DataBase (4)

Il database è una collezione di archivi di dati ben strutturati, ben organizzati ed integrati in modo da costituire una base di lavoro per utenti diversi con programmi diversi. Gli archivi possono risiedere su un unico computer o essere distribuiti sui computer della rete aziendale, in quest’ultimo caso si parla di database distribuito.

Il database è gestito da software chiamati DBMS (DataBase Management System), con l’obiettivo di garantire:
 Grande efficienza nel trattamento e ritrovamento dei dati;

 Sicurezza, ovvero impedire il danneggiamento dei dati da interventi accidentali o non autorizzati;

 Integrità, ovvero controllare che le operazioni effettuate sul database da utenti autorizzati, non provochino una perdita di consistenza dei dati.

I DB superano i limiti dell’organizzazione convenzionale degli archivi che possono essere così riassunti:

 Dipendenza dai dati: se occorre modificare la struttura del record bisogna modificare anche i programmi;
 Dipendenza dall’organizzazione fisica dei dati e dalla modalità di accesso: l’organizzazione dei file e la dichiarazione delle chiavi, vincolano il programmatore nell’uso delle operazioni;
 Ridondanza ed inconsistenza dei dati: alcuni dati si presentano più volte in archivi diversi;
 Difficoltà di correlazioni tra archivi diversi: lavorare contemporaneamente su archivi diversi;
 Difficoltà nel gestire la concorrenza: eseguire lo stesso programma contemporaneamente da utenti diversi.

Organizzazione degli archivi mediante basi di dati

Il database è una collezione di dati con lo scopo di soddisfare i fabbisogni informativi di un’organizzazione. I dati sono gestiti dal DBMS, che ne permette la gestione e ne regola gli accessi.

Il DBMS è una parte del software di base che amplia le prestazioni del Sistema Operativo consentendo:
 La gestione del DataBase;
 Il controllo degli accessi.
Questo deve permettere di:
 Creare una nuova base di dati, definendo gli archivi che la compongono (tramite linguaggio DDL);
 Facilitare l’inserimento, cancellazione e modifica dei dati (tramite linguaggio DML);
 Estrarre informazioni interrogando la base di dati (tramite linguaggio QL).

Un DBMS deve garantire:
 Indipendenza dalla struttura fisica dei dati: la modifica dei supporti fisici non richiede la modifica dei programmi;
 Indipendenza dalla struttura logica dei dati: la modifica della struttura logica di un archivio non richiede la modifica dei programmi;
 Utilizzo da parte di più utenti: i dati sono utilizzati da più utenti con programmi diversi;
 Riduzione della ridondanza: non compaiono più volte gli stessi dati in archivi diversi;
 Eliminazione dell’inconsistenza: non ci sono dati uguali con valori diversi;
 Facilità di accesso ai dati: il ritrovamento dei dati è facilitato e veloce;
 Integrità, sicurezza e protezione: ci sono controlli sugli accessi non autorizzati e sistemi di protezione da guasti;
 Uso di linguaggi specifici: sono disponibili linguaggi facilitati per eseguire comandi di interrogazione e manipolazione dei dati, (SQL);

I modelli per i database

Esistono tre diversi modelli per i database:
 Gerarchico;
 Reticolare;
 Relazionale, il più diffuso oggi.

Gerarchico:
Vi è una struttura ad albero dove i nodi sono le entità e gli archi sono le associazioni. Il nodo in cima si chiama nodo padre, gli altri sono nodi figli. Questo modello è adatto alle relazioni semplici 1 a N.

Vi sono dei limiti:
 Ridondanza dei dati: i dati esistono più volte;
 Ricerche complesse: la ricerca è lenta;
 La cancellazione di un record padre genera la perdita dei record sottostanti, quindi tutti i record figli;
 La cancellazione del record figlio richiede la ricerca di tutti i record figli con gli stessi valori;
 L’inserimento di un record figlio dovrà ripetersi per ogni record padre coinvolto;
 La modifica di un record deve essere ripetuta su ogni copia dello stesso record.

Reticolare:
È un’estensione del modello gerarchico. Le entità sono i nodi e le associazioni sono gli archi.
Limiti:
 Inserimento e cancellazione richiedono la modifica di tutti i nodi correlati al dato da cancellare o da inserire;
 L’implementazione e costruzione del software applicativo è difficile;
 La gestione dei legami logici richiede un elaboratore potente.

Relazionale:
Il database è un insieme di tabelle sulle quali si effettuano operazioni e tra le quali si stabiliscono associazioni. Fornisce una risposta ai limiti precedenti, è semplice, efficace ed il più diffuso. Le operazioni sui database gerarchici e reticolari sono complesse in quanto agiscono sui singoli record mentre nel relazionale i percorsi per le interrogazioni sono a carico del sistema.

La progettazione di un DataBase avviene tramite diversi livelli:
 Livello concettuale: rappresentazione astratta della realtà attraverso uno schema logico o concettuale;
 Livello logico: organizzazione dei dati negli archivi elettronici, facilita la manipolazione (inserire, modificare, cancellare dati) e l’interrogazione (ritrovare dati in modo facile e veloce);
 Livello fisico: organizzazione fisica dei dati messi sui supporti di memoria di massa;

Il modello più diffuso nel livello concettuale è quello Entità/Relazioni basato su diversi elementi:
 Entità: classe omogenea di informazioni, rappresentazione grafica, rettangolo, con dentro il nome dell’entità;
 Membro o istanza: uno specifico esemplare di entità (il cliente Rossi);
 Attributo: caratteristica che descrive l’entità, l’insieme dei valori assunti da un attributo si chiama dominio;
 Chiave: insieme di uno o più attributi che identificano univocamente ogni membro dell’entità;
 Relazione: legame logico tra i membri dell’entità, rappresentazione grafica, rombo, con dentro il verbo che descrive la relazione;
 Attributi della relazione: caratteristiche della relazione tra due entità.

La gestione del database

Il DBMS costituisce un’interfaccia tra gli utenti di un database con le loro applicazioni e risorse costituite dall’hardware e dagli archivi di dati presenti in un sistema di elaborazione.

Funzioni che il DBMS offre agli utenti:
1. Implementazione del modello logico sul sistema di elaborazione
 Definizione delle tabelle;
 Definizione delle viste;
 Organizzazione dei dati su supporti fisici;
2. Manipolazione ed interrogazione sulla base di dati
 Inserimento, modifiche, cancellazioni;
 Interrogazione tramite comandi e interfacce semplici;
3. Controllo dell’integrità dei dati;
4. Sicurezza e protezione;
5. Gestione del dizionario.

I linguaggi per database

I comandi che il DBMS mette a disposizione fanno parte di alcune categorie di linguaggi:
DDL (Data Definition Language) – DBA, linguaggio di definizione dei dati:
 Creazione struttura fisica del database;
 Definizione sottoschemi;
 Effettuazione delle modifiche strutturali.
DML (Data Manipulation Language) – programmatore, linguaggio di manipolazione dei dati:
 Inserimento, modifiche, cancellazioni;
 Creazione maschere e tabulati.
QL (Query Language) – utente finale:
 Interrogazione base di dati.

Nei database relazionali questi linguaggi vengono unificati in uno solo chiamato linguaggio per le basi di dati, il più diffuso è l’SQL (Structured Query Language), linguaggio di interrogazione strutturato.

Gli utenti

Un database viene utilizzato da persone diverse, per funzioni e per applicazioni diverse:
 DBA (DataBase Administrator): responsabile della gestione del database;
 Programmatori: usano per le loro applicazioni i dati organizzati in un database;
 Utenti finali: accedono ai dati per interrogazioni tramite linguaggi facilitati.