Basi di dati e World Wide Web Paolo Atzeni Paolo Merialdo 19/02/2002.

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1 Basi di dati e World Wide Web Paolo Atzeni Paolo Merialdo 19/02/2002

2 Basi di dati, capitolo 142 Richiami: Internet e WWW Internet: –Una federazione di reti che usano TCP/IP World Wide Web –ipertesto multimediale distribuito –con la possibilità di richiamare programmi e costruire pagine dinamicamente

3 19/02/2002Basi di dati, capitolo 143 Il World Wide Web ipertesto multimediale (testo, immagini, suoni, video, …) distribuito con componenti autonome attivo (permette di richiamare programmi)

4 19/02/2002Basi di dati, capitolo 144 Ipertesto documento con struttura non sequenziale o insieme di documenti correlati esempi: –un libro (struttura gerarchica, più rimandi, note, bibliografia) –una rivista (con rimandi anche a fascicoli diversi) –un insieme di libri (che si possono citare a vicenda) –…

5 19/02/2002Basi di dati, capitolo 145 Richiami: HTML linguaggio per la specifica di ipermedia formattazione logica dei documenti riferimenti basati su URL (Uniform Resource Locator): [Protocollo :// ] [Server / ] Risorsa –Protocollo: http, ftp, telnet, mailto –Server: nome simbolico o indirizzo IP –Risorsa: specifica di directory e file, anche con parametri, o anche indirizzo di posta elettronica costrutto form per linvio di informazioni (parametri, quando lURL specifica un programma da eseguire)

6 19/02/2002Basi di dati, capitolo 146 Richiami: HTTP protocollo per la comunicazione fra browser (client) e server Web (server HTTP) fasi: 1. Apertura della connessione: il browser contatta il server HTTP (indirizzo e protocollo come nellURL) e richiede una connessione TCP 2. Accettazione della connessione: il server, se disponibile, accetta e invia conferma 3. Richiesta: il client invia la richiesta specifica, con i dettagli della risorsa e gli eventuali parametri 4.Risposta: il server comunica lesito e il risultato, chiude la connessione

7 19/02/2002Basi di dati, capitolo 147 HTTP, protocollo senza memoria Chiusa una connessione, il server la dimentica completamente (a parte il log, che però non viene utilizzato nelle connessioni successive) Motivazioni: –semplicità realizzativa (ogni richiesta può essere gestita indipendentemente dalle altre) Conseguenze: –la gestione di attività che richiedono interazioni multiple non è immediata

8 19/02/2002Basi di dati, capitolo 148 HTTP e programmi: il protocollo CGI (Common Gateway Interface) Gateway (o programma CGI): un qualunque progranna richiamato da un server HTTP I gateway aprono il mondo Web permettendo lintegrazione di altre funzionalità Meccanismo di comunicazione: Browser Server HTTP Gateway … 1 2 3 4 5

9 19/02/2002Basi di dati, capitolo 149 The Web: a great opportunity the diffusion of the Web is... the Web (with its browsers) is becoming a standard interface for the final user –the protocol is very simple and public –the interface is uniform –the content is very rich (in breadth and depth) it is becoming a standard interface for accessing many services, with information systems and databases of every type

10 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1410 Integration of information systems Various motivations: –interaction of components independently developed –cooperation of previously separated business processes –cooperation (or merge) of companies Typical requirements: –distribution –heterogeneity –autonomy

11 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1411 A topical issue a request from our users: –computing facilities should become similar to standard utilities (gas, phone, power, etc.) our usual reply: –computing services have application specific features for which standard services would only be a limited solutions (as it is the case for the other utilities) however –what would a standard offer of services be?

12 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1412 The great opportunity Internet (and Intranets and Extranets) and the World-Wide-Web offer a great opportunity a simplified stack of layers: –cooperation (of applications) –interoperability (ftp, telnet, mail, http,...) –connectivity standardization climbs stacks (functionalities get standardized and go down: think to database systems!)

13 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1413 Sistemi informativi su Web (WIS) (Nota: ci riferiamo al Web come strumento produttivo; il surfing è marginale) Pubblicazione (permanente?) e consultazione su Web: siti catalogo –richiedono un approccio sistematico, sempre più importante al crescere delle dimensioni: i dati possono cambiare, come si evolve il sito? i siti presentano ridondanza, per vari motivi –luso di basi di dati può risultare conveniente (spesso poi la base di dati esiste già!) Transazioni su Web: perché solo interrogazioni? –il sito può essere aggiornato attraverso il Web stesso –il browser diventa uninterfaccia standard per sistemi informativi

14 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1414 Sistemi informativi su Web, nuove applicazioni Commercio elettronico: –se i cataloghi sono la principale applicazione dei siti di consultazione, è naturale pensare alla vendita per corrispondenza (ma con funzionalità aggiuntive: commenti, discussioni, verifiche); sicurezza e affidabilità diventano essenziali Gruppi di discussione: ad esempio, recensioni di libri Sistemi di supporto al lavoro cooperativo: workflow Data farming Sistemi embedded: telefonini, sistemi di navigazione, Internet TV, … Nota: alcune applicazioni potrebbero essere su Intranet (con possibilità di uniformazione degli strumenti) o Extranet (attività Business-to-business)

15 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1415 Sistemi informativi su Web Complessità dei dati Complessità dei servizi Siti data-intensive Siti di presenza Siti orientati ai servizi WIS

16 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1416 Portali Siti che supportano l'utente nell'utilizzo del Web: –servizi generali: posta elettronica, gruppi di discussione motori di ricerca e/o ricerca guidata, con classificazione hosting di siti –servizi specializzati (portali "verticali"), dipendenti dallo specifico dominio, in particolare con: basi di dati "locali" specializzate integrazione a grana fine di informazioni e servizi locali e/o offerti (più o meno spontaneamente) da terzi

17 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1417 Two worlds? Databases can be queried in a flexible way; hypertexts are easy to access, but cannot be queried Web sites are often difficult to explore, use and monitor Database design methods are well known Web sites are difficult to design and maintain

18 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1418 Web and DBs: a contradiction? databases are well structured and organized how much structure and organization is there in the Web? it depends, both on the source and on the user there are different degrees of granularity and structure for our data we need to be able to make conversions (from DB to HT and viceversa)

19 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1419 Database approaches bottom-up: accessing information from Web sources, and integrating them top-down: designing and maintaining Web sites global: integrating existing sites and offering the information through new ones

20 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1420 Problems with many Web-sites design –information is often poorly organized and difficult to access –it is not even clear which pieces of information are available –the access structure is casual and many dangling references occur –the style of presentation is heterogeneous maintenance –difficulties in updating the content (type and values) –difficulties in changing the initially defined structure –difficulties in changing the presentation details

21 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1421 Esistono pagine con la stessa struttura

22 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1422 Indipendenza dei dati negli ipertesti: stessi dati, diversa struttura ipertestuale

23 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1423 Indipendenza dei dati negli ipertesti: stessi dati e stessa struttura ipertestuale, diversa presentazione

24 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1424 Hypertext data-independence Data what information is offered through the site and what are the conceptual details and the logical organization Hypertext how data is arranged in pages and what navigation links correlate them Presentation the appearance of each piece of information in pages

25 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1425 Design Issues Data choosing the content Hypertext choosing page organization and navigation paths Presentation defining layout and graphics Maintenance Issues Data changing the (type of) content Hypertext changing page organization and navigation paths Presentation changing layout and graphics

26 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1426 Components and Models dataER and Relational hypertext presentationHTML What is missing is a model for hypertexts!

27 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1427 Models for hypertexts in data-intensive Web sites (and often in general) there are (many) pages with a similar (or even the same) structure thirty or forty years ago people realized that in an application it is often the case that there are records with the same structure; files with a rather fixed structure were invented with this purpose the notion of scheme of the database was later introduced as an overall description of the content of a database

28 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1428 Pagine con la stessa struttura

29 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1429 Pagine con un'altra struttura

30 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1430 A Web page

31 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1431 A page-scheme: ProfessorPage ProfessorPage Name Position Address EMail ResearchList Area ToResP

32 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1432 ADM (Araneus Data Model): a logical model for Web hypertexts page-schemes unique pages simple attributes –text, images,... –link (anchor, URL) complex attributes: lists (possibly nested) heterogeneous union form (as virtual list over form fields and link to the result)

33 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1433 A Web page (containing a list of links)

34 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1434 A unique page-scheme: ProfessorListPage ProfessorListPage ProfessorList Name ToProfP

35 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1435 An ADM Scheme ProfessorListPage ProfessorList Name ToProfP ProfessorPage Name Position Address EMail ResearchList Area ToResP

36 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1436 Heterogeneous Union and Forms

37 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1437 Heterogeneous Union and Forms in ADM ProfessorListPage ProfessorList Name ToProfP ProfessorPage Name Position Address EMail ResearchList Area ToResP Name Submit U SearchProfPage

38 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1438

39 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1439 Data Models ER ADM Database Conceptual Scheme (entities - relationships) Hypertext Logical Scheme (page-schemes, links) There is a lot of distance between the two!

40 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1440

41 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1441

42 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1442 A simple ER scheme

43 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1443 An ADM scheme

44 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1444 Data Models ER ADM Database Conceptual Scheme (entities - relationships) Hypertext Logical Scheme (page-schemes, links) There is a lot of distance between the two!

45 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1445 Data Models ER ADM Database Conceptual Scheme (entities - relationships) Hypertext Logical Scheme (page-schemes, links) There is a lot of distance between the two! NCM Hypertext Conceptual Scheme (macroentities, directed relationships, aggregations)

46 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1446 Data Models Hypertext Logical Scheme (page-schemes, links) ER NCM Hypertext Conceptual Scheme (macroentities, directed relationships, aggregations) ADM NCM fills the gap between the two Database Conceptual Scheme (entities - relationships)

47 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1447 Navigation Conceptual Model (NCM) Hypertext Conceptual Features Which concepts should be the hypertext nodes Which should be the navigation paths between nodes How nodes should be aggregated to build the hierarchical access structure NCM Constructs Macroentity Directed Relationship Aggregation

48 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1448 NCM: Macroentities and directed relationships Professor Course Student Teacher Tutorship Name Room Email Name Description Day Room Hour Lesson N 1:1 1:N 1:1 Name...

49 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1449 NCM: aggregation nodes Professor Course Student Teacher Tutorship 1:1 1:N 1:1 Seminar People Department Activities

50 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1450 An NCM scheme

51 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1451

52 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1452

53 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1453 The Araneus Methodology Database conceptual design Hypertext logical design Presentation design Page Generation Site generation Presentation design Requirements analysis Database logical design Hypertext logical design Hypertext conceptual design

54 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1454 design from scratch Database conceptual design Hypertext logical design Presentation design Page Generation Site generation Presentation design Requirements analysis Database logical design Hypertext logical design Hypertext conceptual design

55 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1455 design from an existing database (with an ER scheme) Database conceptual design Hypertext logical design Presentation design Page Generation Site generation Presentation design Requirements analysis Database logical design Hypertext logical design Hypertext conceptual design

56 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1456 design from an existing database (without an ER scheme) Database conceptual design (reverse engineering) Hypertext logical design Presentation design Page Generation Site generation Presentation design Requirements analysis Database logical design Hypertext logical design Hypertext conceptual design

57 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1457 Hypertext conceptual design: from ER to NCM Database conceptual design Hypertext logical design Presentation design Page Generation Site generation Presentation design Requirements analysis Database logical design Hypertext logical design Hypertext conceptual design

58 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1458 Hypertext Conceptual Design ER scheme NCM Scheme step 1 choose and describe macroentities: design views over the input ER scheme step 2 choose navigation paths step 3 shape the hypertext access structure on the basis of (bottom-up) conceptual aggregation

59 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1459 Hypertext Conceptual Design ER scheme NCM Scheme u step 1 choose and describe macroentities: design views over the input ER scheme +usually it corresponds to de-normalize the input ER scheme Course Lesson Course Name Description Name Description Day Hour Lesson Day Hour 1:1 1:N ER NCM

60 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1460 Hypertext Conceptual Design ER scheme NCM Scheme u step 2 choose navigation paths +it may introduce redundancies Professor Research-Group 1:1 1:N ERNCM Paper Professor Research-Group 1:1 1:N Paper 1:N

61 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1461 Hypertext Conceptual Design ER scheme NCM Scheme u step 3 shape the hypertext access structure +it is based on bottom-up conceptual aggregations Professor Research-Group 1:1 1:N NCM Seminar Professor Research-Group 1:1 1:N Seminar... Research Activities

62 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1462 The Input ER scheme

63 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1463 The resulting NCM scheme

64 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1464 Hypertext logical design: from NCM to ADM Database conceptual design Hypertext logical design Presentation design Page Generation Site generation Presentation design Requirements analysis Database logical design Hypertext logical design Hypertext conceptual design

65 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1465 Hypertext Logical Design NCM scheme ADM Scheme u step 1 map each macroentity into either l a page-scheme or a list inside a page-scheme u step 2 map each directed relationship into a (list of) link attribute(s) u step 3 map each aggregation into a unique page- scheme with link attributes to the target page-schemes

66 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1466 Hypertext Logical Design Step 1 (example)

67 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1467 Hypertext Logical Design Step 1 (example)

68 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1468 Hypertext Logical Design Step 2 (example)

69 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1469 Hypertext Logical Design Step 3 (example)

70 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1470 Resulting ADM SchemeResulting ADM Scheme

71 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1471 Maintenance The Schemes help designers to maintain the hypertext structure Maintenance activities correspond to apply scheme transformations: –introduce multilevel lists –introduce forms –split pages –...

72 19/02/2002Basi di dati, capitolo 1472 Maintenance: example