Database e modello concettuale, logico e fisico

Basi di dati (database)

E’ una collezione di dati logicamente correlati e condivisi, che ha lo scopo di soddisfare i fabbisogni informativi di una specifica organizzazione. Mediante un database è possibile:
• ricercare e recuperare le informazioni in base a determinati criteri di ricerca;
• selezionarle e raggrupparle secondo esigenze specifiche;
• modificarle aggiornandone il valore nel tempo;
• cancellare quelle che non hanno più utilità.
DBMS = Data base management System, è un software che permette di gestire un database (ACCESS).
Attraverso un DBMS è possibile:
• gestire grandi quantità di dati in maniera semplice e veloce;
• garantire la condivisione dei dati che devono essere utilizzati da applicazioni e utenti diversi;
• garantire la persistenza dei dati che devono durare nel tempo.
Un DBMS deve essere in grado di:
• Permettere la creazione di una nuova base di dati, definendo gli archivi che la compongono, la loro articolazione, le correlazioni logiche tra archivi, i limiti nell’accesso ai dati e i vincoli imposti alla loro manipolazione. La creazione della base dati avviene mediante un apposito linguaggio che prende il nome di linguaggio di definizione dei dati, ovvero DDL (Data Definition Language).
• Facilitare gli utenti nell’inserimento, nella cancellazione e variazione dei dati nel database sfruttando uno specifico linguaggio che prende il nome di linguaggio, DML (Data Manipulation Language).
• Rendere possibile l’estrazione di informazioni dal database interrogando la base dati mediante un apposito linguaggio di interrogazione, QL (Query Language).
• Effettuare le precedenti operazioni tramite un linguaggio semplice da apprendere e standardizzato in modo che l’utente possa agevolmente passare da un DBMS a un altro.
• La descrizione dei dati e formata dai metadati, cioè dati che descrivono i dati, e prende il nome di dizionario dei dati o catalogo dei dati (data dicrionary)
Il DBMS attingendo alle informazioni memorizzate nel dizionario dei dati è anche in grado di:
• realizzare i controlli per garantire l’integrità dei dati;
• autorizzare gli utenti in base alle politiche definite per l’accesso ai dati;
• fornire servizi per il controllo della consistenza.
un modello dei dati
modellare i dati significa costruire una rappresentazione semplificata della realtà osservata di un problema, individuandone gli elementi caratterizzanti e i legami intercorrenti tra essi.
Esistono tre modelli:
• concettuale (o modello a livelli oggetti)
• modello logico (o modello a livello record)
• modello fisico (modalità e tecniche per la registrazione dei dati sulle memorie di massa)

Modello concettuale

Tra i numerosi modelli proposti per la progettazione concettuale, i più noti sono il modello orientato agli oggetti e il modello Entità/Associazioni. Il modello Entità/Associazioni, indicato come modello E/R dal termine inglese Entity/Relationship.
UML (unified modelling language) è un linguaggio grafico per visualizzare e definire tutte le costruzioni di un sistema software. Esso è molto diffuso per la descrizione dei sistemi software object oriented.

Il modello ER

Il modello entità/associazioni è un modello concettuale (1976-Chen),è uno strumento utile nella progettazione concettuale dei database che prosegue con quello logico e fisico,il risultato di questo lavoro è rappresentato dallo schema/diagramma ER. Uno schema ER è uno strumento per rappresentare le entità. In particolare uno schema ER è costituito da:
entità e assocazioni.
L’entità è un oggetto (concreto o astratto) che ha un significato anche quando viene considerato in modo isolato ed è di interesse per la realtà che si vuole modellare. L’associazione (relationship) è un legame che stabilisce un’interazione tra le entità.

Attributi

Un attributo descrive le proprieta delle entità e delle associazioni.
Le caratteristiche degli attributi sono:
• il formato di un attributo indica il tipo di valori che assume;
• la dimensione indica la quantità massima di caratteri o cifre inseribili quando si valorizza l’attributo;
• Opzionalità l’attributo deve essere obbligatorio se deve avere valore non nullo, mentre può essere facoltativo se sono accettati valori nulli.

Chiave primaria

Si indica con il termine di chiave primaria (primary key) un insieme minimale attributi che permettono di distinguere tra loro istanze della stessa entità.

Modello logico (modello a livello di record)

Un database può essere progettato e realizzato passando al modello logico, cioè alle strutture di dati che organizzano i dati, in modo da consentire le operazioni di manipolazione e di interrogazione. Nello sviluppo della teoria dei database, sono emersi tre diversi tipi per le basi di dati: il modello gerarchico, il modello reticolare e il modello relazionale. Il modello scelto ha costituito la caratteristica interna dei numerosi prodotti software DBMS, spesso legati a particolari modelli di computer di grandi e medie dimensioni. Tra i modelli citati inoltre è diventato predominante l’uso del modello relazionale. Il modello relazionale rappresenta il database come un insieme di tabelle. Esso viene considerato attualmente il modello più semplice ed efficace, perché è più vicino al modo consueto di pensare i dati, e si adatta in modo naturale alla classificazione e alla strutturazione dei dati. Il modello relazionale nasce nel 1970, proposto da Edgar F. Codd, come idea di un modello logico molto semplice e nello stesso tempo in grado di superare i limiti degli altri modelli utilizzati. Il modello relazionale è fondato sul concetto matematico di relazione, inquadrato nell’ambito della teoria degli insiemi. Il modello relazionale è un modello basato sui valori. Le associazioni tra entità sono descritte solamente tramite i valori assunti da campi, nelle righe delle tabelle che modellano le entità stesse, senza fare uso di puntatori. I sistemi relazionali adottano invece un approccio di tipo dichiarativo nell’elaborazione delle informazioni, in quanto viene specificato cosa si vuole trovare, mentre i percorsi per trovare i dati sono a carico del sistema.

Modello fisico

Il modello fisico dei dati ha la funzione di descrivere il modo con il quale un dato modello logico è mappato sulle memorie di massa del computer. Nel caso del modello relazionale, il modello fisico precisa come sono realizzate le tabelle, il modo per implementare i vincoli sui dati che le compongono, come rappresentare le associazioni tra tabelle, come costruire gli indici sui campi di una tabella e così via. Il modello fisico si occupa di problemi di interesse dei progettisti di uno specifico DBMS. Esempi di modelli fisici dei dati sono quelli conseguenti a prodotti DBMS quali: Oracle, DB2, MySQL, SQL Server, Access e altri ancora.