una introduzione alle basi di dati storia concetti modelli struttura
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Una Introduzione alle Basi di Dati
StoriaConcettiModelliStruttura
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In Principio era la scheda… Inizialmente i sistemi informativi su
computer memorizzavano le informazioni su scheda perforata
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I Limiti di un Sistema Informativo su scheda
Non riutilizzabile Occupa molto spazio per pochi dati E’ macchinoso da trasportare, duplicare,
modificare E’ sequenziale Ha dei limiti sulla dimensione del record Le operazioni di inserimento, modifica,
cancellazione sono manuali
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Docente 2
Vengono introdotti i concetti di base Record fisico, campo, record logico
E’ possibile rappresentare archivi correlati
Record fisicoCognome
Campo
StudenteDocente 1
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L’apparizione delle unità a nastro e il Sistema Informativo
Riutilizzabile Occupa poco spazio E’ semplice da trasportare Non ha limiti sulla dimensione del
record fisico E’ sequenziale Le operazioni richiedono due unità
nastro
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Le unità a disco Ad accesso diretto Possibile il collegamento
tra più archivi contemporaneamente Riutilizzabile Occupa poco spazio E’ semplice da trasportare Non ha limiti sulla dimensione del
record fisico
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Vengono messi a punto gli algoritmi fondamentali Accesso Sequenziale Accesso Diretto Relativo Accesso Sequenziale con Indice Tecniche di Ricerca Ricerca Binaria Indice con B-Tree Tecniche Hash
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La realizzazione di un programma che gestisce archivi
Viene definito il “tipo record” Viene definito l’archivio (nome, supporto
fisico, tipo record, organizzazione fisica) Vengono scritti i sottoprogrammi di
inserimento, modifica, cancellazione, ricerca, stampa nel linguaggio di programmazione prescelto (COBOL, RPG, PL/I )
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I difetti di una gestione tradizionale degli archivi Il modello dei dati è “cablato” nei programmi I controlli sono “cablati” nei programmi I programmi devono cambiare se cambia il modello
logico o fisico dei dati Programmi diversi possono usare tipi record diversi
per lo stesso archivio Ripetitività degli algoritmi I campi possono essere duplicati in più archivi Ridondanza, rischio di incongruenza e inconsistenza Mancanza di controllo degli accessi Difficoltà nell’accesso multiutente ai dati
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Data Base: cos’è Un Data Base è una collezione di dati operativi
memorizzati su un supporto per computer, utilizzato dai programmi applicativi di una particolare azienda (C. Date)
Un Data Base contiene informazioni collegate tra di loro ed informazioni sulle informazioni (meta-informazioni in un Dizionario dei dati) in maniera da superare i difetti della gestione tradizionale degli archivi
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Data Base: I pregi Il modello dei dati è nel Data Base I controlli di integrità sono nel Data Base Il controllo degli accessi è nel Data Base Raramente i programmi cambiano se cambia il modello
logico o fisico dei dati Programmi diversi usano lo stesso modello per lo stesso
archivio I programmi applicativi non contengono gli algoritmi di base
ma usano un linguaggio di interrogazione e manipolazione per accedere ai dati
L’esigenza di duplicare i campi viene ridotta Meno ridondanza, meno rischio di incongruenza e
inconsistenza Supporto nell’accesso multiutente ai dati
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Con un Data Base… La ridondanza dei dati può essere ridotta Le inconsistenze possono essere evitate Le informazioni possono essere condivise Gli standard possono essere rinforzati La sicurezza dell’informazione può essere
controllata E’ possibile trovare un punto di incontro tra
esigenze contrastanti La produttività può essere aumentata
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Data Base: I difetti Costa all’utente e alla Software House Richiede maggiori risorse di calcolo Richiede tempi di addestramento Richiede figure professionali specifiche
(Data Base Administrator) Richiede per grossi data base modifiche
organizzative nel centro E.D.P.
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Data Base Management System
Gestione delModello Fisico
Gestione delModello Logico
(Dizionario)
InterpreteDel
Linguaggio
Utente interattivo A Utente interattivo B Programma C
Sottomodellodi A
Area di Lavoro
Sottomodellodi B
Area di Lavoro
Sottomodellodi C
Area di Lavoro
E’ il Sistema Software che gestisce Data BasesNasce come insieme di sottoprogrammiOggi è un Sistema Software complesso
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I Modelli dei dati Rappresentano la struttura delle informazioni Il modello concettuale dei dati rappresenta la
struttura delle informazioni inerente al problema nel mondo reale
Il modello logico dei dati rappresenta la struttura delle informazioni così come sono visibili all’utente di un DBMS
Il modello fisico dei dati rappresenta la struttura delle informazioni così come risiede su memoria di massa
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I Modelli dei dati - Esempi
I Dati
Il modello logicodei dati
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Il Modello Concettuale – Un esempio
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Modelli dei Dati e Notazioni Il modello concettuale viene espresso usando la
notazione Entity-Relationship di P. Chen o UML (Uniform Modeling Language)
Il modello logico viene espresso usando la notazione supportata dal DBMS
Il modello fisico viene deciso dal DBMS su suggerimento del programmatore o del Data Base Administrator
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Schema dei Dati E’ l’insieme dei modelli dei dati contenuti in un
Data Base
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Tipi di Modelli dei Dati Gerarchico Reticolare Relazionale Entità-Relazione Orientato ad Oggetti (Semantico)
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Il Modello Entità-Relazione Usato per descrivere il modello concettuale delle
informazioni Inventato da Peter Chen nel 1976 Ogni cosa è una Entità Ogni Entità ha delle proprietà Le Entità con le stesse proprietà fanno parte
dello stesso Insieme di Entità Tra Entità ci possono essere delle Relazioni Le Relazioni possono essere 1:1, 1:n, n:n
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Notazione di Chen
Entità
Proprietà
Relazione
Studenti
Nome
Fax
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Dal Problema al Modello Concettuale Ogni nome diventa una entità Ogni aggettivo diventa una proprietà Ogni verbo diventa una relazione Il verbo HA può diventare una proprietà o una
relazioneEsempio: Uno studente ha un nome, un cognome ed un
indirizzo. Ha inoltre un genitore con nome, un cognome ed un indirizzo.
Studenti Genitori
Cognome CognomeNome Indirizzo Nome Indirizzo
Han n
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Il Modello Gerarchico
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Il Modello Gerarchico – Assunzioni di Base
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Il Linguaggio: IMS-DL/I Data Definition Language
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Data Manipulation Language Cerca per chiave (Get Unique) Cerca il prossimo (Get Next) Cerca il prossimo nel padre (Get Next
Within Parent)
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Il Modello Reticolare
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Il Modello Reticolare – Assunzioni di Base
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Il Linguaggio: Cobol Data Definition Language
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Data Manipulation Language Cerca in archivio (Find) Cerca owner (Find owner) Cerca member (Find member)
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Il Modello Relazionale
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Assunzioni di Base I duplicati non sono permessi L’ordine non è importante I valori sono atomici Le colonne sono omogenee Le righe sono omogenee
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Il Linguaggio: SQL Data Manipulation Language
Data Definition Language
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Problemi Aperti Qualità del Modello e Normalizzazione Multiutenza e Transazione Ottimizzazione e Data Base Administrator Sicurezza e Data Base Administrator La Frattura con il linguaggio ospite I Limiti del Modello Relazionale