Interrogare una base di dati: algebra relazionale e SQL. Savino Castagnozzi Giorgio Macauda Michele Meomartino Salvatore Picerno Massimiliano Sartor

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1 Interrogare una base di dati: algebra relazionale e SQL Savino Castagnozzi Giorgio Macauda Michele Meomartino Salvatore Picerno Massimiliano Sartor

2 Contesto didattico Il seguente materiale didattico è stato realizzato allo scopo di illustrare le modalità di interrogazione di una base di dati, attraverso l analisi degli aspetti principali dell Algebra relazionale e l uso del linguaggio SQL agli studenti appartenenti ad una classe V ITI indirizzo informatico. Prerequisiti: conoscenza del Modello relazionale, del concetto di relazione, di istanza di relazione, delle basi dell insiemistica.

3 Elenco degli argomenti (1) Richiamo del concetto di relazione Introduzione all algebra relazionale Elenco degli operatori relazionali L operatore di proiezione La proiezione senza duplicati L operatore di selezione La composizione di operatori Gli operatori di intersezione, unione e differenza

4 Elenco degli argomenti (2) Il prodotto cartesiano L operatore di giunzione (join) Cenni sull outer join Introduzione al linguaggio SQL I sottolinguaggi di SQL Il comando SELECT Analogie con gli operatori σ eπ Analogie con il prodotto cartesiano e join Il raggruppamento ( GROUP BY ) La clausola HAVING

5 Pianificazione del modulo Questo ciclo di lezioni verrà presentato a circa metà del I quadrimestre, dopo aver concluso la progettazione concettuale. La durata prevista per l algebra relazionale è di sette lezioni per un totale di dodici ore. La durata prevista per SQL è di cinque lezioni per un totale di nove ore. Sono esclusi da questo conteggio le ore di laboratorio (8) e di verifica (4).

6 Richiamo del concetto di Relazione Un istanza di relazione è un insieme di elementi omogenei complessi (tuple) Esempio: (Rossi, 71523, PI, 1980) (Bianchi, 67459, LU, 1981) (Bianchi, 79856, LI, 1980) (Verdi, 75649, PI, 1981) (Carli, 66649, PI, 1981)

7 Algebra Relazionale Un insieme di operatori che sono definiti sulle relazioni producono come risultato una relazione Gli operatori possono essere combinati per formare espressioni complesse La loro esecuzione è di tipo procedurale

8 Operatori dell Algebra Relazionale I principali operatori primitivi sono: Unione; Intersezione; Differenza; Proiezione; Selezione; Prodotto cartesiano.

9 Proiezione: l operatore π L operatore di proiezione applicato ad una relazione R mi restituisce tutti gli elementi di R, considerandone però solo gli attributi specificati da π Π nome,nascita

10 Una visione tabellare Nome Matricola Provincia Nascita Rossi PI 1980 Bianchi LU 1981 Bianchi LI 1980 Verdi PI 1981 Carli PI 1981 Π nome,nascita Nome Nascita Rossi 1980 Bianchi 1981 Bianchi 1980 Verdi 1981 Carli 1981

11 Proiezione: gestione duplicati Nome Matricola Provincia Nascita Rossi PI 1980 Bianchi LU 1981 Bianchi LI 1980 Verdi PI 1981 Carli PI 1981 Π nome Nome Rossi Bianchi Verdi Carli

12 Selezione: l operatore σ L operatore di selezione applicato ad una relazione R mi restituisce solo gli elementi di R che soddisfano la condizione specificata da σ σ nascita=1981 (Bianchi, 67459, LU, 1981) (Verdi, 75649, PI, 1981) (Carli, 66649, PI, 1981)

13 Una visione tabellare Nome Matricola Provincia Nascita Rossi PI 1980 Bianchi LU 1981 Bianchi LI 1980 Verdi PI 1981 Carli PI 1981 σ nascita=1981 Nome Matricola Provincia Nascita Bianchi LU 1981 Verdi PI 1981 Carli PI 1981

14 Composizione di operatori Gli operatori possono essere compost π nome,nascita σ nascita=1981 (Verdi, 1981) (Bianchi, 1981) (Carli, 1981)

15 Una visione tabellare Nome Matricola Provincia Nascita Rossi PI 1980 Bianchi LU 1981 Bianchi LI 1980 Verdi PI 1981 Carli PI 1981 π nome,nascita σ nascita=1981 Nome Nascita Bianchi 1981 Verdi 1981 Carli 1981

16 Il linguaggio SQL SQL è un linguaggio di interrogazione per database progettato per leggere, modificare gestire dati memorizzati in un sistema basato sul modello relazionale creare e modificare schemi di database creare e gestire strumenti di controllo ed accesso ai dati.

17 I linguaggi dentro SQL DDL (Data Definition Language, linguaggio di definizione dei dati). Consente di descrivere la struttura delle tabelle e di tutti gli elementi di supporto (come indici, vincoli, trigger, viste ecc.). Viene utilizzato per realizzare lo schema logico del database. DML (Data Manipulation Language, linguaggio per la manipolazione dei dati). Operazioni di inserimento, modifica e cancellazione dei dati. DCL (Data Control Language, linguaggio di controllo dei dati). Limiti sui dati (permessi di accesso, vincoli di integrità). QL (Query Language, linguaggio di interrogazione) Interrogare il database al fine di individuare i dati che corrispondono ai parametri di ricerca dell utente.

18 SELECT Per estrarre informazioni dalla base di dati si utilizza l istruzione SELECT. La sintassi completa dell istruzione SELECT è complessa perché l istruzione implementa varie funzionalità.

19 SELECT (proiezione) SELECT [DISTINCT] <Campo1> [AS Alias1 ], <Campo2> [AS Alias2 ], <CampoN> [AS AliasN ] FROM <Tabella1>, <Tabella2>, <TabellaN> DISTINCT - Questa opzione permette di ottenere solo tuple differenti tra loro. <Campo> - Elenco dei campi da estrarre. <Tabella> - Tabella in cui sono contenuti i campi da estrarre. Alias - Etichetta da assegnare al campo nella selezione (facoltativa). * Sostituendolo ai nomi dei campi implica la selezione di tutti i campi della tabella specificata.

20 SELECT (restrizione) Per estrarre informazioni dal DB, limitate da una condizione: SELECT [DISTINCT] <Campo1>, <Campo2>, <CampoN> FROM <Tabella> [WHERE <Condizione>] <Condizione> - Indica la condizione che devono soddisfare le tuple estratte. All interno di questa espressione è possibile specificare: nomi dei campi della tabella; operatori di confronto, come =, <>, >, >=, <=, <; operatori logici come NOT, AND, OR; l operatore LIKE; la parola chiave IS NULL o IS NOT NULL.

21 Funzioni di aggregazione sui dati COUNT([DISTINCT] <Campo>) Conta il numero di elementi del campo indicato. MIN(<Campo>) Restituisce il valore minimo del campo indicato. MAX(<Campo>) Restituisce il valore massimo del campo indicato. SUM([DISTINCT] <Campo>) Calcola e restituisce la somma dei valori presenti nel campo indicato. AVG([DISTINCT] <Campo>) Calcola e restituisce la media aritmetica dei valori presenti nel campo indicato.

22 Raggruppamento Spesso si ha necessità in una query di avere contemporaneamente dati aggregati e dati non aggregati GROUP BY raggruppa le righe sulla base del valore di uno o più attributi, in genere per effettuare calcoli aggregati su dati omogenei.

23 Raggruppamento (esempio) Nome Matricola Provincia Nascita Materia Voto Bianchi LU 1981 FRA 68 Carli PI 1981 FRA 94 Verdi PI 1981 FRA 76 Bianchi LU 1981 INF 98 Carli PI 1981 INF 98 Verdi PI 1981 INF 65 Bianchi LU 1981 ING 76 Bianchi LU 1981 ITA 78 Carli PI 1981 ITA 76 Bianchi LU 1981 MAT 44 Carli PI 1981 MAT 56 Verdi PI 1981 MAT 87

24 HAVING Se ho bisogno di specificare delle condizioni sul risultato delle aggregazioni non posso usare condizioni nel WHERE Per restringere il risultato devo specificare una condizione che può considerare sia i campi sia il valore di funzioni di aggregazione: clausola HAVING.

25 Strumenti di verifica (1) L attività di verifica si suddivide in due fasi: - Verifica dei concetti teorici tramite compito in classe, costituito da domande aperte, domande a risposta multipla ed esercizi nei quali gli studenti, partendo da una base dati ed un risultato atteso, dovranno produrre la giusta interrogazione in algebra relazionale e in SQL

26 Strumenti di verifica (2) Verifica delle competenze acquisite tramite esercitazioni pratiche in laboratorio in cui si richiede la creazione della base dati (utilizzando il DBMS Microsoft Access), e di una serie di interrogazioni in linguaggio SQL