BASI DATI: algebra relazionale

BASI DATI: algebra relazionale BIOINGEGNERIA ED INFORMATICA MEDICA 1

Algebra relazionale Definizione L'algebra relazionale è un insieme di operazioni (query) che servono per manipolare relazioni (tabelle). In altri termini, l'algebra relazionale è la formalizzazione matematica del modo in cui è possibile estrarre da un database le informazioni di interesse. 1. Operazione di selezione σ(condizione sul valore della tupla) 2. Operazione di proiezione π(sottoinsieme di attributi della tupla) 3. Operazioni insiemistiche (unione, intersezione, differenza) 4. Operazione di join 2

L'operatore di selezione (1) Selezione σ L'operatore di selezione σ è usato per selezionare da una relazione un sottoinsieme di tuple che soddisfano un certo criterio Una operazione di selezione si specifica tramite la seguente espressione: σ condizione (relazione) Una operazione di selezione, quindi, restituisce una relazione con il medesimo schema, ma con le sole tuple che soddisfano la condizione 3

L'operatore di selezione (2) Ad esempio, consideriamo di voler selezionare il questionario dello studente di matricola '120142 σ matricola= 120141 (questionari_studenti) 4

L'operatore di selezione (3) Ad esempio, consideriamo di voler selezionare i questionari delle ragazze σ sesso= f (questionari_studenti) 5

L'operatore di selezione (4) Ad esempio, consideriamo di voler selezionare i questionari delle ragazze con meno di 30 anni σ sesso= f AND eta<30 (questionari_studenti) 6

L'operatore di proiezione (1) Proiezione π L'operazione di proiezione π seleziona dalla relazione solo le colonne specificate Una operazione di proiezione si specifica tramite la seguente espressione: π proiezione (relazione) Una operazione di proiezione, quindi, restituisce una relazione con differente schema, ma con le stesse tuple della relazione originaria 7

L'operatore di proiezione (2) Ad esempio, consideriamo l'operazione seguente (i.e. restituisci le colonne «matricola» e «r1») π matricola,r1 (questionari_studenti) 8

Sequenze di operatori Ad esempio, consideriamo l'operazione seguente (i.e. restituisci le colonne matricola e r1 dalle tuple in cui il sesso è f ) π matricola,r1 (σ sesso= f (questionari_studenti)) 9

Operazione di join (1) Join L'operazione di join viene usata per combinare tuple provenienti da più relazioni in uniche tuple, secondo un determinato criterio Una operazione di join si specifica tramite la seguente espressione: 10

Operazione join (2) Ad esempio, consideriamo l'operazione seguente (i.e. restituisci tutte le informazioni circa i pazienti e le rispettive sedi elettorali) 11

Natural join (1) L'operatore di join e fondamentale perchè permette di reperire informazioni che sono contenute in relazioni tra loro collegate tramite chiavi esterne In tal caso, è possibile ricorrere al natural join Il natural join è - essenzialmente - il join su tabelle collegate secondo quanto espresso dal vincolo di integrità referenziale 12

Natural join (2) Siccome pazienti.numero sede elettorale è chiave esterna per sedi elettorali.numero, allora 13

Come si compone una query Una query in algebra relazionale si può sempre scrivere come: π attributi (σ criterio (r 1 r 2 r n )) Per comporre una query in algebra relazionale: 1. Identificare le tabelle che contengono i dati oggetto della query, e metterle nei natural join 2. Identificare la parte della query che rappresenta il criterio di selezione delle righe 3. Identificare la parte della query che specifica quali attributi vogliamo ottenere in uscita tramite proiezione 14

Esempi di query in algebra relazionale (1) 1. Una sola tabella è coinvolta nella query: pazienti 2. Il criterio di selezione indica i soli maschi: sesso='m' 3. Voglio tutti gli attributi: nessun π 15

Esempi di query in algebra relazionale (2) 1. Una sola tabella è coinvolta nella query: pazienti 2. Il criterio di selezione indica una età < di 30: eta < 30 3. Voglio il solo sesso come attributo: sesso 16

Esempi di query in algebra relazionale (3) 1. Due tabelle sono coinvolte nella query: pazienti, sedi elettorali 2. Il criterio di selezione indica il sesso femminile: sesso='f' 3. Voglio il solo sesso come attributo: eta, distanza 17

Esempi di query in algebra relazionale (4) Età e distanza dall'azienda chimica di tutti i pazienti di sesso feminile 18

Esempi di query in algebra relazionale (4) 19

Esempi di query in algebra relazionale (4) 20

Esempi di query in algebra relazionale (4) 21

Esempi di query in algebra relazionale (5) 1. Tre tabelle sono coinvolte nella query: pazienti,soffre, patologie (N.B. anche le tabelle intermedie devono essere considerate) 2. Il criterio di selezione non è specificato: nessun π 3. Voglio l'età, il sesso e il DRG come attributi: eta, sesso, DRG 22

Esempi di query in algebra relazionale (6) Eta, sesso e DRG di tutti i pazienti 23

Esempi di query in algebra relazionale (6) 24

Esempi di query in algebra relazionale (6) 25

Esempi di query in algebra relazionale (6) 26

SQL SQL (Structured Query Language) Linguaggio standard usato da ogni DBMS per l interrogazione dei dati Può Creare/distruggere database Creare/alterare/distruggere tabelle Inserire/rimuovere dati Interrogare la base di dati 27

SELECT Il comando SQL per estrarre dati da un DB la SELECT La SELECT si compone di (almeno) tre parti Gli attributi da restituire Le tabelle da cui estrarre i dati Il criterio di selezione... più eventuali indicazioni circa l ordinamento, etc. 28

SELECT La forma di una SELECT 29

L'SQL e l'algebra relazionale Data una query scritta in algebra relazionale, è possibile scrivere la corrispondente query in SQL seguendo il seguente schema: 1. Gli attributi del π diventano gli attributi della parte SELECT 2. Le tabelle messe in * si elencano nella lista delle tabelle della parte FROM 3. Il criterio di selezione e le condizioni di natural join diventano il criterio della parte WHERE Le condizioni di natural join sono l'equivalenza della chiave primaria con la chiave esterna della tabella collegata dal join 30

Pazienti maschi 31

Il sesso dei pazienti di età inferiore ai 30 anni 32

Paziente e distanza 33 Quando esistono delle omonimie, è necessario specificare da quale relazione preleviamo gli attributi

Paziente e DRG 34

Conteggio di tuple 35

Valori medi 36

Raggruppamento 37

Ultima query 38

Esercizio Si progetti una base di dati che contenga le informazioni necessarie per la gestione dell agenda degli appuntamenti di un medico di base. Il sistema a cui si sta pensando deve consentire al medico di: gestire gli appuntamenti dal lunedì al venerdì, a partire dalle ore 8:00 alle ore 19:00. (fissare gli appuntamenti, visionare gli appuntamenti, rimuovere un appuntamento); ogni appuntamento dura 1 ora. gestire le informazioni ricevute dal telefono durante la conversazione telefonica gestire le informazioni relative alle prescrizioni terapeutiche annotare i dati dei pazienti all interno dell agenda, per poter gestire gli appuntamenti di una intera settimana. Per ogni paziente si dovranno memorizzare il nome, cognome,l anno di nascita; Il sistema dovrà fornire al medico: 1. la lista dei pazienti visitati nel mese precedente 2. la lista degli appuntamenti presi per il mese corrente 3. per ogni paziente la lista di tutti gli appuntamenti presi e delle visite eseguite 4. la lista dei farmaci prescritti 5. selezionato il paziente Pippo, la lista dei Codici Impegnativa emessi per la prescrizione dei farmaci in terapia. 39