APPLICAZIONI DELLE BASI DI DATI

APPLICAZIONI DELLE BASI DI DATI APPLICAZIONI TRADIZIONALI APPLICAZIONI INTERNET SQL EMBEDDED

SQL nel codice applicativo! I comandi SQL possono essere chiamati dall interno di un programma in un linguaggio ospite (ad esempio C++ o Java)! I comandi SQL possono far riferimento a variabili dell ospite (incluse variabili speciali usate per restituire uno status)! Deve essere incluso un comando per connettersi alla base di dati! Due principali approcci all integrazione! Incorporare l SQL nel linguaggio ospite (SQL incapsulato, ad es., SQLJ)! Creare una speciale API per chiamare i comandi SQL (ad es., JDBC) Giorgio Giacinto 2010 Database 3 SQL incapsulato (embedded)! Approccio: incapsulare l SQL nel linguaggio ospite.! Un preprocessore converte i comandi SQL in speciali chiamate all API! Successivamente un normale compilatore viene usato per compilare il codice! Costrutti del linguaggio! connessione a una base di dati EXEC SQL CONNECT! Dichiarazione di variabili EXEC SQL BEGIN (END) DECLARE SECTION! Comandi EXEC SQL comando Giorgio Giacinto 2010 Database 4

SQL incapsulato: variabili EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION Char c_vnome[20]; Long c_vid; Short c_esperienza; Float c_età; EXEC SQL END DECLARE SECTION! Inserimento di una riga EXEC SQL INSERT INTO Velisti VALUES(:c_vnome,:c_vid,:c_esperienza,:c_età); Giorgio Giacinto 2010 Database 5 SQL incapsulato: variabili errore! Due speciali variabili errore! SQLCODE (long) se negativa si è verificato un errore! SQLSTATE char[6] codici predefiniti per errori comuni Giorgio Giacinto 2010 Database 6

SQL nel codice applicativo Cursori Disadattamento di impedenza! Le relazioni SQL sono (multi-)insiemi di record senza un numero di record fissato a priori. Nessuna struttura di questo tipo esiste tradizionalmente in linguaggi di programmazione procedurali come il C++! SQL supporta un meccanismo chiamato cursore per gestire questa situazione Giorgio Giacinto 2010 Database 7 SQL incapsulato SELECT senza cursori EXEC SQL SELECT V.vnome,V.età INTO :c_vnome, :c_età FROM Velisti V WHERE V.vid = :c_vid; Questa SELECT restituisce al più una sola tupla non è necessario definire un cursore Giorgio Giacinto 2010 Database 8

Cursori! Si può dichiarare un cursore su una relazione o un comando di interrogazione! Si può aprire un cursore, e ripetutamente prelevare una tupla, poi muovere il cursore fino a quando tutte le tuple siano state lette.! Si può usare ORDER BY nelle interrogazioni cui si accede tramite cursore, per controllare l ordine in cui le tuple sono restituite! I campi nella clausola ORDER BY devono apparire anche nella clausola SELECT! ORDER BYè permessa solo nel contesto di un cursore! Si può anche modificare/cancellare la tupla puntata dal cursore Giorgio Giacinto 2010 Database 9 Cursori che leggono in ordine alfabetico i nomi dei velisti che hanno prenotato una barca rossa EXEC SQL DECLARE vinfo CURSOR FOR SELECT V.vnome FROM Velisti V, Barche B, Prenota P WHERE V.vid = P.vid AND P.bid = B.bid AND B.colore = rosso ORDER BY V.vnome Giorgio Giacinto 2010 Database 10

Incapsulare l SQL in C: un esempio char SQLSTATE[6]; EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION char c_vnome[20]; short c_minesperienza; float c_età; EXEC SQL END DECLARE SECTION c_minesperienza = random(); EXEC SQL DECLARE vinfo CURSOR FOR SELECT V.vnome, V.età FROM Velisti V WHERE V.esperienza > :c_minesperienza ORDER BY V.vnome; EXEC SQL OPEN vinfo; do { EXEC SQL FETCH vinfo INTO :c_vnome, :v_età; printf( %s ha %d anni\n, c_vnome, c_età); } WHILE (SQLSTATE!= 02000 ); EXEC SQL CLOSE vinfo; Giorgio Giacinto 2010 Database 11 Proprietà dei cursori! Un cursore può essere dichiarato! Sola lettura! Aggiornabile (per usare UPDATE e DELETE)! SCROLL CURSOR! Flessibilità nel posizionamento di FETCH! INSENSITIVE! Il cursore è come se agisse su una copia privata della relazione risultato! WITH HOLD! Il cursore non viene chiuso al termine di una transazione Giorgio Giacinto 2010 Database 12

SQL dinamico! Le stringhe di interrogazione SQL non sono sempre note al momento della compilazione (ad esempio fogli di lavoro o frontend grafici per il DBMS) Il linguaggio SQL consente di costruire comandi SQL al volo! Esempio: char c_stringasql[]= { DELETE FROM Velisti WHERE esperienza > 5 }; EXEC SQL PREPARE pronti FROM :c_stringasql; EXEC SQL EXECUTE pronti; Giorgio Giacinto 2010 Database 13 API per basi di dati alternative all incapsulamento! Piuttosto che modificare il compilatore, si possono aggiungere librerie con chiamate alla base di dati (API)! Speciale interfaccia standardizzata: procedure/oggetti! Si passano le stringhe SQL dal linguaggio, si presentano gli insiemi risultato in maniera comprensibile! JDBC della Sun: API Java! Generalmente neutre rispetto al DBMS! Un driver rileva le chiamate e le traduce in codice specifico per il DBMS! La base di dati può essere distribuita Giorgio Giacinto 2010 Database 14

Uso di Call Level Interface (CLI)! I DBMS sono eseguiti come processi server! Processi attivi che offrono dei servizi a richiesta! Per fruire dei servizi occorre connettersi al DBMS! Interfacce fra DBMS e altri programmi Applicazione Interfaccia (ADO, RDO, ) Driver (DBD,ODBC, ) Database (Oracle,MySQL, ) Giorgio Giacinto 2010 Database 15 STORED PROCEDURE

Stored procedure! Cos è una stored procedure! Programma eseguito tramite un singolo comando SQL! Eseguito nello spazio del processo sul server! Vantaggi! Può incapsulare la logica dell applicazione rimanendo al contempo vicino ai dati! Riutilizzo della logica dell applicazione da parte di utenti diversi! Evita la lettura dei record tupla-per-tupla tramite i cursori Giorgio Giacinto 2010 Database 17 Stored procedure: esempi CREATE PROCEDURE MostraNumPrenotazione SELECT V.vid, V.vnome, COUNT(*) FROM Velisti V, Prenota P WHERE V.vid = P.vid GROUP BY V.vid, V.vnome Le stored procedure possono avere parametri! Tre modi differenti: IN, OUT, INOUT CREATE PROCEDURE AumentaEsperienza( IN velista_vid INTEGER, IN aumento INTEGER) UPDATE Velisti SET esperienza = esperienza + aumento WHERE vid = velista_vid Giorgio Giacinto 2010 Database 18

Stored procedure: esempi (segue) Le stored procedure non devono necessariamente essere scritte in SQL CREATE PROCEDURE VelistiTop(IN num INTEGER) LANGUAGE JAVA EXTERNAL NAME file://c:/storedprocs/rank.jar Giorgio Giacinto 2010 Database 19 Chiamare le stored procedure EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION int vid; int esperienza; EXEC SQL END DECLARE SECTION // ora aumenta l esperienza di questo velista EXEC CALL AumentaEsperienza(:vid, :esperienza); Giorgio Giacinto 2010 Database 20

SQL/PSM La maggior parte dei DBMS consente agli utenti di scrivere stored procedure in un linguaggio semplice e general-purpose (vicino all SQL) lo standard SQL/PSM ne è un esempio Dichiarare una stored procedure: CREATE PROCEDURE nome(p1, p2,... pn) Dichiarazioni di variabili locali Codice della procedura; Dichiarare una funzione: CREATE FUNCTION nome(p1,..., pn) RETURNS TipoDatoSQL Dichiarazione di variabili locali Codice della funzione; Giorgio Giacinto 2010 Database 21 Principali costrutti SQL/PSM CREATE FUNCTION valuta Velista (IN velistaid INTEGER) RETURNS INTEGER DECLARE esperienza INTEGER DECLARE numris INTEGER SET numris = (SELECT COUNT(*) FROM Prenota P WHERE P.vid = velistaid) IF (numris > 10) then esperienza = 1; ELSE esperienza = 0; END IF RETURN esperienza; Giorgio Giacinto 2010 Database 22

APPLICAZIONI VERTICALI Sistemi informativi e basi di dati! Le basi di dati sono il componente di base di un sistema informativo! Gestiscono la memorizzazione e il recupero efficiente e efficace dei dati! Nel corso dei decenni sono stati sviluppati diversi applicativi verticali! Orientati a applicazioni aziendali specifiche! Oggi molti produttori di DBMS hanno acquisito società specializzate nella produzione di applicazioni verticali Giorgio Giacinto 2010 Database 24

Processi Aziendali! HR Human Resources Management! Finance Management! Procurement! CRM Customer Relationship Management Giorgio Giacinto 2010 Database 25 Gestione della produzione! ERP Enterprise Resource Planning! SCM Supply Chain Management! PLM Product Lifecycle Management Giorgio Giacinto 2010 Database 26

APPLICAZIONI INTERNET Basi di Dati e Reti! La diffusione del protocollo http per lo scambio di dati ha modificato tutte le applicazioni delle basi di dati! Non più client dedicati, ma browser web per accedere ai processi aziendali! Internet ha permesso la nascita del cosiddetto commercio elettronico! Richiede accessi in lettura e scrittura a diverse basi di dati! Prodotti del venditore! Mediatore per l acquisto Giorgio Giacinto 2010 Database 28

Internet e Basi di Dati! Le stesse informazioni messe a disposizione sui siti Internet sono sempre più spesso organizzate come basi di dati! Dall HTML a XML! Questo approccio semplifica le operazioni di inserimento, aggiornamento, cancellazione di dati Giorgio Giacinto 2010 Database 29 Web-service! E una applicazione che fornisce un servizio ben definito! Un insieme di procedure richiamabili in remoto tramite Internet! Le applicazioni possono essere scritte in linguaggi diversi! Ma scambiano informazioni attraverso formati standard - XML! SOAP: standard per chiamate basate su XML di servizi remoti Argomenti trattati nel corso TARI Giorgio Giacinto 2010 Database 30

Componenti dei sistemi data-intensive! Tre tipi separati di funzionalità! gestione dei dati! logica di applicazione! presentazione! L architettura del sistema determina se queste tre componenti risiedono su un singolo sistema (tier) oppure se sono distribuite su diversi tier! Evoluzione delle architetture dipendente da! Evoluzione tecnologia! Riduzione costi (diffusione PC, ecc.) Giorgio Giacinto 2010 Database 31 Architettura a livello singolo! Tutte le funzionalità sono combinate in un singolo tier, generalmente un mainframe! Accesso utente tramite terminali non intelligenti! Vantaggi! facilità di manutenzione e amministrazione! Svantaggi! Gli utenti si aspettano interfacce di tipo grafico! Il calcolo centralizzato di tutte le interfacce grafiche è troppo costoso per un singolo sistema Client Logica dell Applicazione DBMS Giorgio Giacinto 2010 Database 32

Architetture client-server thin client! Il client implementa solo l interfaccia utente grafica! Il server implementa la logica dell applicazione e la gestione dei dati Logica dell Applicazione Client Rete DBMS Client Giorgio Giacinto 2010 Database 33 Architetture client-server thick client! Il client implementa sia l interfaccia grafica che (parte de) la logica dell applicazione! Il server implementa la gestione dei dati Client Logica dell Applicazione DBMS Rete Client Logica dell Applicazione Giorgio Giacinto 2010 Database 34

Architetture client-server (segue)! Svantaggi dei thick client! Nessun luogo centralizzato per aggiornare la logica dell applicazione! Problemi di sicurezza: il server deve fidarsi dei client! Il controllo di accesso e l autenticazione devono essere gestiti dal server! I client devono lasciare la base di dati del server in uno stato consistente! Una possibilità: incapsulare tutti gli accessi alla base di dati in stored procedure! Non scalabile a più di un centinaio di client! Grossi trasferimenti di dati tra server e client! Più di un server crea un problema: x client, y server: x*y connessioni Giorgio Giacinto 2010 Database 35 L architettura a tre livelli Livello di presentazione Programma client (browser web) Livello intermedio Application Server Livello di gestione dati Sistema di base di dati Giorgio Giacinto 2010 Database 36

I tre livelli! Livello di presentazione! Interfaccia primaria con l utente (moduli HTML )! Deve adattarsi a diversi dispositivi di visualizzazione (PC, PDA, telefoni cellulari, accesso vocale?)! Livello intermedio! Implementa la logica dell applicazione (implementa azioni complesse, mantiene lo stato tra diversi passi di un flusso di lavoro)! Accede a diversi sistemi di gestione dei dati! Livello di gestione dei dati! Uno o più sistemi standard per la gestione di basi di dati Giorgio Giacinto 2010 Database 37 Tecnologie Programma client (Browser web ) HTML Javascript XSLT Application Server (Tomcat, Apache) JSP Servlets Cookies CGI Sistema di basi di dati (MySQL, ORACLE) XML Stored Procedures Giorgio Giacinto 2010 Database 38

Archietture client-server three tier Client DBMS Rete Logica dell Applicazione Rete Client Giorgio Giacinto 2010 Database 39 Vantaggi architetture a tre livelli! Sistemi eterogenei! Thin client! Accesso integrato ai dati! Scalabilità rispetto al numero di client! Benefici nello sviluppo del software! Interazioni fra livelli attraverso API standardizzate Giorgio Giacinto 2010 Database 40

Esempio 1: prenotazioni aeree! Costruire un sistema per prenotazioni aeree! Cosa viene fatto dai vari livelli?! Sistema di basi di dati! Informazioni sulle aerolinee, posti disponibili, informazioni sui clienti, etc.! Application server! Logica per effettuare le prenotazioni, cancellare le prenotazioni, aggiungere nuove aerolinee, etc.! Programma client! Log in dei vari utenti, visualizzazione di moduli e output in forma leggibile Giorgio Giacinto 2010 Database 41 Esempio 2: iscrizione a corsi! Costruire un sistema usando il quale degli studenti possono iscriversi a dei corsi! Sistema di base di dati! Informazioni sugli studenti, informazioni sui corsi, informazioni sui docenti, disponibilità dei corsi, pre-requisiti, etc.! Application server! Logica per modificare un corso, cancellare un corso, creare un nuovo corso, etc.! Programma client! Login dei vari utenti (studenti, personale, professori), visualizzazione di moduli e output in forma leggibile Giorgio Giacinto 2010 Database 42