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SCUOLA INTERUNIVERSITARIA SICILIANA DI SPECIALIZZAZIONE PER LINSEGNAMENTO SECONDARIO Classe di Concorso: 42A Fabio Di Mauro MODULO DIDATTICO - GLI ARCHIVI.

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1 SCUOLA INTERUNIVERSITARIA SICILIANA DI SPECIALIZZAZIONE PER LINSEGNAMENTO SECONDARIO Classe di Concorso: 42A Fabio Di Mauro MODULO DIDATTICO - GLI ARCHIVI DI DATI - Docente: Prof. Cantone

2 Modulo 1: Gli Archivi Il modulo, proposto per una quinta classe Indirizzo Informatico, mira a presentare agli alunni le nozioni di base relative agli archivi, ai loro supporti e al tipo di organizzazione.

3 Unità didattica 1 Archivi di Dati

4 Prerequisiti Nozioni elementari di dato e tipi di dato, record, file Conoscenze di base sulle principali componenti hardware e software di un sistema di elaborazione Gli studenti dovranno dimostrare di avere:

5 Competenze 1.Possedere una visione di insieme delle risorse di un sistema di elaborazione orientate alla gestione degli archivi 2.Comprendere la differenza fra diverse organizzazioni di archivi valutandone potenzialità e limiti 3.Scegliere lorganizzazione del file più adatta a seconda del tipo di archivio

6 1. Organizzazione degli archivi 2.Operazioni sugli archivi Contenuti

7 LEZIONE FRONTALE LEZIONE DIALOGATA Metodologie Stabilire un continuo dialogo mirato a coinvolgere la classe sugli argomenti trattati, al fine di evidenziare e quindi correggere possibili lacune di impostazione e conoscenza di ciascun alunno

8 AULA LABORATORIO Spazi

9 LIBRO DI TESTO ED APPUNTI COMPUTER LAVAGNA LUMINOSA PROIETTORE Strumenti

10 Colloqui individuali Interventi di vario genere Questionari e Test (strutturati e semistrutturati) Prove di laboratorio Le verifiche sono periodiche e costanti, tese alla valutazione sia del percorso nella sua globalità che di una parte del medesimo. Esse prevedono varie tipologie: Verifiche

11 Sia di tipo formativo e quindi in relazione allapplicazione, allimpegno, allattenzione, al metodo di lavoro che ogni studente avrà mostrato durante lattività didattica La valutazione sarà: Sia di tipo sommativo, ricavata dalla misurazione delle varie prove in cui gli studenti dovranno dimostrare di: avere acquisito conoscenze e informazioni circa i contenuti avere maturato abilità e competenze specifiche alla disciplina Valutazione

12 63316U.D. 1 Ore di Recupero e/o Potenziamento Ore di Verifica Ore di Laboratorio Ore di Lezione Unità Didattica Tempi

13 PERCORSO DIDATTICO 3 Gli archivi (generalità) 3 Operazioni sugli archivi 3 Cenni su file e periferiche 3 Lorganizzazione degli archivi 3 Cenni sulle tecniche di indicizzazione 3 Le applicazioni informatiche sugli archivi

14 U.D.1 GLI ARCHIVI Informazioni riutilizzabili anche a distanza di tempo devono essere opportunamente conservate in modo che la ricerca di queste sia quanto più efficiente e agevole possibile. Per es. i nostri album fotografici rappresentano un archivio di ricordi i nostri appunti presi a lezione rappresentano un archivio di conoscenza riutilizzabile. La storia delluomo si è sempre basata sulla conservazione delle sue memorie (archivio storico) E LA LISTA POTREBBE ESSERE LUNGHISSIMA

15 GLI ARCHIVI DEF.Insieme organizzato di informazioni caratterizzate da alcuni aspetti fondamentali: tra di esse esiste un nesso logico (cioè sono in qualche modo inerenti ad un medesimo argomento sono rappresentate secondo un formato che ne rende possibile linterpretazione sono registrate su un supporto in cui è possibile scrivere e rileggere informazioni anche a distanza di tempo sono organizzate in modo da permettere una facile consultazione

16 GLI ARCHIVI Esempio:Elenco Telefonico Descrizione: è un archivio di dati dove sono raccolte le informazioni che riguardano gli abbonati al telefono di una provincia. Per ogni abbonato è riportato: Generalità (Cognome,Titolo professionale e Nome) Indirizzo (via e numero civico) numero di telefono Tutte le informazioni dellArchivio Elenco Telefonico sono stampate su fogli di carta.

17 GLI ARCHIVI IN RIFERIMENTO ALLA DEFINIZIONE SI NOTA CHE Esiste un nesso logico: le informazioni raccolte si riferiscono agli abbonati di una stessa provincia e allinterno della provincia di uno stesso comune Formato di rappresentazione: disposizione delle informazioni nelle righe, con lo stesso ordine per tutti gli abbonati, per rendere facile la lettura e linterpretazione da parte di chi consulta lelenco.

18 GLI ARCHIVI Supporto di registrazione: è la carta delle pagine dellelenco Organizzazione dei dati: gli abbonati sono stampati seguendo lordine alfabetico dei cognomi, allinterno della suddivisione per comune, per permettere un veloce reperimento del numero di telefono che corrisponde alla persona cercata. QUESTA ORGANIZZAZIONE PERMETTE DI ESEGUIRE SEMPRE UNA RICERCA DICOTOMICA (e sequenziale quando si trova la pagina con linformazione)

19 OPERAZIONI SUGLI ARCHIVI COGNOME TITOLO PROFESSIONALE NOMEINDIRIZZO NUMERO TELEFONICO TRACCIATO RECORD CAMPI RECORD (registrazione): Insieme di informazioni logicamente organizzate e riferite ad un unico soggetto CAMPI: Singole informazioni che compongono il record TRACCIATO RECORD: Elenco dei campi Per lelenco telefonico si ha ad esempio:

20 OPERAZIONI SUGLI ARCHIVI 1° PASSO: CREAZIONE DI UN ARCHIVIO NOME: identificatore che serve a ricordarne il contenuto, per es. rubrica telefonica, archivio anagrafico ecc. TRACCIATO RECORD: quali informazioni compongono il record SUPPORTO DA USARE: fogli di carta, dischi magnetici o ottici, ecc.

21 OPERAZIONI SUGLI ARCHIVI DIMENSIONE MASSIMA: per es. il numero max di scaffali occupati in un archivio cartaceo, o il num. max di pagine di una rubrica telefonica ecc. ORGANIZZAZIONE: il modo in cui i dati sono strutturati e collegati fra loro (legata al supporto e al metodo di consultazione)

22 OPERAZIONI SUGLI ARCHIVI OPERAZIONI PER LA GESTIONE DI UN ARCHIVIO OPERAZIONI DI MANIPOLAZIONE OPERAZIONI DI INTERROGAZIONE

23 OPERAZIONI SUGLI ARCHIVI MANIPOLAZIONE iINSERIMENTO: linserimento di nuovi dati dopo che larchivio è stato creato; per es. la memorizzazione di un nuovo abbonato nellelenco telefonico iMODIFICA O AGGIORNAMENTO: per es. un utente telefonico che trasferisce la propria residenza restando nella stessa città; allora la nuova residenza sarà inserita nelledizione successiva dellelenco telefonico (modifica e aggiornamento di un campo nel tracciato record).

24 OPERAZIONI SUGLI ARCHIVI iCANCELLAZIONE: eliminazione di informazioni che non si vogliono più conservare perché non esiste più un nesso logico rispetto le altre informazioni conservate nellarchivio; per es. un utente telefonico che si trasferisce in unaltra città.

25 OPERAZIONI SUGLI ARCHIVI INTERROGAZIONE iCONSULTAZIONE O INTERROGAZIONE: reperimento allinterno dellarchivio delle informazioni necessarie per lelaborazione desiderata (è il motivo principale per cui un archivio esiste). Per es. larchivio anagrafico di un comune può essere consultato per avere un elenco di tutti i bambini che nellanno in corso raggiungono letà scolare e devono frequentare la prima classe.

26 CENNI SU FILE E PERIFERICHE Problema della velocità nella ricerca e elaborazione Problemi di spazio (fisico occupato) nella memorizzazione dei dati Archivi cartacei Archivi informatici

27 CENNI SU FILE E PERIFERICHE FILE (dallinglese ARCHIVIO): è il supporto dove vengono memorizzati gli archivi per essere trattati in modo automatico dai computer In generale è tutto quello che può essere memorizzato su un supporto di memoria di massa (testo, programma, grafico ecc.)

28 CENNI SU FILE E PERIFERICHE Nelle applicazioni informatiche gli archivi sono in genere costituiti da insiemi di record omogenei: ciascun archivio possiede un tracciato predefinito e uguale per tutti i record in esso contenuti ( file di record ) Le apparecchiature, sia esterne che collegate al calcolatore sono dette periferiche (unità periferiche di memoria)

29 CENNI SU FILE E PERIFERICHE Ogni operazione di I/O riguarda non un singolo carattere ma un insieme di caratteri, detto blocco. Il blocco è lunità fisica di memorizzazione di dati su una memoria di massa.

30 CENNI SU FILE E PERIFERICHE UNITÀ DI I/O: MEMORIE DI MASSA NASTRO MAGNETICO

31 CENNI SU FILE E PERIFERICHE NASTRO MAGNETICO Viene comunemente usato per memorizzare i file da consultare non frequentemente ( per es. Archivi Storici). È anche utilizzato comunemente per fare copie di sicurezza Le informazioni sono elaborate sequenzialmente

32 CENNI SU FILE E PERIFERICHE DISCO MAGNETICO Sottile disco metallico con facciate ricoperte da materiale magnetizzabile. Le due facce del disco sono divise in piste e settori. Raggiungono capacità di memorizzazione dellordine del Gb

33 CENNI SU FILE E PERIFERICHE FLOPPY DISK Supporti concettualmente simili ai dischi, di facile gestione e basso costo. Molto usati nei PC e hanno capacità di1,44 Mb

34 CENNI SU FILE E PERIFERICHE DISCHI ZIP: leggermente più grandi dei dischetti e contenuti in in una confezione di plastica rigida. Sono dotati di grande capacità DISCHI OTTICI: basati sulla tecnologia di scrittura ottica (con luso del LASER) –CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) –CD-R (Recordable) –CD-RW (Rewritable) –DVD (Digital Versatile Disc)

35 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI Progettazione e Organizzazione Ottimizzazione dello spazio del supporto in relazione alla capacità Riduzione dei tempi di accesso e ritrovamento dei dati contenuti in memoria

36 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI OBIETTIVI FONDAMENTALI (finalizzati alla manutenzione) R Evitare ridondanze nelle registrazioni R Lindipendenza dallo schema logico dei dati dalle implementazioni software, dalle applicazioni che usano quei dati e dal modo con il quale i dati sono fisicamente registrati su memoria di massa

37 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI OPERAZIONI COMUNI DI MANUTENZIONE DEGLI ARCHIVI –Eliminazione degli errori presenti nellarchivio e nei software che lo gestiscono –Necessità di ampliare gli archivi in corrispondenza dellaumento delle informazioni (per es. unazienda che cresce) –Conversione e adeguamento a nuove piattaforme Hardware, più potenti o di maggiore capacità e prestazioni

38 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI Organizzazioni più comuni ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE ORGANIZZAZIONE AD ACCESSO DIRETTO ORGANIZZAZIONE AD INDICI

39 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE I record sono registrati uno di seguito allaltro in modo sequenziale: in fase di lettura i record possono essere trovati scorrendo tutti i record del file a partire dal primo fino allultimo, nello, stesso ordine in cui sono stati registrati

40 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE I record sono registrati uno di seguito allaltro in modo sequenziale: in fase di lettura i record possono essere trovati scorrendo tutti i record del file a partire dal primo fino allultimo, nello, stesso ordine in cui sono stati registrati

41 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE I record sono registrati uno di seguito allaltro in modo sequenziale: in fase di lettura i record possono essere trovati scorrendo tutti i record del file a partire dal primo fino allultimo, nello, stesso ordine in cui sono stati registrati

42 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE I record sono registrati uno di seguito allaltro in modo sequenziale: in fase di lettura i record possono essere trovati scorrendo tutti i record del file a partire dal primo fino allultimo, nello, stesso ordine in cui sono stati registrati

43 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE I record sono registrati uno di seguito allaltro in modo sequenziale: in fase di lettura i record possono essere trovati scorrendo tutti i record del file a partire dal primo fino allultimo, nello, stesso ordine in cui sono stati registrati

44 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE

45 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE Risulta particolarmente efficace per la gestione dei file di testo Un nuovo record si aggiunge sempre in coda La scrittura di un record già esistente provoca una cancellazione dei dati dellarchivio

46 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE SEQUENZIALE Risulta particolarmente efficace per la gestione dei file di testo Un nuovo record si aggiunge sempre in coda La scrittura di record a partire dallinizio, eseguita su un file già esistente provoca una cancellazione di eventuali dati presenti nellarchivio

47 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD ACCESSO DIRETTO Tutti i record hanno lunghezza fissa LR NR = Numero Record LR = Lunghezza del Record Per leggere il record n° NR si cideve posizionare sul carattere corrispondente a:

48 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD ACCESSO DIRETTO Tutti i record hanno lunghezza fissa LR (NR-1) x LR +1 Si può dunque accedere direttamente al record che interessa

49 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD ACCESSO DIRETTO Questa organizzazione è detta anche RANDOM, visto che lutente può accedere al Record che interessa senza leggere prima tutti quelli che lo precedono. In un archivio con questa organizzazione ciascun Record viene identificato nella posizione che esso occupa allinterno del file.

50 ORGANIZZAZIONE AD ACCESSO DIRETTO Può essere convenientemente utilizzata negli archivi per i quali i Record vengono identificati attraverso un numero dordine progressivo: per es. In un archivio anagrafico di studenti in una scuola, la matricola dello studente, che indica la posizione del Record nel file, è un numero assegnato al momento delliscrizione alla scuola ottenuto aggiungendo 1 allultimo numero di matricola registrato. LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI

51 ORGANIZZAZIONE AD INDICI Lorganizzazione si deve pensare come quella di un libro tecnico dotato di indice analitico. In tale indice sono elencate in ordine alfabetico le parole chiave, che richiamano gli argomenti e i concetti trattati nel testo, affiancate ciascuna dalla pagina corrispondente del libro. Il lettore cerca la parola nellindice analitico con un metodo di ricerca binario (lelenco è ordinato); il numero di pagina funziona da puntatore alla pag. dove viene trattato largomento

52 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD INDICI È necessario avere una tabella delle chiavi: la ricerca del Record avviene leggendo le chiavi e non i record. Ad ogni chiave è associato un puntatore al Record

53 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI CHIAVI DATI

54 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI CHIAVI DATI

55 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI CHIAVI DATI

56 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI CHIAVI DATI

57 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD INDICI Proprietà della chiave Primaria Secondaria È univoca: costituisce il criterio fondamentale per ritrovare un Record È alternativa, e non necessariamente univoca

58 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD INDICI Primaria Secondaria Esempio: la matricola di uno studente, il codice di un prodotto, il codice fiscale Esempio: la città di residenza di una persona in un archivio anagrafico, il numero di reparto per gli articoli di un reparto merci

59 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD INDICI Chiave composta: combinazione di più campi Codice Studente Data Codice Materia Prove sostenute dallo studente nel corso dellanno scolastico

60 LORGANIZZAZIONE DEGLI ARCHIVI ORGANIZZAZIONE AD INDICI ACCESSI Sequenziale: operazioni di lettura e scrittura fatte in base allordine crescente delle chiavi Random: dato il valore della chiave è possibile puntare al record corrispondente (se esiste) Dinamico il programmatore può scegliere se fare una ricerca sequenziale o Random (o entrambe)

61 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE I Record dei file con organizzazione random (ad accesso diretto) vengono identificati attraverso il numero di posizione che essi occupano allinterno del file. Volendo associare a ciascun Record un valore chiave, che può essere alfanumerico occorre determinare una funzione che trasformi la chiave in un numero. Una tecnica di indicizzazione molto usata è il metodo hash. FUNZIONE HASH CHIAVE POSIZIONE DEL RECORD

62 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE SEMPLICI TECNICHE HASHING La funzione hash più semplice, utilizza un numero intero uguale alla chiave o ricavato dalla chiave stessa, divide questo intero per il numero massimo di Record e usa il resto della divisione come valore restituito dalla funzione es.: num. Record = 100 chiavi = interi compresi fra 1000 e 2000 la posizione del Record sarà un intero compreso fra 0 e 99 Infatti n N - {0} si ha N mod 100 = 0 99

63 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE Nel caso di codici alfanumerici una tecnica potrebbe essere la seguente: Sia per es. la chiave composta da 7 caratteri: i primi 2 alfabetici seguiti da 3 numerici ed infine 2 alfabetici (come avviene per le targhe automobilistiche. Si considerano i valori corrispondenti ai caratteri nellalfabeto da 1 a 26 (valore del codice ASCII- 64) delle lettere presenti nel codice: si calcola la somma dei primi due e la somma degli ultimi due si moltiplicano fra loro le due somme e si moltiplica il risultato per il valore numerico delle cifre presenti nella parte centrale del codice si calcola il resto della divisione del numero ottenuto con il num. Max di Record del file.

64 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE Numero di Record = 500 chiave = AB 026 HA AB026HA = mod 500 = 202

65 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE chiave = FC 321 SB FC321SB = mod 500 = 169

66 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE chiave = BG 749 ED BG749ED = mod 500 = 169 FC 321 SB BG 749 ED Però la funzione hash da per entrambe lo stesso risultato In questo caso si ha una collisione

67 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE CHIAVE DATI ALGORITMO HASH SCANSIONE LINEARE

68 TECNICHE DI INDICIZZAZIONE CHIAVE DATI ALGORITMO HASH SCANSIONE QUADRATICA Si controlla il primo posto, poi il quarto successivo, poi il nono ecc.

69 LE APPLICAZIONI INFORMATICHE CON GLI ARCHIVI Riguardano problemi gestionali nelle aziende, negli studi professionali, negli enti pubblici. I dati devono essere raccolti, registrati su supporti di memoria, per metterli poi a disposizione degli utenti con procedure di interrogazione e stampa. Gli archivi in genere sono: ANAGRAFICHE: contenenti le informazioni su soggetti, persone o prodotti. MOVIMENTI: che riguardano gli eventi riferiti ai soggetti descritti nelle anagrafiche. PARAMETRI: dati che rimangono costanti per un per un certo periodo di tempo

70 LE APPLICAZIONI INFORMATICHE CON GLI ARCHIVI Es. GESTIONE DI UNO STUDIO DENTISTICO l'archivio dei clienti con Cognome, Nome, Indirizzo, Tel., Cod. Fiscale rappresenta LANAGRAFICA le prestazioni che il medico ha svolto per i clienti, con data e tipo di prestazioni rappresenta i MOVIMENTI i PARAMETRI sono i dati riguardanti il costo degli interventi e le protesi.

71 FINE


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