prof ing gaetano la rosa1 corso di laurea di i livello in tecnico di laboratorio biomedico prof ing...

Prof Ing Gaetano La Rosa 1

Corso di laurea di I livello in Tecnico di laboratorio biomedico

Prof Ing Gaetano La Rosa

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Elaborazione delle Informazioni

a.a. 2007-08


Profilo professionale del TLB

competenza informatica utile alla gestione dei sistemi informativi dei servizi, ed alla propria autoformazione;

capacita’ nella gestione dei sistemi informativi ed informatici;

capacità nella comunicazione con gli operatori professionali, con i fornitori e con gli utenti del servizio.


Introduzione

i DBMS sono una componente fondamentale del sistema informatico di una grande organizzazione

Il sistema informatico è una componente fondamentale del sistema informativo

Il sistema informativo è una componente fondamentale del sistema organizzativo


Sistema Organizzativo

complesso delle strutture, delle regole e delle procedure che regolano lo svolgimento delle attività

Esempio: banca – regolamento apertura c/canagrafe – procedure per la registrazione delle nascite


Sistema Informativo (1)

La parte del sistema organizzativo che presiede

ai processi di: Raccolta conservazione utilizzo delle informazioni

Es: banca – registrazione prelievi su c/c, emissione estratto conto anagrafe – registrazione nascita, emiss. certificato di nascita


Sistema Informativo (2)

Ogni organizzazione ha un sistema informativo

Quasi sempre, il sistema informativo è di supporto ad altri sottosistemi e va quindi analizzato nel contesto in cui è inserito

Il sistema informativo è in genere suddiviso in sottosistemi più o meno integrati.


Le risorse di una organizzazione

persone denaro strutture, strumenti, materiali informazioni

• acquisizione delle informazioni • conservazione delle informazioni • elaborazione delle informazioni • distribuzione, scambio di informazioni

Funzioni di un sistema informativo


Sistemi informativi e Automazione

Il concetto di “sistema informativo” è indipendente da quello di automazione:

Esistono organizzazioni la cui ragion d’essere è la gestione d’informazioni (p.e. servizi anagrafici e banche) altri che invece lo utilizzano come parte essenziale del sistema complessivo

In ‘sistemi di elaborazione’ siamo maggiormente interessati ai sistemi informativi automatizzati;


Sistema Informatico

La porzione informatizzata del sistema informativo;

Collezione di applicazioni che gestiscono i dati e i flussi informativi;

In pratica, in molti casi:

sistema informativo = sistema informatico


Sistema Informatico

Struttura a livelli

Organizzazione complessa (es: azienda)

Sistema organizzativo

Sistema informativo

Sistema informatico

DBMS

obiettivo dei DBMS: il trattamento dei dati per ottenere informazioni


Gestione delle informazioni

Nelle attività umane, le informazioni vengono gestite (registrate e scambiate) in forme diverse:

Idee informali Linguaggio naturale Disegni, grafici, schemi Numeri e codici

e su vari supporti Memoria umana, carta, dispositivi elettronici.


Gestione delle informazioni

Nei sistemi informatici, le informazioni vengono rappresentate attraverso i dati

Informazione: notizia, dato o elemento che consente di avere conoscenza più o meno esatta di fatti, situazioni, modi di essere.

Dato: ciò che è immediatamente presente alla conoscenza, prima di ogni elaborazione; in informatica elementi di informazione costituiti da simboli

che debbono essere elaborati.


Dati e Informazioni

I dati devono essere interpretati per diventare informazioni (processo di conoscenza)

Esempio: 1 3 10 12 17 20 21 30

Risultati del Totogol concorso n° x del gg/mm/aaaa

1 3 10 12 17 20 21 30Quote 8pt: € 215.594,00


Architettura Tradizionale dei S. I.

Applicazioni e file

Applicazione n.3Es: erogazione contr.

Applicazione n.2Es: certif. elettorali

Applicazione n.1Es: dati nascite

Disco

File A

File B

File C

assenza di integrazione assenza di integrazione ridondanzaridondanza


Architettura Moderna dei S.I.

Architettura basata su DBMS

Appl. n.2

Appl. n.1

Base di Dati(dati)

DBMS(servizi)

integrazione integrazione efficienzaefficienza


DataBase Management System DBMS (1)

Sistema software in grado di gestire collezioni di dati che siano (anche):

grandi (di dimensioni (molto) maggiori della memoria centrale dei sistemi di calcolo utilizzati)

persistenti (con un periodo di vita indipendente dalle singole esecuzioni dei programmi che le utilizzano)

condivise (utilizzate da applicazioni e utenti diversi)



Esso garantisce: affidabilità:

resistenza a malfunzionamenti hardware e software;

recupero dei dati in caso di guasti Esempio: in caso di malfunzionamento

(alimentazione, rottura del disco) i dati devono poter essere recuperati

Privatezza e sicurezza: controllo degli accessi; meccanismi di protezione dell’accesso meccanismi di autorizzazione

Esempio: l’accesso ai dati è protetto agli utenti non autorizzati; gli utenti autorizzati hanno diversi livelli di autorizzazione



efficienza: utilizzo efficiente delle risorse di

spazio e tempo del sistema; efficacia:

rendere produttive le attività dei suoi utilizzatori.

centralizzazione dei servizi miglioramento della produttività semplicità della scrittura di applicazioni


Figure Coinvolte

Base di Dati

applicazioniapplicazioni

DBMSDBMS

utenti finaliutenti finali

amministratoriamministratori

programmatoriprogrammatoriapplicativiapplicativiutentiutenti

casualicasuali


Operazioni effettuabili su un DB

immissione e cancellazione di dati, modifica di dati già introdotti, ricerca di dati attraverso criteri definiti

dall'utente ordinamento e classificazione dei dati stampa di rapporti o relazioni.


Tipi di Database

Database gerarchici Database reticolari Database ad oggetti Database relazionali


Database gerarchici Sviluppati negli anni ’60, ma

ancora utilizzati ai giorni nostri Sono basati su strutture ad albero


Database reticolari Sviluppati all’inizio degli anni ’70 Detti anche CODASYL o a rete;

sono basati sull’uso di grafi e sono stati sviluppati successivamente al modello gerarchico


Database ad oggetti Sono un’evoluzione del modello

relazionale. Sviluppati negli anni ’80 estendono

ai database il paradigma della programmazione ad oggetti


Database relazionali Non solo sono i più utilizzati, ma sono anche i più

semplici perché si appoggiano ad un modo di rappresentate i dati a noi familiare: le tabelle

Oggi i principali database in circolazione sono di tipo relazionale, e questo perché praticamente tutti gli insiemi di dati che corrispondono a entità complesse organizzate come imprese, scuole, associazioni,… implicano collegamenti tra i vari dati: ai fornitori sono collegate le merci, agli alunni i corsi, ai corsi i professori, e così via.


Esempi di DBMS

Commerciali, fascia alta IBM DB2 Oracle Microsoft SQL Server Sybase Informix

Commerciali, fascia bassa Microsoft Access FileMaker

Open Source MySQL (www.mysql.com) PostgreSQL (www.postgresql.org)


S.I. :sistema informativoStudio di fattibilitàStudio di fattibilità

Raccolta e analisi dei requisiti


ProgettazioneProgettazione

ImplementazioneImplementazione

Validazione e collaudo



Progettazione del SI

Studio di fattibilitàStudio di fattibilità



ProgettazioneProgettazione

ImplementazioneImplementazione



Progettazione concettuale

Progettazione concettuale

Progettazione logica

Progettazione logica

Progettazione fisica

Progettazione fisica


Progettazione del SI:basi di dati relazionali

Modello relazionale

Entity Relation model


Modello relazionale dei dati In un database relazionale i dati

sono organizzati in tabelle La tabella rappresenta un oggetto

base del sistema informativo

BRTALL4567 Britti Alex Via Vasca 5

LPZJJJ5678 Lopez Jennifer Via Doria 22

DNNPPPghe456 Daniele Pino Via Napoli 97

FRLRSRwer78p Fiorello Rosario Via Augusta 28

Codice fiscale Cognome Nome Indirizzo


Una tabella è caratterizzata da: tante righe quante sono le possibili istanze o esemplari

dell'oggetto tante colonne quanti sono gli attributi che caratterizzano

l'oggetto da una chiave che e’ data dall’attributo (o attributi) che

consentono di identificare in modo univoco un esemplare dell’oggetto (ovvero una riga della tabella)





Codice fiscale Cognome Nome IndirizzoCampo chiave


Modello relazionale dei dati

Una tabella si chiama anche relazione

Si definisce Schema di una relazione il nome della relazione seguito dai nomi dei suoi attributi CITTADINO (CF, Cognome, Nome, Indirizzo) PAZIENTE(CF,Cognome, Nome, dataingresso)

Si definisce Istanza di una relazione l’insieme delle sue righe


Modello relazionale dei dati Possiamo ora definire l’indipendenza logica offerta dai DBMS:

E’ possibile modificare il modo in cui gli utenti esterni interagiscono con il database senza modificare lo schema logico dei dati, e viceversa.

ES. Ad una particolare classe di utenti interessa accedere solo al cognome, nome ed indirizzo e non al CF.





Codice fiscale Cognome Nome IndirizzoRelazioneCittadino


Vista del database Si definisce “Vista del database” la

descrizione di una parte di esso






RelazioneCittadino

Vista


Ricerca delle informazioni Nei database relazionali la ricerca

delle informazioni avviene: Attingendo l’informazione da

singole tabelle Navigando da una tabella all’altra

mediante attributi comuni

0678-4567 Rossi Paolo Via Vasca 5

0945-34578 Lopez Jennifer Via Doria 22

0514-345790 Rossi Paolo Via Napoli 97

0987-12463 Fiorello Rosario Via Augusta 28

Telefono Cognome Nome Indirizzo

RelazioneAbbonati

RSSPLL4567

Rossi Paolo Via Vasca 5


RSSPPLghe456

Rossi Paolo Via Napoli 97

FRLRSRwer78p

Fiorello Rosario Via Augusta 28


RelazioneCittadino


Modello logico e concettuale

Modelli logici Usati dal DBMS per

l’organizzazione dei dati Indipendenti dalla

strutture fisiche

Modelli concettuali Usati dai progettisti per

rappresentare i dati in modo indipendente dal particolare DBMS

GerarchicoReticolareRelazionaleAd oggetti

Entity-Relationship Model


Come si ricavano le tabelle?

Immaginiamo che un collezionista di opere d’arte voglia realizzare una piccola base di dati che tenga traccia delle informazioni relative alle opere possedute.

Incominciamo a modellare i requisiti di questa base di dati utilizzando l’entity-relationship model E/R (modello entità relazioni)


Modello E/R

Questo modello esprime che un pittore dipinge molti quadri, ma un quadro è dipinto da un solo pittore

Analogamente, un quadro può essere esposto in una sola galleria (in un dato istante di tempo), e una galleria può esporre molti quadri

Pittore Quadro

Galleria

dipinge

Esposto

Entità relazione

1 N

1

N


Modello E/R

Aggiungiamo gli attributi di ogni entità

Pittore Quadro

Galleria

dipinge

Esposto

1 N

1

NID Pittore

Nome

ID Quadro

Corrente recapito titolo data

valore

Nome galleria

Indirizzo

Contatto gallerista

Nazionalità


Modello E/R

Consideriamo la prima parte del modello

Pittore Quadro

Galleria

dipinge

Esposto

1 N

1

NID Pittore

Nome

ID Quadro


valore

Nome galleria

Indirizzo

Contatto gallerista

Nazionalità


Modello E/R

Avremmo potuto pensare ad un’unica tabella, ad esempio quadro.

Quadro

Nome pittore

ID Quadro

Corrente Recapito pittore

Titolo opera data

valore Nazion.


Modello E/R: esempio di progettazione ridondante

ID Quadro

Nome pittore Nazion. Corrente Recapito pittore

Titolo opera

data valore

11 raffaello it Rinasc. - Madonna ? 250.000

23 Dechirico it surrealis Piazza 1972 150.000

43 Klee Ge Astratt - Layers 1960 300.000

25 Corpora It Astratt - Luce 1988 5.000

17 Dechirico it surrealis - Folla 1974 25.000

32 Fontana It Astratt - Spazio 1985 250.000

15 Monet FR Impress. - Ponti 1925 400.000

27 Dechirico it surrealis - Incontro 1963 320.000


Creare tabelle con ridondanze è uno svantaggio perché: Spreco di spazio

Possibilità di introdurre errori nell’inserimento di nuovi dati, con conseguente perdita di informazione quando si effettuano interrogazioni nella base di dati


Esempio:

Nell’inserire la riga n. 5 scrivo “sureal” invece di “surreal”

Se chiedo di fornire una lista dei pittori surrealisti di cui possiedo quadri, Dechirico sarà presente

Ma se chiedo la lista di tutti i quadri surrealisti che possiedo, il quadro “Folla” non verrà restituito


Quindi:

Quando nell’entity model si è in presenza di una relazione 1-N, se costruiamo un’unica tabella contenente le due entità avremo gruppi ripetuti.

La decisione se procedere a costruire due tabelle o meno dipende da quanti attributi occorre tenere conto per l’entità dal lato 1 della relazione

Infatti, se nel nostro esempio bastasse ricordare solo il nome del pittore, sarebbe giusto costruire una sola tabella “Quadro”.


Dal modello concettuale al modello logico

Per passare al modello logico è necessario eliminare la relazione “dipinge” ricopiando la chiave della tabella Pittore (ovvero dell’entità con cardinalità 1) fra gli attributi della tabella quadro. Questo manterrà il legame logico fra i dati e permetterà di accedere alle informazioni che ci occorrono anche se queste sono memorizzate in tabelle diverse

Pittore Quadrodipinge1 N

ID Pittore

Nome

ID Quadro


valore

Nazionalità

ID Pittore


Dal modello concettuale al modello logico

Questo il risultato

Pittore Quadro

ID Pittore

Nome

ID Quadro


valore

Nazionalità

ID PittoreChiave esterna

Chiave primaria


RisultatoID Quadro

ID pittore

Titolo opera data valore

11 1 Madonna ? 250.000

23 2 Piazza 1972 150.000

43 3 Layers 1960 300.000

25 4 Luce 1988 5.000

17 2 Folla 1974 25.000

32 6 Spazio 1985 250.000

15 7 Ponti 1925 400.000

27 2 Incontro 1963 320.000

ID Pittore

Nome pittore Nazion.


1 raffaello it Rinasc. -

2 Dechirico it surrealis

3 Klee Ge Astratt -

4 Corpora It Astratt -

6 Fontana It Astratt -

7 Monet FR Impress. -


Continuiamo…

Analogo ragionamento per l’altra parte dell’entity model.

Pittore Quadro

Galleria

dipinge

Esposto

1 N

1

NID Pittore

Nome

ID Quadro


valore

Nome galleria

Indirizzo

Contatto gallerista

Nazionalità


Eliminiamo la relazione 1-N

Copiamo la chiave della entità Galleria fra gli attributi dell’entità Quadro.

Pittore Quadro

Galleria

dipinge

Esposto

1 N

1

NID Pittore

Nome

ID Quadro


valore

Nome galleria

Indirizzo

Contatto gallerista

Nazionalità


Eliminiamo la relazione 1-N

Alla fine la struttura risultante è….

Pittore Quadro

Galleria

dipinge1 N

ID Pittore

Nome

ID Quadro


valore

Nome galleria

Indirizzo

Contatto gallerista

Nazionalità Nome galleria


Struttura delle tabelleID Quadro

ID pittore

Titolo opera

data valore Id galleria

11 1 Madonna

? 250.000 -

23 2 Piazza 1972 150.000 1

43 3 Layers 1960 300.000 -

25 4 Luce 1988 5.000 -

17 2 Folla 1974 25.000 1

32 6 Spazio 1985 250.000 2

15 7 Ponti 1925 400.000 -

27 2 Incontro 1963 320.000 -

ID Pittore





3 Klee Ge Astratt -




ID Galleria

Nome Indirizzo Gallerista

1 GIRALDI Firenze, via MArco

2 ARTECLUB

Roma, via.. Enrico


Modello E/R relazione N-N

Se siamo interessati a conoscere la storia delle esposizioni di ciascun quadro nelle gallerie la relazione Esposto si trasforma da 1-N a N-N

Pittore Quadro

Galleria

dipinge

Esposto

1 N

N

NID Pittore

Nome

ID Quadro


valore

Nome galleria

Indirizzo

Contatto gallerista

Nazionalità

Data inizio

Data fine esposizione


Modello E/R relazione N-N In questo caso nasce una

nuova tabella, che chiameremo “ESPOSIZIONE”La quale terrà conto delle nostre esigenze informative Quadro

Galleria

Esposto

N

N

ID Quadro

titolo data valore

Nome galleria

Indirizzo

Contatto gallerista

Data inizio



Relazioni N -N Logicamente è come se la

relazione N-N si trasformasse in due relazioni 1 –N

Le relazioni si eliminano copiando le chiavi ID Quadro e ID Galleria fra gli attributi di esposizione

Quadro

Galleria

Esposizione

N

N

ID Quadro

Nome galleria

Data inizio


Si trova in

organizza

1

1


Relazioni N -N questo il risultato

Quadro

Galleria

Esposizione

ID Quadro

Nome galleria

Data inizio


ID Quadro

Nome galleria


Relazioni N -N Con questa struttura dati

possiamo tenere traccia di tutte le volte che un particolare quadro è stato esposto

Quadro

Galleria

Esposizione

ID Quadro

Nome galleria

Data inizio


ID Quadro

Nome galleria


Il problema della chiave In genere le tabelle che nascono dalle relazioni N-N

hanno come chiave la coppia delle chiavi importate.

Nel nostro caso questo è vero se ammettiamo che ciascun quadro possa essere esposto solo una volta in una galleria

Se ciò non è vero avremmo bisogno di 3 attributi per identificare univocamente l’esposizione

EsposizioneData inizio


ID Quadro

Nome galleria



ID Quadro

Nome galleria


Il problema della chiave In pratica si preferisce

aggiungere un ulteriore attributo che funge da chiave primaria.

Ciò aumenta le prestazioni del database



ID Quadro

Nome galleria

ID Esposizione


Modello E/R relazioni 1-1

Il criterio che si segue in questo caso è quello di copiare la chiave laddove essa è consultata più di frequente

In genere si hanno due tabelle distinte se la relazione è opzionale

Direzione Repartodirige1 1

telefono direttore

Nome reparto

Inizio incarico telefono Indirizzo

Nome direttore

Nome direttore


Relazioni 1-1

Il criterio che si segue in questo caso è quello di copiare la chiave laddove essa è consultata più di frequente

In genere si hanno due tabelle distinte se la relazione è opzionale

Direzione Repartodirige1 1

telefono direttore

Nome reparto

Inizio incarico telefono Indirizzo

Nome direttore

Nome direttore


Vincoli di integrità

Esistono diverse classi di vincoli sulle tabelle

I vincoli possono riguardare gli attributi e le chiavi

Un tipo importante di vincolo è l’integrità referenziale: Le chiavi esterne in una tabella devono

assumere o un valore nullo oppure un valore che coincide con un valore assunto dalla chiave primaria nella tabella collegata


Integrità referenziale

l’integrità referenziale ha lo scopo di evitare che una chiave esterna assuma valori non validi

In particolare si impedisce la cancellazione di una riga in una tabella se il valore della chiave primaria compare come chiave secondaria in un’altra tabella.


Integrità referenziale: esempio

ID Quadro

ID pittore

Titolo opera

data valore Id galleria

11 1 Madonna

? 250.000 -

23 2 Piazza 1972 150.000 1

43 3 Layers 1960 300.000 -

25 4 Luce 1988 5.000 -

17 2 Folla 1974 25.000 1

32 6 Spazio 1985 250.000 2

15 7 Ponti 1925 400.000 -

27 2 Incontro 1963 320.000 -

ID Pittore





3 Klee Ge Astratt -




Se cancello il rec 6 questo valore è invalido !


Un esempio di DBMS: ACCESS


Gli elementi del DB Access

Tabelle Maschere Query Report


Tabelle in Access Access è un RDBMS Le informazioni

sono raggruppate in tabelle Le tabelle sono rappresentate mediante

griglie suddivise in righe e colonne: Le colonne sono composte da campi Le righe sono chiamate record

La prima riga di una tabella è detta intestazione e contiene il nome dei campi


Esempio di TabellaCognome Nome Indirizzo Città

Rossi Mario Via Tripoli, 12 Roma

Verdi Antonio Piazza Mazzini Macerata

Bianchi Paolo Via Liguria, 23 Ancona

Moretti Luca Via Napoli, 56 Macerata

Marconi Andrea Via Roma, 88 Rimini

Intestazione

Record

Campo


Tabella:esempio con Access

Si può quindi dire che una tabella è formata da:

RECORD i quali sono costituiti da CAMPI


Chiave primaria Definizione:

La chiave primaria è un campo che identifica in modo univoco i record (righe) della tabella.

Esempi: Un codice fiscale consente di identificare

in modo univoco la persona: non esistono due codici fiscali identici

Il numero di telefono è unico nella rubrica Il codice ISBN di un libro può essere

utilizzato come chiave primaria


Chiave primaria La chiave primaria è importante perché

la regola fondamentale per stabilire relazioni tra tabelle è che il campo di collegamento non deve avere ripetizioni, ossia ogni record deve potere essere identificato in maniera univoca. Il campo che permette l'identificazione di ogni record è detto "chiave primaria" e deve essere comune alle tabelle che si intende correlare.

Per ogni tabella deve essere indicato quale campo funge da chiave primaria.


Le relazioni Oltre che memorizzare delle informazioni, un

database è anche in grado di memorizzare le eventuali relazioni che possono esistere tra i dati.

Molto spesso infatti un database non è formato da una sola serie di informazioni, anzi è probabile che il complesso informativo che viene gestito sia composto da diversi tipi di informazione collegati tra

loro.


Le relazioniSi possono stabilire tre tipi di relazione: uno a uno: si tratta di relazioni tra elementi che

hanno una corrispondenza univoca: ad un elemento di una tabella ne corrisponde uno soltanto in un'altra e viceversa;

uno a molti: sono relazioni che si stabiliscono tra un record di una tabella e più records di un'altra tabella, ma non il contrario;

molti a molti: un record può essere relazionato a più di un record di un'altra tabella e viceversa; questo tipo di relazione è normalmente definita tramite una terza tabella che costituisce un "ponte" tra le due da relazionare.


Le relazioni in Access


Le maschere In una tabella i dati possono essere

inseriti: considerando la tabella come se

fosse un foglio tipo Excel

oppure: utilizzando le maschere (di

inserimento)


Le maschere L’inserimento dei dati può essere facilitato

con la creazione di maschere. Le maschere sono sono utili anche per la

visualizzazione ordinata del contenuto delle tabelle.

Nelle maschere si possono introdurre anche elementi grafici e i campi possono essere formattati secondo stili diversi.


Le maschere: esempio


Le Query Una query è uno strumento che

consente di effettuare interrogazioni sui contenuti delle tabelle e anche di eseguire specifiche azioni sui dati.


L’SQL E’ un linguaggio utilizzato per interagire con i database

relazionali SQL = Structured Query Language (linguaggio

di interrogazione strutturato) È universalmente accettato dai produttori di sistemi per

database Microsoft Access, Microsoft SQL server Oracle IBM DB2

Può essere inglobato in linguaggi di programmazione tradizionali come C, C++, Java

È in grado di effettuare le diverse operazioni per l’interazione con un database: interrogazione, inserimento di nuovi dati, modifica di dati esistenti, eliminazione di dati esistenti


I report I report consentono di visualizzare

in anteprima o stampare i dati secondo uno specifico formato.

Esempi: Etichette postali Elenchi Buste Lettere tipo Fatture Schede di libri


I report Un report consente di visualizzare i

dati memorizzati in tabelle o query del DB

Tale visualizzazione non ha lo scopo di consentire inserimenti o modifiche, ma di PRESENTARE i dati in un formato efficace su carta o su video


I report

I report visualizzano efficacemente i risultati di una o più query o i dati di una o più tabelle

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