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G. Mecca – – Università della Basilicata Basi di Dati Sistemi per Basi di Dati: Introduzione versione 2.0.

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Presentazione sul tema: "G. Mecca – – Università della Basilicata Basi di Dati Sistemi per Basi di Dati: Introduzione versione 2.0."— Transcript della presentazione:

1 G. Mecca – – Università della Basilicata Basi di Dati Sistemi per Basi di Dati: Introduzione versione 2.0

2 2 G. Mecca - - Basi di Dati Sommario m Introduzione Sistema Informativo e Sistema Informatico m Definizione di DBMS m Modello logico e modello fisico Panoramica sui modelli Schema e Istanza Linguaggi per basi di dati m Indipendenza dei dati Sistemi per BD >> Sommario

3 3 G. Mecca - - Basi di Dati Introduzione m Oggetto del corso Sistemi di Gestione di Basi di Dati o Database Management Systems (DBMS) m Sono tipicamente utilizzati nelle organizzazioni complesse molti dati da gestire processi complessi i dati sono cruciali per lo svolgimento delle attività Sistemi per BD >> Introduzione

4 4 G. Mecca - - Basi di Dati Introduzione m In particolare i DBMS sono una componente fondamentale del sistema informatico di una grande organizzazione che è una componente fondamentale del sistema informativo che è una componente fondamentale del sistema organizzativo Sistemi per BD >> Introduzione

5 5 G. Mecca - - Basi di Dati Sistema Organizzativo m Organizzazione complessa (es: azienda, banca, ente pubblico, … ma anche fantacalcio…) m Sistema Organizzativo complesso delle strutture, delle regole e delle procedure che regolano lo svolgimento delle attività Es: banca – regolamento apertura c/c anagrafe – procedure per la reg. nascite Sistemi per BD >> Introduzione

6 6 G. Mecca - - Basi di Dati Sistema Informativo m La parte del sistema organizzativo che presiede ai processi di raccolta, conservazione e utilizzo delle informazioni Es: banca – registrazione prelievi su c/c emissione estratto conto anagrafe –registrazione nascita emissione certificato di nascita Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo

7 7 G. Mecca - - Basi di Dati Sistema Informatico m La porzione informatizzata del sistema informativo m Collezione di applicazioni che gestiscono i dati e i flussi informativi m In pratica, in molti casi: sistema informativo = sistema informatico ma non è sempre così Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo

8 8 G. Mecca - - Basi di Dati Sistema Informatico m Struttura a livelli Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo Organizzazione complessa (es: azienda) Sistema organizzativo Sistema informativo Sistema informatico DBMS obiettivo dei DBMS: il trattamento dei dati per ottenere informazione

9 9 G. Mecca - - Basi di Dati Dati e Informazioni (dal vocabolario) m Informazione: notizia, dato o elemento che consente di avere conoscenza più o meno esatta di fatti, situazioni, modi di essere. m Dato: ciò che è immediatamente presente alla conoscenza, prima di ogni elaborazione; (in informatica) elementi di informazione costituiti da simboli che debbono essere elaborati. Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo

10 10 G. Mecca - - Basi di Dati Dati e Informazioni m I dati devono essere interpretati per diventare informazioni (conoscenza) Esempio: m Risultati del Totogol concorso 28 del 3 marzo Quote 8pt: ,00 Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo

11 11 G. Mecca - - Basi di Dati Architettura dei Sistemi Informatici m I sistemi informatici sono presto stati considerati fondamentali nelle grandi organizzazioni m Esistono da prima che esistessero i DBMS m Erano basati su unarchitettura diversa rispetto a quella attuale Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo

12 12 G. Mecca - - Basi di Dati Architettura Tradizionale dei S. I. m Applicazioni e file Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo Applicazione n.3 Es: erogazione contr. Applicazione n.2 Es: certif. elettorali Applicazione n.1 Es: dati nascite Disco File A File B File C

13 13 G. Mecca - - Basi di Dati Problemi ed Esigenze m Dimensioni dei dati m Efficienza m Condivisione dellaccesso ridondanza m Affidabilità m Sicurezza Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo

14 14 G. Mecca - - Basi di Dati Database Management System (DBMS) m Sistema per gestire grandi collezioni di dati persistenti in modo efficiente garantendo servizi di: condivisione affidabilità sicurezza Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

15 15 G. Mecca - - Basi di Dati Architettura Moderna dei S.I. m Architettura basata su DBMS Appl. n.2 Appl. n.1 Base di Dati (dati) DBMS (servizi) Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

16 16 G. Mecca - - Basi di Dati Servizi di un DBMS m Condivisione riduzione di ridondanze (inconsistenze) gestione della concorrenza m Esempio: ununica collezione di dati (cittadini) a cui accedono tutte le applicazioni Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

17 17 G. Mecca - - Basi di Dati Servizi di un DBMS m Affidabilità recupero dei dati in caso di guasti m Esempio: in caso di malfunzionamento (alimentazione, rottura del disco) i dati possono essere recuperati Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

18 18 G. Mecca - - Basi di Dati Servizi di un DBMS m Sicurezza meccanismi di protezione dellaccesso meccanismi di autorizzazione m Esempio: laccesso ai dati dei cittadini è protetto agli utenti non autorizzati gli utenti autorizzati (impiegati) hanno diversi livelli di autorizzazione Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

19 19 G. Mecca - - Basi di Dati Caratteristiche di un DBMS m Efficienza utilizzo di risorse di calcolo relativa alla complessità dei servizi m Efficacia centralizzazione dei servizi miglioramento della produttività semplicità della scrittura di applicazioni Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

20 20 G. Mecca - - Basi di Dati Figure Coinvolte Base di Dati applicazioni DBMS utenti finali amministratori programmatoriapplicativi utenticasuali Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

21 21 G. Mecca - - Basi di Dati Alcuni Esempi di DBMS m Commerciali, Fascia alta IBM DB2, Oracle, Microsoft SQL Server, Sybase Commerciali, Fascia bassa Microsoft Access, FileMaker m Open Source MySQL (www.mysql.com) PostgreSQL (www.postgresql.org) Sistemi per BD >> Concetto di DBMS

22 22 G. Mecca - - Basi di Dati Interazione tra DBMS e Applicazioni m Come fanno le applicazioni e gli utenti a interagire con il DBMS ? devono conoscere lorganizzazione dei dati devono sapere come comunicare con il DBMS m Devono conoscere: Il modello dei dati del DBMS Il linguaggio del DBMS Sistemi per BD >> Concetto di Modello

23 23 G. Mecca - - Basi di Dati Modello dei Dati m Insieme di strutture e di regole per la rappresentazione di informazioni m Modello logico dei dati astrazione per il programmatore m Modello fisico dei dati al livello della macchina Sistemi per BD >> Concetto di Modello

24 24 G. Mecca - - Basi di Dati Modello dei Dati m Esempi di modello logico In linguaggio C tipi base, array, strutture, puntatori In linguaggio Java tipi base, array, classi, oggetti, ereditarietà m Esempi di modello fisico strutture per la rappresentazione dei bit (registri della memoria, file su disco) Sistemi per BD >> Concetto di Modello

25 25 G. Mecca - - Basi di Dati Modelli di Dati in un DBMS m Ogni DBMS è basato su precisi modelli m Modello logico descrizione dei dati visibili alle applicazioni m Modello fisico strutture per la gestione della persistenza su disco Sistemi per BD >> Concetto di Modello

26 26 G. Mecca - - Basi di Dati DBMS Relazionale m Modello Logico i dati sono organizzati in tabelle la tabella è un insieme di record (ennuple) con un insieme di attributi di tipi opportuni (numeri, stringhe, date…) i dati in tabelle diverse sono correlati sulla base dei valori m Modello Fisico file, pagine e record (proprietario) Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

27 27 G. Mecca - - Basi di Dati MatricolaCognomeNomeData di nascita 6554PincoPallino05/12/ NeriPaolo03/11/ RossiMaria01/02/ VerdiLuisa12/11/1979 studenti CodiceTitoloDocente 01AnalisiSempronio 02ChimicaBruni 04ChimicaVerdi corsi StudenteVotoCorso esami Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

28 28 G. Mecca - - Basi di Dati DBMS Orientati agli Oggetti m Modello Logico i dati sono organizzati in classi ogni classe genera un insieme di oggetti con un insieme di proprietà e di metodi oggetti diversi sono correlati sulla base di identificatori m Modello Fisico file, pagine, record, puntatori (proprietario) Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

29 29 G. Mecca - - Basi di Dati Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

30 30 G. Mecca - - Basi di Dati DBMS Relazionali a Oggetti m Sono un compromesso tra DBMS relazionali e DBMS a oggetti m I dati sono organizzati in tabelle… ma Limitate funzionalità per la definizione di tipi (classi) Limitate funzionalità per la definizione di oggetti (identificatori) Limitate funzionalità per la creazione di gerarchie Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

31 31 G. Mecca - - Basi di Dati Sistemi basati su XML m Modello Logico i dati sono organizzati in strutture gerarchiche (alberi) ogni albero ha un insieme di nodi (elementi) oggetti diversi sono correlati sulla base di relazioni di contenimento m Modello Fisico vari possibili modelli standard: file di testo basato su marcatori Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

32 32 G. Mecca - - Basi di Dati studenti studente cognomenomematricoladataNascitaesamiSost esame 6554PincoPallino5/12/1978 …… … corso codicetitolo 01 docente voto AnalisiSempronio 26 Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

33 33 G. Mecca - - Basi di Dati Pinco Pallino 15/12/1978 Pinco Pallino 15/12/1978 Analisi Analisi Giacomo Giacomo Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

34 34 G. Mecca - - Basi di Dati Modelli Storici m Modello gerarchico anni 60 IBM IMS COBOL, Pascal m Modello reticolare anni 70 IDS, IDMS Codasyl, COBOL Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Panoramica sui Modelli

35 35 G. Mecca - - Basi di Dati Visibilità degli Schemi Sistemi per BD >> Concetto di Modello Disco (file) Schema fisico DBMS Appl. n.2 Appl. n.1 Schema logico es: struttura delle tabelle o delle classi strategia di memorizz. (struttura dei file)

36 36 G. Mecca - - Basi di Dati Schema e Istanza m Che cosa del modello deve conoscere lo sviluppatore dellapplicazione ? il modello logico (e non il modello fisico) la struttura dei dati e non necessariamente i dati veri e propri m In altri termini lo schema e non necessariamente listanza Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Schema e Istanza

37 37 G. Mecca - - Basi di Dati In ogni modello esistono m Lo schema: la descrizione della struttura stabile nel tempo m Listanza: i valori (cioè i dati) variabile nel tempo Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Schema e Istanza MatricolaCognomeNomeData di nascita 6554PincoPallino05/12/ NeriPaolo03/11/ RossiMaria01/02/ VerdiLuisa12/11/1979 studenti

38 38 G. Mecca - - Basi di Dati Schemi di un DBMS m Schema logico descrizione delle strutture secondo cui i dati sono organizzati nel modello logico (es: tabelle) m Schema fisico descrizione delle strutture secondo cui i dati sono memorizzati su disco m Schema esterno relativo alla gestione della sicurezza Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Schema e di Istanza

39 39 G. Mecca - - Basi di Dati Schemi Esterni m Non tutti gli utenti hanno gli stessi privilegi m Schema esterno per un utente: porzione della base di dati che lutente è autorizzato a vedere m Viste: strumento attraverso cui si definisce lo schema esterno >> m Es: base di dati comunale dei cittadini tabella cittadino, attributo imponibile a fini fiscali vista cittadinoSenzaDatiFiscali Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Schema e di Istanza

40 40 G. Mecca - - Basi di Dati Architettura Standard a Tre Livelli Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Schema e di Istanza BD Schema logico Schema esterno Schema fisico Schema esterno Schema esterno applicazione utenteapplicazioneutente

41 41 G. Mecca - - Basi di Dati Linguaggio per Basi di Dati m Sintassi e semantica per richiedere servizi al DBMS m Ogni modello ha i suoi linguaggi m DBMS relazionali: SQL-92, QBE m DBMS a oggetti: OQL m DBMS relazionali a oggetti: SQL-99 m XML: XPath, XQuery Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Linguaggio per Basi di Dati

42 42 G. Mecca - - Basi di Dati SQL: Un esempio SELECT Matricola, Cognome, AVG(Voto) FROM Studenti, Esami WHERE Matricola = Studente GROUP BY Matricola, Cognome MatricolaCognomeAVG(voto) 6554Pinco Neri Rossi27 Sistemi per BD >> Concetto di Modello >> Linguaggio per Basi di Dati

43 43 G. Mecca - - Basi di Dati Indipendenza m E la caratteristica fondam. dei DBMS m Indipendenza dei dati rispetto alla applicazioni m Indipendenza dello schema logico rispetto allo schema fisico m Indipendenza degli schemi esterni rispetto allo schema logico Sistemi per BD >> Concetto di Indipendenza dei Dati

44 44 G. Mecca - - Basi di Dati DBMS e Indipendenza m Vantaggi centralizzazione dei servizi semplificazione delle applicazioni flessibilità nella manutenzione m Svantaggi complessità dellarchitettura costi minore modularità Sistemi per BD >> Concetto di Indipendenza dei Dati

45 45 G. Mecca - - Basi di Dati Sommario m Introduzione Sistema Informativo e Sistema Informatico m DBMS m Modello logico e modello fisico Panoramica sui modelli Schema e Istanza Linguaggi per basi di dati m Indipendenza dei dati Sistemi per BD >> Sommario

46 46 G. Mecca - - Basi di Dati Ringraziamenti m Questa lezione è basata sul materiale didattico predisposto dal Prof. Paolo Atzeni per il suo corso di Basi di Dati


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