT 0, FOREIGN KEY(Dipart) REFERENCES Dipartimento(NomeDip), UNIQUE (Cognome,Nome) )

22 PRIMARY KEY, ALTERNATIVE CREATE TABLE Impiegato ( Matricola character(6) primary key,...) Oppure CREATE TABLE Impiegato ( Matricola character(6),... primary key (Matricola))

23 CREATE TABLE, ESEMPIO CREATE TABLE Impiegato( Matricola CHAR(6) PRIMARY KEY, Nome CHAR(20) NOT NULL, Cognome CHAR(20) NOT NULL, Dipart CHAR(15), Stipendio NUMERIC(9) DEFAULT 0, FOREIGN KEY(Dipart) REFERENCES Dipartimento(NomeDip), UNIQUE (Cognome,Nome) )

24 CHIAVI SU PIÙ ATTRIBUTI Nome CHAR(20) NOT NULL, Cognome CHAR(20) NOT NULL, UNIQUE (Cognome,Nome), Nome CHAR(20) NOT NULL UNIQUE, Cognome CHAR(20) NOT NULL UNIQUE, Attenzione: non è la stessa cosa!

25 VINCOLI INTERRELAZIONALI CHECK REFERENCES e FOREIGN KEY Permettono di definire vincoli di integrità referenziale di nuovo due sintassi: per singoli attributi su più attributi E' possibile definire politiche di reazione alla violazione

26 REFERENCES E FOREIGN KEY Permettono di definire vincoli di integrità referenziale. Sintassi: per singoli attributi: references dopo la specifica del dominio riferimenti su più attributi: foreign key(attributo,...,attributo) references ALTRATABELLA(A1,,AN) Gli attributi referenziati nella tabella di arrivo (master) devono formare una chiave (primay key o unique). Semantica: ogni combinazione (senza NULL) di valori per gli attributi nella tabella di partenza (slave) deve comparire nella tabella di arrivo (master).

27 Infrazioni Codice Data 1/2/95 4/3/95 5/4/96 5/2/98 Vigili Vigile Matricola Prov Numero MI 39548K TO E39548 PR PR Cognome Rossi Neri Neri Mori Esempio Nome Luca Piero Mario Gino

28 Infrazioni Codice Data 1/2/95 4/3/95 5/4/96 5/2/98 Vigile Esempio Prov Numero MI 39548K TO E39548 PR PR Auto Prov Numero MI 39548K TO E39548 PR Cognome Rossi Rossi Neri Nome Mario Mario Luca

29 CREATE TABLE, ESEMPIO CREATE TABLE Infrazioni( Codice CHAR(6) NOT NULL PRIMARY KEY, Data DATE NOT NULL, Vigile INTEGER NOT NULL Vigili(Matricola), Provincia CHAR(2), Numero CHAR(6), REFERENCES ) FOREIGN KEY(Provincia, Numero) REFERENCES Auto(Provincia, Numero)

30 MODIFICHE DEGLI SCHEMI ALTER DOMAIN ALTER TABLE DROP DOMAIN DROP TABLE...

31 MODIFICHE DEGLI SCHEMI ALTER TABLE Permette di modificare lo schema di una tabella Esempio: CREATE TABLE Infrazioni( Codice CHAR(6) NOT NULL PRIMARY KEY, Data DATE NOT NULL, Vigile INTEGER NOT NULL Provincia CHAR(2), Numero CHAR(6) ) REFERENCES Vigili(Matricola), ALTER TABLE Infrazioni ADD CONSTRAINT MioVincolo foreign key (Provincia, Numero) references Auto(Provincia,Numero)

32 MODIFICHE DEGLI SCHEMI DROP TABLE Elimina una tabella Sintassi: DROP TABLE NomeTabella restrict cascade Esempio: Elimina la tabella solo se non ci sono riferimenti ad essa: 1. DROP TABLE Infrazioni [restrict] Elimina la tabella e tutte le tabelle (o più in generale tutti gli oggetti del DB) che si riferiscono ad essa 1. DROP TABLE Infrazioni cascade

33 DEFINIZIONE DEGLI INDICI Definizione di indici: è rilevante dal punto di vista delle prestazioni ma è a livello fisico e non logico Istruzione create index Sintassi (semplificata): CREATE [UNIQUE] INDEX NomeIndice on NomeTavola(col_1, col_2,, col_n) Esempio: create index IndiceIP on Infrazioni(Provincia)

34 PROGETTO DIDATTICO Realizzazione dell'applicazione consiste nell'implementazione della base di dati secondo lo schema logico prodotto nella fase di progettazione logica (con SQL-DDL) e dall'implementazione delle operazioni previste sui dati (con SQL-DML)

35 PROGETTO DIDATTICO La documentazione relativa alla realizzazione del progetto consiste: nel listato delle istruzioni SQL per la definizione dello schema della base di dati (SQL-DDL); nel listato delle istruzioni SQL la definizione delle interrogazioni per la visualizzazione dei dati (SQL-DML); nel listato delle istruzioni SQL la definizione delle operazioni per la manipolazione dei dati (aggiornamenti, inserimenti, cancellazioni) (SQL-DML).

36 PROGETTO DIDATTICO Test dell'applicazione. La documentazione di questa parte consiste nella: Definizione del contenuto di test della base di dati Stampa dei risultati delle interrogazioni su tali dati

37 Gestione di una Farmacia - Progettazione Fisica

38 SCHEMA RISTRUTTURATO

39 Traduzione delle entità (I PARTE): SCHEMA LOGICO (1/3) PRODOTTO(codice, nome, descrizione, scadenza, prezzo) CASAFARMACEUTICA(nome,recapito) FARMACO(codiceP*, prescrivibile, brevettato, num_anni, equivalente*, nomecasa*) con un vincolo di integrità referenziale tra: (1) l attributo codicepe la relazione PRODOTTO, (2) l attributo equivalente e la relazione FARMACO (3) l attributo nomecasa e la relazione CASAFARMACEUTICA SCONTRINO(data,numero)

40 Traduzione delle entità (II PARTE): SCHEMA LOGICO (2/3) PRODOTTOPROFUMERIA(codiceP*, tipo, cap_contenitore, mesi_ap, colore) con un vincolo di integrità referenziale tra: (1) l attributo codicepe la relazione PRODOTTO, PERSONA(CF,nome, cognome, è_medico,cod_asl) PRESCRIZIONE(numero, medico*, data, paziente*, (data_s, numero_s)*) con un vincolo di integrità referenziale tra: (1) l attributo medico e la relazione PERSONA, (2) l attributo paziente e la relazione PERSONA (3) gli attributi (data,numero) e la relazione SCONTRINO

41 SCHEMA LOGICO (3/3) Traduzione delle associazioni molti a molti: FARMACOPRESCRITTO((numeroRic,medicoRic)*,farmaco*, quantità) con un vincolo di integrità referenziale tra: (1) gli attributi (numeroric,medicoric) e la relazione PRESCRIZIONE, (2) l attributo farmaco e la relazione FARMACO DETTAGLISCONTRINO((data,numero)*,prodotto*, quantità, prezzo_vendita, sconto_applicato) con un vincolo di integrità referenziale tra: (1) gli attributi (data,numero) e la relazione SCONTRINO, (2) l attributo prodotto e la relazione PRODOTTO

42 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE RELAZIONE Prodotto(codice, nome, descrizione, scadenza) SQL-DDL Statement CREATE TABLE prodotto( codice int(10) unsigned auto_increment PRIMARY KEY, nome varchar(20) NOT NULL, descrizione varchar(100) NOT NULL, scadenza date NOT NULL prezzo real NOT NULL ) Engine=InnoDB;

43 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE RELAZIONE casafarmaceutica(data, numero) SQL-DDL Statement CREATE TABLE casafarmaceutica( nome varchar(20) Primary key, recapito varchar(100) NOT NULL )engine=innodb;

44 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE RELAZIONE Farmaco(codiceP*, prescrivibile, brevettato, num_anni, equivalente*,nomecasa*) SQL-DDL Statement CREATE TABLE Farmaco( codicep int(10) unsigned PRIMARY KEY, prescrivibile boolean NOT NULL, brevettato boolean NOT NULL, num_anni int(10) unsigned, equivalente int(10) unsigned, nomecasa varchar(20) NOT NULL, FOREIGN KEY (codicep) REFERENCES Prodotto(codice), FOREIGN KEY (nomecasa) REFERENCES casafarmaceutica(nome) ) engine=innodb;

45 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE Modifichiamo la tabella Farmaco per inserire il vincolo di integrità referenziale sull attributo equivalente. RELAZIONE Farmaco(codiceP*, prescrivibile, brevettato, num_anni, equivalente*,nomecasa*) SQL-DDL Statement ALTER TABLE Farmaco ADD CONSTRAINT FK_farmaco_4 FOREIGN KEY (equivalente) REFERENCES Farmaco(codiceP);

46 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE RELAZIONE Scontrino(nome, recapito) SQL-DDL Statement CREATE TABLE scontrino( Data date NOT NULL, numero int(10) unsigned NOT NULL, PRIMARY KEY(numero,medico) )engine=innodb;

47 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE RELAZIONE PRODOTTOPROFUMERIA(codiceP*, tipo, cap_contenitore, mesi_ap, colore) SQL-DDL Statement CREATE TABLE ProdottoProfumeria( codicep int(10) unsigned PRIMARY KEY, tipo varchar(16) NOT NULL, cap_contenitore int, mesi_ap int unsigned, colore varchar(16), FOREIGN KEY (codicep) REFERENCES Prodotto(codice) ) engine=innodb;

48 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE RELAZIONE PERSONA(CF,nome, cognome, è_medico, cod_asl) SQL-DDL Statement CREATE TABLE Medico( cf char(16) PRIMARY KEY, nome varchar(20) NOT NULL, cognome varchar(20) NOT NULL, è_medico boolean NOT NULL, cod_asl varchar(20) ) engine=innodb;

49 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE RELAZIONE PRESCRIZIONE(numero, medico*, data, paziente*, (data_s,numero_s)*) CREATE TABLE Prescrizione( numero int(10) unsigned NOT NULL, medico char(16) NOT NULL, data date, paziente char(16), Data_s date, Numero_s unsigned int(10), PRIMARY KEY(numero,medico), FOREIGN KEY (medico) REFERENCES Persona(cf), FOREIGN KEY (paziente) REFERENCES Persona(cf) ) engine=innodb;

50 SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE Modifichiamo la tabella Ricetta per inserire il vincolo di integrità referenziale sugli attributi (data_s, numero_s). RELAZIONE PRESCRIZIONE(numero, medico*, data, paziente*, (data_s,numero_s)*) SQL-DDL Statement ALTER TABLE Prescrizione ADD CONSTRAINT FK_Prescrizione_3 FOREIGN KEY (data_s,numero_s) REFERENCES Scontrino(data,numero);

51 RELAZIONE SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE FARMACOPRESCRITTO((numeroRic,medicoRic)*, farmaco*, quantità) CREATE TABLE FarmacoPrescitto( numeroric int(10) unsigned NOT NULL, medicoric char(16) NOT NULL, farmaco int(10) unsigned NOT NULL, quantità int unsigned NOT NULL default 1, FOREIGN KEY (farmaco) REFERENCES Farmaco(codiceP), CONSTRAINT FK_dett_ric FOREIGNKEY (numeroric,medicoric) REFERENCES Prescrizione(numero,medico) CONSTRAINT FK_dett_prescr PRIMARY KEY(numeroRic,medicoRic,farmaco) ) engine=innodb;

52 RELAZIONE SCHEMA FISICO DEFINIZIONE DELLE TABELLE DETTAGLISCONTRINO((data,numero)*,prodotto*, quantità, prezzo_vendita, sconto_applicato) Completare per esercizio