Monica Bianchini Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione

Presentazione sul tema: "Monica Bianchini Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione"— Transcript della presentazione:

1 Monica Bianchini Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Basi di dati Monica Bianchini Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione

2 Sommario Cenni storici e introduzione
Da sistemi informativi a sistemi informatici: le basi di dati e i DBMS Il modello relazionale: vincoli, chiavi, algebra relazionale I linguaggi di interrogazione Le basi di dati distribuite e i sistemi ipermediali

3 Cenni storici Gli archivi costituiscono una memoria di lavoro indispensabile per gestire quantità ingenti di informazione, per ordinare gli elementi utili, metterli in relazione e filtrare i dati che devono essere utilizzati nelle varie circostanze Prima della diffusione dei sistemi informatici, gli archivi erano gestiti in forma cartacea, con schedari e registri, che permettevano di catalogare e ordinare i dati secondo un unico criterio di ricerca e rendevano disagevole il recupero e l’analisi dell’informazione L’avvento dell’informatica ha permesso l’integrazione, in un unico programma applicativo, delle funzionalità di archiviazione e gestione dei dati

4 Introduzione  1 Le basi di dati, ed i relativi programmi di gestione, sono sistemi che permettono la manipolazione di grandi quantità di informazione, per raggiungere gli scopi di una qualche organizzazione (azienda, istituzione, etc.): Raccolta, acquisizione Archiviazione, conservazione Elaborazione, trasformazione, produzione Distribuzione, comunicazione, scambio

5 Introduzione  2 Le attività di gestione delle informazioni, così come le informazioni stesse, mentre a livello umano possono essere realizzate usando idee informali e linguaggio naturale, a livello informatico devono essere opportunamente formalizzate e codificate Tali formalizzazioni sono anteriori alla realizzazione dei sistemi informatici Nei sistemi informatici le informazioni vengono rappresentate in modo strutturato ed essenziale (mediante i dati)

6 Introduzione  3 Il database permette la creazione di una memoria digitale vasta ed “intelligente”, che può essere utilizzata a diversi livelli di complessità Il database è un insieme integrato di informazioni omogenee, che fornisce strumenti, quali tabelle, query, maschere e report, per la catalogazione, l’ordinamento e la ricerca dei dati

7 Sistemi informativi Informazioni Dati
Basi di dati... oggi... DBMS borsa DBMS orari Sistemi informativi Informazioni Dati

8 Sistema informativo Sottosistema di un’organizzazione che gestisce
acquisizione elaborazione conservazione produzione delle informazioni di interesse Ogni organizzazione ha un sistema informativo Le informazioni sono un “bene” L’esistenza del sistema informativo è indipendente dalla sua automazione (sistema informatico)

9 Sistema informatico Gestisce un sistema informativo in modo automatizzato Garantisce che i dati siano conservati in modo permanente su dispositivi di memoria Permette un aggiornamento veloce dei dati per riflettere rapidamente le loro variazioni Rende i dati accessibili alle interrogazioni degli utenti Può essere distribuito sul territorio Anche prima di essere automatizzati, molti sistemi informativi si sono evoluti verso una razionalizzazione e standardizzazione delle procedure e della organizzazione delle informazioni

10 Gestione delle informazioni
Modo di gestire e comunicare le informazioni accesso, elaborazione, trasmissione lingua scritta e parlata disegni, grafici, schemi codici e numeri Modo di memorizzare l’informazione ricordata a memoria copia cartacea in formato elettronico

11 Sistemi per la gestione di informazioni
Nelle attività standardizzate dei sistemi informativi complessi sono state introdotte col tempo forme di organizzazione e codifica delle informazioni Ad esempio, nei servizi anagrafici si è iniziato con registrazioni discorsive e poi  nome e cognome estremi anagrafici codice fiscale .... una chiave per tutti!

12 I sistemi informativi Rendono disponibili le informazioni
Permettono di gestirle in maniera efficace Non sono legati alla loro realizzazione automatizzata (sistema informatico) Informazione - dato L’informazione si ottiene interpretando opportunamente i dati Mario Rossi Mario Rossi Numero Numero di telefono di Mario Rossi

13 Dati e informazioni Dato: ciò che è immediatamente presente alla conoscenza, prima di ogni elaborazione; in informatica, elementi di informazione costituiti da simboli che devono essere elaborati Informazione: notizia o elemento che consente di avere conoscenza di fatti, situazioni, modi di essere

14 Basi di dati È una collezione di dati utilizzata per rappresentare le informazioni di interesse in un sistema informativo I dati hanno vita più lunga delle procedure che operano su di essi Gestione di una base di dati Organizzazione e conservazione dei dati Operazioni per la gestione e l’accesso ai dati

15 Un esempio: la rubrica telefonica
Dati Nome Cognome Indirizzo Telefono Mario Rossi Via Garibaldi Operazioni Cercare un numero, dato il nome Inserire un nuovo numero Modificare un indirizzo ……

16 Basi di dati: dove si trovano?
Anagrafe — anagrafe residenti, anagrafe studenti Servizi bancari — conti correnti, Bancomat, carte di credito Elenchi delle utenze telefoniche Orari ferroviari Prenotazione voli Catalogo prodotti (CD,…) …… Accessibili in modo distribuito (Sportelli Bancomat, negozi,...) Accessibili da Internet (Orari FFSS, siti di ecommerce,...) Accessibili da terminali dedicati (Agenzie di viaggio, biblioteche...) ……

17 DBMS DBMS — Data Base Management System è un sistema software per gestire basi di dati: ha il compito di amministrare i file in una base di dati, in modo persistente e condiviso Caratteristiche Grandi dimensioni uso della memoria secondaria Condivisione accesso di più utenti a dati comuni; si riduce la ridondanza dei dati e la possibilità di inconsistenze ed errori Persistenza i dati rimangono memorizzati Affidabilità capacità di non perdere i dati in caso di malfunzionamento (backup e recovery) Privatezza ciascun utente è riconosciuto da un username e una password e ha autorizzazione ad effettuare soltanto certe operazioni Efficienza capacità di svolgere le operazioni in tempo ragionevole e con risorse di calcolo e memoria accettabili

18 Cosa si può fare con una base di dati  1
Per l’utente finale, l’uso più comune di una base di dati è l’esecuzione di opportune interrogazioni, query, predefinite Esempi tipici di interrogazioni sono… l’accesso al catalogo elettronico di una biblioteca la consultazione (on-line oppure sulle apposite macchine nelle stazioni) degli orari dei treni la prenotazione di un volo aereo la consultazione delle informazioni relative all’andamento dei titoli in borsa ……

19 Cosa si può fare con una base di dati  2
Le interrogazioni possono essere molto semplici… Elencami tutti i libri di Calvino che sono presenti in biblioteca …ma possono essere anche molto complesse Elencami i libri di Calvino che nel titolo hanno una parola che compare anche nel titolo di un libro di Pavese e che sono stati presi in prestito almeno 10 volte Le interrogazioni possono essere espresse usando opportuni linguaggi, query language, che si differenziano in base al modello dei dati adottato L’uso di linguaggi di programmazione specializzati costituisce la maggiore differenza fra le basi di dati ed i fogli elettronici (oltre alla diversa quantità di informazione trattabile)

20 Descrizione dei dati nei DBMS
Livelli diversi di descrizione e rappresentazione dei dati permettono l’indipendenza dei dati dalla rappresentazione fisica i programmi fanno riferimento alla struttura a livello più alto le rappresentazioni sottostanti possono essere modificate senza necessità di modifica dei programmi Si introduce il concetto di modello dei dati modalità usata per organizzare i dati e descriverne la struttura offre meccanismi di strutturazione per descrivere sinteticamente il formato dei dati

21 I modelli dei dati Modalità prescelta per l’organizzazione dei dati e per descriverne la struttura Relazionale, gerarchica, reticolare, ad oggetti... Il modello relazionale permette di organizzare i dati in insiemi di record a struttura fissa (concetto di relazione) Nome Cognome Indirizzo Telefono record Mario Rossi Via Verdi 5 Marco Bianchi Via Righi 73 Anna Dati Via Romeo 4

22 Schemi ed istanze Schema: parte non variabile dei dati, è il formato del record RUBRICA(Nome,Cognome,Indirizzo,Telefono) Istanza (stato): valori effettivi contenuti nella base di dati

23 schema esterno (vista)
Schemi e astrazione schema esterno (vista) descrizione, allo stesso livello di astrazione dello schema logico, di una parte della base di dati (es., la parte accessibile ad una classe di utenti) utente (applicazioni) schema logico descrizione della base di dati nel modello logico (es., struttura della tabella) schema fisico rappresentazione dello schema logico per mezzo di strutture di memorizzazione (file) DB il livello logico è indipendente da quello fisico: una tabella è utilizzata nello stesso modo qualunque sia la sua realizzazione fisica (che può anche variare nel tempo)

24 Utenti di un DBMS L’amministratore della base di dati (DBA) è responsabile della progettazione, del controllo e dell’amministrazione della base di dati; configura il DBMS per garantirne le prestazioni, assicura l’affidabilità del sistema, gestisce le autorizzazioni di accesso I progettisti e programmatori di applicazioni realizzano programmi che accedono alla base di dati; utilizzano gli strumenti di sviluppo per la creazione di interfacce verso la base di dati Gli utenti, in grado di utilizzare i linguaggi interattivi di interrogazione, che effettuano transazioni (attività frequenti e predefinite) o attività casuali

25 Transazioni  1 Programmi che realizzano attività frequenti e predefinite, con poche eccezioni, previste a priori Esempi: versamento presso uno sportello bancario emissione di un certificato anagrafico prenotazione aerea Il termine transazione ha un’altra accezione, più specifica: una transazione è un insieme di operazioni sulla base di dati che devono essere considerate in modo indivisibile (o atomico); ovvero, o tutte le operazioni dell’insieme sono eseguite correttamente oppure nessuna

26 Transazioni  2 L’effetto di una transazione deve essere corretto, anche in presenza di transazioni concorrenti eseguite nello stesso intervallo di tempo Gli effetti di una transazione conclusasi positivamente devono essere definitivi, ovvero devono essere garantiti anche in presenza di guasti e di esecuzione concorrente Devono costituire una transazione... ...le operazioni di addebitamento dell’importo prelevato da un Bancomat e l’erogazione del denaro ...lo spostamento di fondi fra due conti (le operazioni di accreditamento su un conto e addebitamento su un altro)

27 Vantaggi e svantaggi dei DBMS
dati come risorsa comune a disposizione di tutta l’organizzazione gestione centralizzata con possibilità di standardizzazione disponibilità di servizi integrati riduzione di ridondanze e inconsistenze grazie alla condivisione indipendenza dei dati (favorisce lo sviluppo e la manutenzione delle applicazioni) Svantaggi costo dei prodotti e della transizione verso di essi (strutture, hardware/software, personale) non scorporabilità di eventuali servizi non utili (con riduzione di efficienza)

28 Il modello relazionale Codd, 1970
Adottato dalla maggior parte dei DBMS in commercio Definisce come sono organizzati i dati e non come sono memorizzati e gestiti dal sistema informatico Relazione – Tabella Il concetto di relazione proviene dalla matematica, mentre quello di tabella è intuitivo Il modello relazionale permette di trattare i dati ad un livello logico senza preoccuparsi del livello fisico, ovvero di come i dati sono effettivamente elaborati e memorizzati: per accedere ai dati non è necessario conoscere le strutture fisiche con cui sono realizzati!

29 Prodotto cartesiano  1 Consideriamo l’insieme dei nomi e dei numeri di telefono dei dipendenti di un’azienda: Mario Rossi Luca Verdi Anna Bianchi 2345 2367 2378 2356 D1 D2 Il prodotto cartesiano D1 D2 è l’insieme di tutte le coppie ordinate (NOME,TELEFONO)

30 Prodotto cartesiano  2 Il prodotto cartesiano contiene tutte le possibili associazioni fra gli elementi degli insiemi La rubrica dei numeri telefonici contiene solo alcune possibili coppie

31 Relazioni Una relazione matematica sugli insiemi D1 e D2 (domini) è un sottoinsieme del prodotto cartesiano D1  D2. La rubrica contiene solo le coppie (NOME,TELEFONO) che esistono Mario Rossi 2345 Luca Verdi 2367 2378 Anna Bianchi 2356

32 Un esempio D1 = Squadre di Serie A D2 = Squadre di Serie A D3 = Numero
Relazione Risultati delle partite della 29° giornata del campionato 2003/04 Ancona Bologna 3 2 Brescia Modena Juventus Lazio 1 Milan Empoli Parma Lecce Perugia Inter Reggina Udinese Roma Chievo Siena Sampdoria

33 Relazioni con attributi
Ogni nupla della relazione stabilisce un legame fra i dati Il significato dei valori dipende dall’ordine con cui sono elencati nella nupla SquadraDiCasa SquadraOspite RetiCasa RetiOspitata Brescia Modena Un nome può essere associato a ciascuna componente della nupla I nomi associati ai domini si dicono attributi e descrivono il ruolo che il dominio ha nella relazione

34 Record e campi Ciascuna nupla della relazione può essere vista come un record Gli attributi definiscono la struttura del record ovvero i suoi campi Si può accedere al valore di un attributo di un record usando il nome del campo SquadraDiCasa SquadraOspitata RetiCasa RetiOspitata Ancona Bologna 3 2 tuple Brescia Modena Juventus Lazio 1 Si usa il termine tupla per indicare una riga di n valori corrispondenti ad attributi (l’ordine non è significativo)

35 Tuple Data una tupla si possono estrarre i valori degli attributi
Si possono estrarre anche insiemi di attributi, ottenendo tuple SquadraDiCasa SquadraOspitata RetiCasa RetiOspitata Bescia Modena t[SquadraOspitata] = Modena t[SquadraDiCasa] = Brescia t[SquadraDiCasa,SquadraOspitata]= SquadraDiCasa SquadraOspitata Brescia Modena

36 Tuple e relazioni Una relazione su X è un insieme di tuple su X (X è un insieme di attributi) Si usa la definizione di tupla al posto di n–upla: In una n–upla gli elementi sono individuati per posizione In una tupla gli elementi sono individuati per attributi serie A serie A N N domini SquadraDiCasa SquadraOspitata RetiCasa RetiOspitata relazione Ancona Bologna 3 2 tuple Brescia Modena Juventus Lazio 1 attributi

37 Relazioni e basi di dati
Una base di dati è in genere costituita da più relazioni Si possono creare corrispondenze fra le tuple di relazioni distinte Le corrispondenze si ottengono fra tuple di relazioni diverse aventi gli stessi valori su un insieme assegnato di attributi

38 Corrispondenze fra relazioni
STUDENTI ESAMI CORSI

39 Schemi per basi di dati Uno schema di relazione R(X) è costituito dal nome della relazione e da un insieme di attributi, X={A1, A2,…, An} STUDENTI(Matricola,Cognome,Nome,Data di Nascita) Uno schema di base di dati è un insieme di schemi di relazioni con nomi diversi: R={R1(X1), R2(X2),…, Rm(Xm)} R = { STUDENTI(Matricola,Cognome,Nome,Data di Nascita), ESAMI(Studente,Voto,Corso), CORSI(Codice,Titolo,Docente) }

40 Esempio: archivio forniture
Codice Descrizione Magazzino Costo A0001 Chiodi 35mm 234000 0.15 A0004 Viti 12mm 102400 0.25 P0010 Pinza 200 7 P0230 Cacciavite 600 3.50 PRODOTTI FORNITURE Codice Nome Indirizzo P. IVA 0001 Carlo Berti Via Roma 6 0034 BCD Spa Via Verdi 4 0101 A&G Srl Viale Morgagni 16 0076 Luca Nelli Piazza Bixio 5 CLIENTI

41 Informazione incompleta
Può accadere che il valore di un attributo non sia disponibile per tutte le tuple Si introduce un valore nullo (NULL) che denota l’assenza di informazione sul valore di un attributo per una data tupla Il valore di un attributo può essere sconosciuto, inesistente o privo di informazione (non si sa se esiste) inesistente sconosciuto

42 Vincoli di integrità Occorre che le tuple rappresentino informazioni corrette per l’applicazione: Ex: Valori nulli Non ammesso! STUDENTI Può essere accettabile Alcuni campi non possono assumere valori nulli! In generale, occorre che i valori assegnati agli attributi in ciascuna tupla soddisfino una serie di vincoli

43 Vincoli intrarelazionali
Sono vincoli che coinvolgono il valore degli attributi all’interno di una stessa relazione: Valore non ammesso Combinazione non ammessa Non ci possono essere due studenti con matricola uguale!

44 Vincoli interrelazionali
Sono vincoli che coinvolgono più relazioni Garantiscono l’integrità dei riferimenti fra tabelle ESAMI CORSI ?

45 Vincoli di tupla Esprimono condizioni sui valori degli attributi di ciascuna tupla indipendentemente dalle altre (intrarelazionali) Sono espressi con predicati che devono essere veri per tutte le tuple (Voto18) AND (Voto30) NOT((Lode=‘L’) AND (Voto30)) Possono anche essere definiti da espressioni aritmetiche che legano fra loro i valori degli attributi PAGAMENTI(Data,Importo,Ritenute,Netto) Netto = Importo – Ritenute

46 Chiavi I vincoli di chiave sono fondamentali per il modello relazionale Una chiave è un insieme di attributi utilizzato per identificare univocamente le tuple di una relazione SI Matricola Nome, Cognome, Data di Nascita, Luogo di Nascita Nome, Cognome, Corso Nome, Cognome, Data di Nascita NO

47 Superchiavi e chiavi Un insieme K di attributi è una superchiave per una relazione R se R non contiene due tuple distinte t1 e t2 con t1[K]=t2[K] Un insieme di attributi K è una chiave per una relazione R se è una superchiave minimale (cioè non esiste una altra superchiave K’ che è contenuta in K) CHIAVI (Superchiavi Minimali) {Matricola} {Nome, Cognome, Data di Nascita, Luogo di Nascita} SUPERCHIAVI {Matricola, Nome} {Nome, Cognome, Data di Nascita, Luogo di Nascita, Corso} {Matricola, Corso}

48 Scelta delle chiavi La scelta della chiave deve tenere conto delle proprietà del mondo reale da cui provengono i dati STUDENTI(Matricola,Cognome,Nome,Data di Nascita,Luogo di Nascita,Corso) {Cognome,Nome,Corso} può essere una chiave nel caso che in un dato ateneo (e quindi nella base di dati) non ci siano due studenti con ugual Nome e Cognome iscritti allo stesso corso… ma niente vieta che possa accadere in futuro! Può essere aggiunto un campo ad hoc (ad esempio la matricola) da usare come chiave I campi corrispondenti alla chiave primaria non possono assumere valori nulli

49 Integrità referenziale
Le corrispondenze fra i dati in relazioni diverse si stabiliscono per mezzo dei valori di chiavi delle tuple Matricola: chiave primaria per AGENTI chiave esterna per INFRAZIONI AGENTI Codice Data Agente Art Prov Numero INFRAZIONI 174655 672 44 FI M363521 156732 223 12 SI BC637ZY 456345 672 44 GR ZA731CD AUTO Prov Numero Proprietario Indirizzo FI M363521 Gilli Luca Via Oro Prov, Numero: chiave primaria per AUTO chiave esterna per INFRAZIONI SI BC637ZY Tilli Nedo Via Abete GR ZA731CD Billi Aldo Via Sole

50 Vincoli di integrità referenziale
Un vincolo di integrità referenziale (foreign key, chiave esterna) fra un insieme di attributi X di una relazione R1 e una relazione R2 è soddisfatto se i valori su X di ciascuna tupla in R1 compaiono come valori della chiave (primaria) dell’istanza di R2 Codice Data Agente Art Prov Numero 174655 672 44 FI M363521 INFRAZIONI 156732 223 12 SI BC637ZY 456345 345 44 GR ZA731CD ? AGENTI Occorre definire un vincolo di integrità referenziale fra l’attributo Agente della relazione INFRAZIONI e la relazione AGENTI (chiave primaria Matricola).

51 Un esempio AUTOVEICOLI INCIDENTI
vincolo di integrità referenziale fra l’attributo Targa1 della relazione INCIDENTI e la relazione AUTOVEICOLI 2) vincolo di integrità referenziale fra l’attributo Targa2 della relazione

52 Algebra relazionale È basata su un insieme di operatori definiti su relazioni e che producono relazioni Si possono combinare gli operatori di base per ottenere interrogazioni complesse operatori insiemistici (unione, intersezione, differenza) ridenominazione, selezione, proiezione join (join naturale, prodotto cartesiano, theta–join)

53 Operatori insiemistici  1
Hanno senso solo se si applicano a relazioni con lo stesso schema (con gli stessi attributi) L’unione di due relazioni R1(X) e R2(X) è la relazione R(X)= R1(X) U R2(X) che contiene le tuple che appartengono ad R1 oppure ad R2, oppure ad entrambe Laurea 2° livello Laurea 1° livello STUDENTI

54 Operatori insiemistici  2
L’intersezione di due relazioni R1(X) e R2(X), definite su un insieme di attributi X, è la relazione R(X)= R1(X) R2(X) contenente le tuple che appartengono sia a R1(X) che a R2(X) La differenza di due relazioni R1(X) e R2(X), definite su un insieme di attributi X, è la relazione R(X)= R1(X) – R2(X) contenente le tuple che appartengono a R1(X) ma non a R2(X) U SPECIALIZZATI LAUREATI SPECIALIZZATI  LAUREATI SPECIALIZZATI – LAUREATI

55 Ridenominazione Con l’operazione di ridenominazione si modifica il nome degli attributi lasciando inalterato il contenuto delle relazioni IMPIEGATI OPERAI Sede,RetribuzioneAgenzia,Stipendio(IMPIEGATI) Sede,RetribuzioneFabbrica,Salario(OPERAI) Sede,RetribuzioneAgenzia,Stipendio(IMPIEGATI) Sede,RetribuzioneFabbrica,Salario(OPERAI)

56 Selezione L’operatore di selezione cond (R) produce una relazione che contiene le tuple della relazione R che soddisfano la condizione cond. Le condizioni di selezione possono prevedere confronti fra attributi e fra attributi e costanti e possono essere costruite combinando condizioni più semplici con i connettivi logici  (or),  (and) e  (not) IMPIEGATI(Cognome,Nome,Età,Stipendio) Età<30 AND Stipendio>2.000(IMPIEGATI) Vengono selezionati i record relativi ad impiegati con età minore di 30 anni e stipendio superiore a 2000€

57 Esempi di selezione Età<30 AND Stipendio>2.000(IMPIEGATI)
Città di Nascita=Residenza(CITTADINI) CITTADINI

58 Proiezione Dati una relazione R(X) e un sottoinsieme Y degli attributi in X, la proiezione di R su Y, Y(R), è l’insieme delle tuple su Y ottenute dalle tuple di R considerando solo i valori su Y Cognome,Nome(DOCENTI) DOCENTI Cat,Stipendio(DOCENTI)

59 Join È l’operatore che permette di correlare dati contenuti in relazioni diverse confrontando i valori contenuti in esse join naturale è un operatore che correla dati in relazioni diverse sulla base di valori uguali in attributi con lo stesso nome; il risultato è una relazione che ha per attributi l’unione degli attributi delle relazioni di partenza e le tuple ottenute combinando quelle delle relazioni con valori uguali sugli attributi comuni IMPIEGATI CAPOREPARTO IMPIEGATI CAPOREPARTO

60 Join con tuple pendenti
CAPOREPARTO DIPENDENTI CAPOREPARTO DIPENDENTI La prima tupla della relazione DIPENDENTI e la seconda della relazione CAPOREPARTO non generano nessuna tupla nel join

61 Un esempio di join COORDINATORI RICERCATORI RICERCATORI COORDINATORI
Ciascuna tupla della prima relazione è combinabile con tutte le tuple dell’altra; il risultato contiene un numero di tuple pari al prodotto dei numeri di tuple nelle due relazioni originarie

62 Infrazioni e auto INFRAZIONI AUTOVEICOLI INFRAZIONI AUTOVEICOLI

63 Theta–join È un operatore derivato: corrisponde alla generazione di tutte le possibili combinazioni fra le tuple delle due relazioni seguita da una selezione basata su una condizione F R1 F R2 = F( R R2) Selezione delle tuple che soddisfano F Tutte le possibili combinazioni delle tuple È importante dal punto di vista pratico perché è molto utilizzato nei sistemi di basi di dati esistenti

64 Un esempio di theta–join
PROGETTI RICERCATORI RICERCATORI PROGETTI RICERCATORI Progetto=Codice PROGETTI

65 Interrogazioni in algebra relazionale  1
Un’interrogazione, o query, a una base di dati produce una serie di record che soddisfano i criteri richiesti È una funzione che, applicata ad un’istanza di base di dati, produce una relazione, ovvero dei dati organizzati come tuple di una relazione Le interrogazioni si possono rappresentare con gli operatori dell’algebra relazionale che forniscono una procedura per calcolarne il risultato

66 Interrogazioni in algebra relazionale  2
Con le query è possibile recuperare i dati dalle tabelle e organizzarli in modo diverso Le query permettono di utilizzare le tabelle in modo dinamico… …mettendo in relazione le informazioni …filtrando i dati di interesse …effettuando ricerche incrociate sui record che rispondono a determinati criteri

67 Un esempio di interrogazione
SUPERVISIONE IMPIEGATI Trovare nome e stipendio dei capi degli impiegati che guadagnano più di 1.700€

68 I passi dell’interrogazione: 1
Si selezionano gli impiegati che guadagnano più di 1.700€ Stipendio>1.700(IMPIEGATI) Si associano gli impiegati trovati con i rispettivi capi Stipendio>1.700(IMPIEGATI) Impiegato=Matricola SUPERVISIONE

69 I passi dell’interrogazione: 2
Si estrae la matricola dei capi Capo( Stipendio>1.700(IMPIEGATI) Impiegato=Matricola SUPERVISIONE) Si associa la matricola con la relazione IMPIEGATI per ottenere le informazioni sui capi e poi si proietta sugli attributi richiesti (Nome, Stipendio) Nome,Stipendio (IMPIEGATI Matricola=Capo ( Capo( Stipendio>1.700(IMPIEGATI) Impiegato=Matricola SUPERVISIONE)))

70 Esempio: Azienda Un DBMS, a differenza di un semplice gestore di file, lavora a livello dei singoli campi nei singoli record del file, ovvero agisce a livello dei singoli attributi sulle tuple della tabella relazionale Sia data la tabella IMPIEGATO: ID Nome Età Stipendio_orario Ore Stipendio 86 Giulia Invernizzi 51 16.60 € 94 € 123 Francesca Perrera 18 8.50 € 185 € 149 Franco Toccasana 43 12.35 € 250 € 71 Gianni Calvini 53 17.80 € 245 € 165 Bruno Ferri 17 6.70 € €

71 Esempio: Azienda Un DBMS può eseguire la seguente interrogazione:
select id, nome, età, stipendio_orario, ore, stipendio from impiegato where id = 123; che recupera tutte le informazioni relative all’impiegato con ID uguale a 123; ID è la chiave primaria Per localizzare invece tutte le informazioni riguardanti un impiegato con un dato nome… select id, nome, età, stipendio_orario, ore, stipendio from impiegato where nome = ‘Gianni Calvini’; L’attributo Nome può non identificare la tupla univocamente; se nella tabella esistono più impiegati con lo stesso nome, vengono estratti tutti gli elementi rilevanti

72 Esempio: Azienda Se l’interrogazione presuppone l’estrazione solo di alcuni attributi, può essere formulata come… select nome, stipendio from impiegato where nome = ‘Gianni Calvini’; select id, nome, stipendio from impiegato where nome = ‘Gianni calvini’; che estra solo il nome e lo stipendio dell’impiegato/i con il nome specificato

73 I linguaggi di interrogazione
I DBMS richiedono l’uso di linguaggi di interrogazione specialistici, che permettono all’utente o ad altri programmi applicativi di interrogare la base di dati per recuperare informazioni Gli esempi visti sono scritti in SQL — Structured Query Language Gestire una tabella relazionale non significa solo effettuare interrogazioni Si deve essere in grado di aggiungere nuove tuple, cancellarle da una tabella o modificare informazioni in una tupla esistente SQL realizza questi compiti per mezzo dei comandi insert, delete e update Soprattutto per le basi di dati sul Web, sono spesso disponibili maschere user–friendly (capaci anche di verificare la correttezza dell’informazione immessa) atte a nascondere i dettagli della interrogazione

74 I linguaggi di interrogazione
Esempio 1 Esempio 2 select * from impiegato ordered by id; specifica che occorre considerare tutti i valori degli attributi per tutte le tuple nella tabella IMPIEGATO, ordinata per ID select * from impiegato where età > 21; seleziona tutte le tuple degli impiegati con età superiore a 21 anni

75 Esempio: Azienda Sia data la tabella ASSICURAZIONE: ID TipoDiPiano
con chiave primaria composta, costituita dagli attributi (ID,TipoDiPiano); l’attributo ID è una chiave esterna della tabella IMPIEGATO: stabilisce la relazione che gli impiegati possono avere piani assicurativi ID TipoDiPiano DataDiEmissione 86 A4 02/23/78 123 B2 12/03/91 149 A1 06/11/85 71 10/01/72 04/23/90 Poiché ID è solo una parte della chiave primaria per ASSICURAZIONE, un dato impiegato potrebbe avere più di un piano assicurativo (es., 149), o nessuno

76 Esempio: Azienda Il DBMS può mettere in relazione informazioni tra varie tabelle attraverso i valori della chiave, ad es. tra la chiave esterna ID nella tabella ASSICURAZIONE e la chiave primaria ID nella tabella IMPIEGATO descrive il piano assicurativo di Franco Toccasana, il cui risultato sarà: Franco Toccasana A1 Franco Toccasana B2 select impiegato.nome, assicurazione.tipodipiano from impiegato, assicurazione where impiegato.nome = ‘Franco Toccasana’ and impiegato.id = assicurazione.id;

77 Note La corrispondenza tra chiavi primarie e chiavi esterne è ciò che crea le associazioni tra le varie entità in una base di dati Il comando SQL per creare una tabella richiede le specifiche dei vari attributi, ovvero nome e tipo di dato, l’identificazione della chiave primaria, l’identificazione di ogni chiave esterna con indicazione esplicita delle tabelle per le quali costituisce chiave primaria Questa informazione è pertinente per la costruzione del file che memorizza i dati delle tuple

78 Esempio: Azienda IMPIEGATO POLIZZA ID TipoDiPiano PK PK usata da ha
Nome Età Stipendio_orario Ore Stipendio TipoDiPiano Descrizione CostoMensile PK PK usata da ha ASSICURAZIONE Esempio: si possono effettuare interrogazio-ni per trovare il costo mensile dell’assicurazio-ne di Franco Toccasana ID (FK) TipoDiPiano (FK) DataDiEmissione PK PK: Primary Key FK: Foreign Key

79 Le basi di dati distribuite
Le basi di dati distribuite permettono ai dati di risiedere in varie locazioni collegate in rete L’utente del sito A pone alla base di dati un’interrogazione che richiede l’accesso a dati che possono essere fisicamente memorizzati nel sito B Il sistema di gestione della base di dati e la rete sottostante realizzano i collegamenti e le associazioni necessarie: l’utente non dovrebbe percepire di lavorare in remoto; tuttavia… … il tempo aumenta per accessi in rete … un guasto della rete o di qualche nodo possono rendere i dati non disponibili agli altri siti … la sicurezza delle informazioni e la protezione da accessi indesiderati sono fondamentali ed hanno pesanti implicazioni sociali, etiche e legali

80 I sistemi ipermediali Un sistema ipermediale è una particolare forma di gestore di basi di dati I dati, in un sistema ipermediale, sono raccolti in una varietà di forme: informazione sonora e visuale, immagini fotografiche, grafica, testo Un’applicazione ipermediale permette all’utente di navigare fra le varie fonti di informazione, in modo non strutturato I “collegamenti” utilizzati fra le fonti di informazione sono simili ai collegamenti tra tabelle relazionali in una base di dati