Cos'è un Database I database o banche dati o base dati sono collezioni di dati, tra loro correlati, utilizzati per rappresentare una porzione del mondo reale. Sono strutturati in modo tale da consentire la gestione dei dati stessi in termini di inserimento, aggiornamento, ricerca e cancellazione delle informazioni. Esempi di utilizzo del database... - Anagrafe degli studenti di Roma3 con curriculum - Archivio di una biblioteca con gestione dei prestiti - CRM - La discoteca di casa 1
DBMS (Data Base Management System) È il software per la creazione e la manipolazione di un database. DBMS personali e professionali: Access, MySql, Oracle, DB2. Definisce gli utenti e gli amministratori di un database Fornisce meccanismi di sicurezza, protezione e controllo dell integrità dei dati 2
Progettare e realizzare un Database 3
Utenti e amministratori del DB DBA, Database Administrator: gestisce gli accessi, predispone tabelle, indici, viste, ottimizza lo spazio disco, effettua i backup e i restore. Programmatori: scrivono applicazioni che utilizzano i dati del DB Utenti finali del DB : utilizzano le applicazioni che permettono di interrogare il DB Sistemisti : verificano il corretto funzionamento dei sistemi hw e sw su cui gira il DBMS 4
Database Relazionali Ideati dalla IBM negli anni 70: da allora sono il modello più diffuso. Si basa su alcuni concetti fondamentali tipicamente matematici (Algebra relazionale) Concetto di dato, informazione, tabella e relazione. Modelli alternativi: gerarchico, reticolare, ad oggetti 5
L organizzazione in Tabelle La tabella è la struttura dati fondamentale di un database relazionale. Con le tabelle si rappresentano le entità e le relazioni dello schema concettuale. E composta da record (righe o tuple) e da campi (colonne o attributi): - Ogni record rappresenta una istanza (o occorrenza o tupla) dell entità/relazione - Ogni campo rappresenta un attributo dell entità/ relazione Per ogni campo viene individuato un suo dominio (tipo di dati): alfanumerico, numerico, data, booleano, etc. 6
Campi chiave e relazioni L insieme dei campi i cui valori identificano univocamente un record all interno di una tabella è detto Chiave Primaria. Quando la chiave primaria è composta da un solo campo, si parla di campo chiave. Esempi di campo chiave: matricola, codice fiscale, etc. Quando non è possibile trovare un campo chiave tra gli attributi di una entità, si definisce un campo di tipo ID numerico che si autoincrementa (contatore) 7
Vincoli di integrità L integrità referenziale (referential integrity) è un insieme di regole del modello relazionale che garantiscono l integrità dei dati quando si hanno relazioni associate tra loro attraverso la chiave esterna: queste regole servono per rendere valide le associazioni tra le tabelle e per eliminare gli errori di inserimento, cancellazione o modifica di dati collegati tra loro. 8
Gli indici Un indice è una struttura dati realizzata per migliorare i tempi di ricerca dei dati. I campi di una tabella per cui è necessario effettuare ricerche o operazioni di join possono essere indicizzati. In assenza di indice, la ricerca del valore di un campo avviene in maniera sequenziale sui record della tabella. Livello fisico: gli indici sono strutture dati fisiche gestite dal db, dipendono dal DBMS utilizzato. Indici vengono generati automaticamente dal db per i campi definiti come chiave. 9
Esempio di tabelle correlate Campo ID/Chiave Campo ID/Chiave Campo Numerico Campo Testo Campo Booleano Campo Testo Chiave Esterna Campo Data Relazione 1:n 10
La normalizzazione delle relazioni Nella definizione della struttura di una relazione occorre evitare la ripetizione e la ridondanza dei dati per non creare problemi nella fase di manipolazione della tabella con operazioni di modifica o cancellazione di righe. La normalizzazione è un processo con il quale le tabelle vengono trasformate in modo tale che ogni tabella corrisponda a un singolo oggetto della realtà rappresentata con il modello di database: le regole della normalizzazione sono definite per evitare l inconsistenza dei dati e le anomalie nelle operazioni di aggiornamento. 11
Il linguaggio SQL SQL (Structured Query Language) è il linguaggio che permette di effettuare le operazioni per estrarre e manipolare i dati da un database. E lo standard tra i sistemi relazionali : viene usato in tutti i prodotti DBMS come set di comandi per l utente della base di dati
Tipi di istruzioni SQL DDL: permette di definire la struttura delle relazioni del database DML: permette di modificare i dati contenuti nel db, con le operazioni di inserimento, variazione e cancellazione DCL: permette di gestire il controllo degli accessi e i permessi per gli utenti Query Language: permette di porre interrogazioni al db 13
Istruzioni di DDL Il Data Definition Language (DDL) permette di creare e cancellare intere tabelle, di definire degli indici, specificare vincoli e integrità referenziali Esempi: CREATE TABLE : crea una nuova tabella nel DB ALTER TABLE : modifica la struttura di una tabella DROP TABLE : cancella una tabella dal DB CREATE INDEX : crea un indice su una certa tabella DROP INDEX : elimina l indice specificato 14
DML : manipolazione di tabelle Inserimento: INSERT INTO Tabella VALUES (value1, value2,...) Cancellazione: DELETE FROM Tabella WHERE column_name = some_value Aggiornamento: UPDATE Tabella SET column_name = new_value WHERE column_name = some_value 15
Query language : L istruzione SELECT SELECT [DISTINCT] (* Espr [[AS] Nuovo Nome ] {, Espr [[AS] Nuovo Nome]}) FROM Tabella [Ide] {, Tabella[Ide]} [WHERE Condizione] [GROUP By Attributo {, Attributo}] [HAVING Condizione] 16
Il join di tabelle La relazione tra tabelle si realizza sfruttando le chiavi esterne (foreign key) nelle operazioni di join (collegamento tra tabelle). Il join combina più tabelle in una tabella unica con tutte le possibili combinazioni di valori (in matematica viene chiamato Prodotto Cartesiano) e su questa filtra le righe per produrre i risultati desiderati 17
Il Join naturale
Es. Lista di studenti e degli strumenti che stanno studiando Result