Che cos è l informatica?

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1 BASI DI DATI

2 Metodo di studio riflessione sui concetti, riferimento alle esperienze personali svolgimento di esercizi svolgimento di un progetto, realizzato con un opportuno strumento (MS Access)

3 Che cos è l informatica?

4 Scienza del trattamento razionale, specialmente per mezzo di macchine automatiche, dell informazione, considerata come supporto alla conoscenza umana e alla comunicazione (Accademia di Francia)

5 L informatica ha due anime metodologica: " trattamento razionale dell'informazione " tecnologica: " specialmente per mezzo di macchine automatiche "

6 modelli per l'organizzazione dei dati linguaggi per l'accesso e la manipolazione dei dati sistemi per la gestione dei dati metodologie per la progettazione di basi di dati

7 Concetti fondamentali: sistema informativo e informatico informazioni e dati base di dati

8 Sistema informativo Componente (sottosistema) di una organizzazione che gestisce (acquisisce, elabora, conserva, produce) le informazioni di interesse (cioè utilizzate per il perseguimento degli scopi dell organizzazione stessa).

9 ogni organizzazione ha un sistema informativo il sistema informativo è di supporto ad altri sottosistemi il sistema informativo è di solito suddiviso in sottosistemi

10 Le risorse di una organizzazione persone denaro materiali informazioni

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12 Funzioni di un sistema informativo acquisizione delle informazioni conservazione delle informazioni elaborazione delle informazioni distribuzione, scambio di informazioni

13 Quale correlazione esiste fra il concetto di sistema informativo e l'informatizzazione? In linea di principio, NESSUNA!

14 Il concetto di sistema informativo è indipendente da qualsiasi automatizzazione

15 Sistema informatico Porzione automatizzata del sistema informativo

16 Sistema azienda Sistema informativo Sistema informatico

17 Gestione delle informazioni Nelle attività umane, le informazioni vengono gestite (registrate e scambiate) in forme diverse: idee informali, linguaggio naturale, disegni, grafici, schemi, numeri, codici su supporti cartacei, nella memoria umana, su dispositivi elettronici,...

18 Nelle attività standardizzate dei sistemi informativi complessi, sono state introdotte col tempo forme di organizzazione e codifica delle informazioni.

19 Esempio: Nei servizi anagrafici si è iniziato con registrazioni discorsive, poi none e cognome estremi anagrafici codice fiscale

20 informazione (dal vocabolario): notizia, dato o elemento che consente di avere conoscenza più o meno esatta di fatti, situazioni, modi di essere.

21 dato (dal vocabolario) : ciò che è immediatamente presente alla conoscenza, prima di ogni elaborazione; (in informatica) elementi di informazione costituiti da simboli che debbono essere elaborati.

22 Perché i dati?

23 La rappresentazione precisa di forme più ricche di informazione e conoscenza è difficile

24 I dati costituiscono spesso una risorsa strategica, perché più stabili nel tempo di altre componenti (processi, tecnologie, ruoli umani)

25 Dati e informazioni I dati hanno bisogno di essere interpretati Esempio Mario e 275 su un foglio di carta sono dati. Se questa è la risposta alla domanda: A chi mi devo rivolgere per il problema x e qual è il suo numero di telefono interno? Allora possono essere interpretati per fornire una informazione e arricchire la conoscenza

26 BASI DI DATI

27 Insieme organizzato di dati utilizzati per il supporto allo svolgimento delle attività di un ente (azienda, ufficio, persona)

28 Base di dati (accezione generica) Insieme organizzato di dati utilizzati per il supporto allo svolgimento delle attività di un ente (azienda, ufficio, persona) (accezione specifica) gestito per mezzo di un DBMS (prodotto software con specifiche caratteristiche)

29 DBMS Data Base Management System (sistema di gestione di basi di dati)

30 Alcuni DBMS in commercio Access DB2 Oracle Informix Sybase

31 Le basi di dati sono... grandi persistenti condivise

32 Le basi di dati sono grandi Di solito piu' della memoria centrale: vanno gestite in memoria secondaria (l'unico limite è la dimensione della memoria secondaria)

33 Le basi di dati sono persistenti I dati hanno un ciclo di vita che dura nel tempo, ben oltre la durata delle singole applicazioni ( altra ragione per la gestione in memoria secondaria)

34 Le basi di dati sono condivise Applicazioni di utenti diversi devono poter accedere ai dati

35 Esempio

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37 Problemi Ridondanza: informazioni ripetute Rischio di incoerenza: le due versioni possono non coincidere

38 Archivi e basi di dati Gestione orario lezioni Gestione ricevimento Archivio 1: orario lezioni Base di dati Archivio 2: ricevimento

39 Le basi di dati sono condivise Una base di dati e' una risorsa integrata, condivisa fra le varie applicazioni

40 Condivisione: conseguenze Attivita' diverse su dati in parte condivisi: meccanismi di autorizzazione Attivita' multi-utente su dati condivisi: controllo della concorrenza

41 I DBMS permettono una gestione dei dati... affidabile: mantiene intatto il suo contenuto anche in caso di malfunzionamento efficiente: tempi accettabili di risposta alle richieste di un utente, utilizzando il minor numero di risorse efficace: capacita' di rendere produttive le attivita' dei suoi utilizzatori (concetto generico e qualitativo)

42 Esempio

43 Organizzazione dei dati in una base di dati Orario Insegnamento Docente Aula Ora Analisi matem. I Luigi Neri N1 8:00 Basi di dati Piero Rossi N2 9:45 Chimica Nicola Mori N1 9:45 Fisica I Mario Bruni N1 11:45 Fisica II Mario Bruni N3 9:45 Sistemi inform. Piero Rossi N3 8:00

44 Orario Lo schema della base di dati Insegnamento Docente Aula Ora Analisi matem. I Luigi Neri N1 8:00 Basi di dati Piero Rossi N2 9:45 Chimica Nicola Mori N1 9:45 Fisica I Mario Bruni N1 11:45 Fisica II Mario Bruni N3 9:45 Sistemi inform. Piero Rossi N3 8:00 L'istanza della base di dati

45 Architettura di un DBMS utente Schema logico Schema interno BD

46 Architettura di un DBMS: schemi schema logico: descrizione della base di dati nel modello logico schema fisico: rappresentazione dello schema logico per mezzo di strutture memorizzazione (file)

47 Indipendenza dei dati il livello logico è indipendente da quello fisico: una tabella è utilizzata nello stesso modo qualunque sia la sua realizzazione fisica (che può anche cambiare nel tempo)

48 Basi di dati: professionalita' progettisti e realizzatori di DBMS progettisti della base di dati e amministratori della base di dati progettisti e programmatori di applicazioni utenti

49 MODELLI E LINGUAGGI PER BASI DI DATI

50 Modello dei dati Insieme di costrutti utilizzati per organizzare i dati di interesse e descrivere le operazioni su di essi

51 Orario Insegnamento Docente Aula Ora Analisi matem. I Luigi Neri N1 8:00 Basi di dati Piero Rossi N2 9:45 Chimica Nicola Mori N1 9:45 Fisica I Mario Bruni N1 11:45 Fisica II Mario Bruni N3 9:45 Sistemi inform. Piero Rossi N3 8:00

52 Modello dei dati regole per gli schemi per le istanze

53 Due tipi di modelli modelli logici modelli concettuali

54 Modelli logici descrivono l organizzazione dei dati nei DBMS "visibile" all'utente sono indipendenti dalle strutture fisiche esempi: relazionale, reticolare, gerarchico, a oggetti

55 Modelli concettuali hanno l'obiettivo di descrivere i concetti del mondo reale utilizzati nelle fasi iniziali della progettazione il più noto: Entity-Relationship

56 Linguaggi per basi di dati operazioni sullo schema DDL: data definition language operazioni sui dati DML: data manipulation language

57 Un'operazione DDL (sullo schema) create table orario ( insegnamento char(20), docente char(20), aula char(4), ora char(5) )

58 Un'operazione DML (sull'istanza) select docente from orario where aula = 'N1'

59 Linguaggi per basi di dati linguaggi testuali interattivi (SQL) linguaggi interattivi immersi in un linguaggio ospite

60 ... EXEC SQL DECLARE P CURSOR FOR SELECT EXEC SQL OPEN P ; EXEC SQL FETCH P INTO... ; while SQLCODE = 0 do begin... EXEC SQL UPDATE... EXEC SQL FETCH P INTO... end; EXEC SQL CLOSE CURSOR P

61 Linguaggi per basi di dati linguaggi testuali interattivi (SQL) linguaggi interattivi immersi in un linguaggio ospite (C, Pascal, COBOL,..) con interfacce non testuali

62 Interazione non testuale

63 Modelli logici dei dati Modello gerarchico (struttura ad albero) Modello reticolare (basato su grafi) Modello relazionale (modello tabellare dei dati) Modello a oggetti (estensione del modello relazionale, basato su programmazione ad oggetti)

64 Il modello relazionale basato sul concetto di relazione proposto nel 1970 da E.F. Codd realizzato dal 1981 affermato dal 1985 circa

65 Relazione: tre accezioni relazione matematica relazione nel modello entita'-relazione (Entity-Relationship) relazione nel modello relazionale

66 Relazione matematica sottoinsieme di un prodotto cartesiano

67 a x a x a x b y a y b y z a z b z b x b y b z

68 Relazione matematica n insiemi D 1, D 2,, D n prodotto cartesiano D 1 D 2 D n : insieme di tutte le n-uple ordinate (d 1,, d n ) con d 1 D 1, relazione matematica: sottoinsieme di D 1 D 2 D n

69 Juve Lazio 3 1 Lazio Milan 2 0 Juve Roma 1 2 Roma Milan 0 1

70 Casa Fuori RC RF Juve Lazio 3 1 Lazio Milan 2 0 Juve Roma 1 2 Roma Milan 0 1

71 Relazioni nel modello relazionale dei dati A ciascun dominio associamo un nome (attributo), unico nella relazione, che descrive il ruolo del dominio L ordinamento fra gli attributi è irrilevante: la struttura è non posizionale

72 modelli dei dati linguaggi per basi di dati modello relazionale, introduzione

73 IL MODELLO RELAZIONALE

74 Argomenti della lezione modello relazionale strutture nidificate informazione incompleta

75 Modello relazionale

77 Tabelle e relazioni Una tabella rappresenta una relazione se i valori di ciascuna colonna sono fra loro omogenei le righe sono diverse fra loro le intestazioni delle colonne sono diverse tra loro

78 In una tabella che rappresenta una relazione l ordinamento tra le righe è irrilevante l ordinamento tra le colonne è irrilevante

80 Orario Docente Insegnamento Aula Ora Luigi Neri Analisi matem. I N1 8:00 Piero Rossi Basi di dati N2 9:45 Nicola Mori Chimica N1 9:45 Mario Bruni Fisica I N1 11:45 Mario Bruni Fisica II N3 9:45 Piero Rossi Sistemi inform. N3 8:00

81 Orario Docente Insegnamento Aula Ora Luigi Neri Analisi matem. I N1 8:00 Nicola Mori Chimica N1 9:45 Mario Bruni Fisica I N1 11:45 Piero Rossi Basi di dati N2 9:45 Mario Bruni Fisica II N3 9:45 Piero Rossi Sistemi inform. N3 8:00

82 Il modello relazionale è basato su valori i riferimenti fra dati in relazioni diverse sono rappresentati per mezzo di valori dei domini che compaiono nelle ennuple

83 studenti Matricola Cognome Nome Data di Nascita 6554 Rossi Mario 5/12/ Neri Paolo 3/11/ Verdi Luisa 12/11/ Rossi Maria 1/2/1978 esami Studente Voto Corso corsi Codice Titolo Docente 01 Analisi Neri 02 Chimica Bruni 04 Chimica Verdi

85 Definizioni Schema di relazione: un nome R con un insieme di attributi A 1,..., A n : R(A 1,..., A n ) Schema di base di dati: insieme di schemi di relazione: R = {R 1 (X 1 ),..., R k (X k )}

87 Una ennupla su un insieme di attributi X è una funzione che associa a ciascun attributo A in X un valore del dominio di A t[a] denota il valore della ennupla t sull'attributo A

88 (Istanza di) relazione su uno schema R(X): insieme r di ennuple su X (Istanza di) base di dati su uno schema R= {R 1 (X 1 ),..., R n (X n )}: insieme di relazioni r = {r 1,..., r n } (con r i relazione su R i )

90 sono possibili relazioni su un solo attributo studenti Matricola Cognome Nome Data di Nascita 6554 Rossi Mario 5/12/ Neri Paolo 3/11/ Verdi Luisa 12/11/ Rossi Maria 1/2/1978 Studenti lavoratori Matricola