Informatica

DATA BASE

Per memorizzare e gestire in modo efficiente le informazioni e anche per affrontare in modo

semplice, organico e flessibile tutte le situazioni che si presentano nelle aziende occorre utilizzare

strumenti molto potenti, i database.

Ogni applicazione software, presente in ogni azienda o organizzazione, deve quindi poter:

- recuperare e ricercare le informazioni in base a criteri di ricerca

- selezionarle e raggrupparli secondo esigenze operative

- aggiungerne di nuove

- modificarle aggiornando il valore nel tempo

- cancellare quelli che non hanno più contenuto informativo utile

Una base di dati o database è una raccolta di dati progettati in modo tale da poter essere utilizzati in

maniera ottimizzata da differenti applicazioni e da utenti diversi.

Le informazioni necessarie a un’organizzazione sono gestite da un sistema informativo. Un sistema

informativo è un insieme organizzato di strumenti automatici, procedure manuali, risorse umane e

materiali, norme organizzative, orientati alla gestione delle informazioni rilevanti per

un’organizzazione. Quindi ogni informazione in qualunque formato essa sia fa parte di un sistema

informativo aziendale, di cui il sistema informatico è una componente essenziale. Un sistema

informatico, spesso chiamato EDP (Electronic data processing), è un sottoinsieme del sistema

informativo che si dedica alla gestione automatica delle informazioni, rappresentate mediante dei

dati digitali. Il sistema informatico, SI, è costituito dagli archivi elettronici in cui sono memorizzati

tutti i dati relativi all’azienda, e cioè:

- i supporti fisici per la memorizzazione dei dati

- le procedure di interrogazione per la ricerca delle informazioni

- gli strumenti di comunicazione tra i terminali degli operatori

In base alla loro natura possiamo individuare due componenti nel SI:

- archivi applicazioni: componenti software

- supporti fisici e strumentazioni: componenti hardware

Un’azienda che non utilizza i database può andare incontro a diversi problemi, tra cui la ripetizione di

dati. Per risolvere questi problemi è dunque necessario disporre di un sistema in grado di contenere

tutti i dati necessari alle diverse applicazioni, in modo da avere una sola copia, unica e sempre

aggiornata disponibile a tutti i programmi, che consenta inoltre l’accesso simultaneo a più utenti,

anche con applicazioni diverse e scritte il linguaggio di programmazione diverso. Questo sistema poi

deve essere in grado di offrire un’interfaccia molto semplice che permetta di interagire con i dati e

mettere a disposizione uno specifico linguaggio per rendere possibili le operazioni di archiviazione,

modifica e recupero dei dati stessi. Infine, deve poter permettere di modificare la struttura dei dati

senza che le applicazioni già funzionanti ne risentano in qualche modo, cioè non se ne accorgano

neppure. Tale strumento è proprio il database composto dall’insieme degli archivi (tabelle) di tutte le

applicazioni aziendali, che raccoglie univocamente tutti i dati, li organizza e li gestisce. La principale

caratteristica del database è quella di considerare solo i dati, cioè di separare completamente i dati

dalle applicazioni.

Il record è un tipo di dato strutturato utilizzato per memorizzare le informazioni nell’archivio ed

elaborarle estraendo le informazioni. Un passo fondamentale nella definizione di dati di un database

consiste nella descrizione di come sono formati i record, ovvero il numero, il nome e i tipi di dati che

essi contengono. Nei database, la definizione dei dati dati stessi sono salvati all’interno dello stesso

database. Lo schema di progettazione per le applicazioni con un archivio convenzionale risulta molto

diverso rispetto allo schema di progettazione di un database, infatti se si usano archivi convenzionali,

la definizione di dati è parte integrante dell’applicazione mentre con l’utilizzo di un database la

definizione della struttura dei dati è indipendente dall’applicazione. In questo caso è necessario

stabilire un interfaccia tra le diverse applicazioni e i dati che sia in grado di interpretare la definizione

della loro struttura, di recuperarne la posizione fisica e gestirli. Questo componente si chiama DBMS.

Si definisce DBMS (database management system) il sistema di gestione del database visto nel suo

complesso, si occupa di gestire interamente i dati, compresa la loro definizione e il modo in cui

vengono fisicamente archiviati.

Le caratteristiche fondamentali di un DBMS possono essere così sintetizzate:

- Deve gestire grandi quantità di dati, i dati hanno dimensioni maggiori della memoria centrale

e i DBMS devono gestire i dati in memoria secondaria. Gestire una grande quantità di dati

non significa solo riuscire a manipolare i grandi spazi sul discorso memoria, quanto piuttosto

prestare particolare attenzione ai problemi di efficienza.

- Deve garantire la condivisione dei dati che devono poter essere utilizzati da applicazioni

utenti diversi secondo le proprie modalità. Gestire grandi quantità di dati, garantendo

velocità di elaborazione e contemporaneamente permettere più utenti di condividere le

stesse informazioni, non solo sono attività che possono diventare incompatibili tra di loro,

ma introducono anche la necessità di coordinare gli accessi per evitare di fornire un utente o

non aggiornati.

- Deve garantire la persistenza dei dati che devono durare nel tempo, oltre alle singole

applicazioni. La persistenza di dati, inoltre, richiede che il DBMS compia ancora un’altra

operazione, ovvero fornisca quei meccanismi che permettono di assicurare l’affidabilità dei

dati. La presenza di più utenti comporta, infatti, anche più possibilità che malintenzionati o

incauti accedano a dati su cui non hanno privilegi di accesso. Il DBMS deve allora anche

gestire il controllo degli accessi per assicurare che i dati siano visibili solo da particolari utenti

o gruppi di utenti.

- Un DBMS deve fornire all’utente diverse funzionalità che lo aiutino nella gestione lo sviluppo

di applicazioni che fanno uso del database.

L’architettura standard del DBMS si articola su tre livelli:

- schema esterno: descrizione di una porzione della base di dati di interessi in un modello

logico

- schema logico: descrizione dell’intera base di dati nel modello logico adottato dal DBMS

- schema intero o fisico: rappresentazione dello schema logico per mezzo di strutture fisiche di

memorizzazione.

[ANSI/SPARC nel 1975 fu proposto un modello astratto come schema di architettura standard per il

database, al quale fu dato questo nome che ancora oggi è un modello di riferimento]

L’utente non accede allo schema logico nella sua interezza, ma solamente a quella porzione che

interessa alla sua applicazione, dato che al di sopra dello stesso database vengono mandate in

esecuzione diverse applicazioni: anche all’interno della singola applicazione viene utilizzata sempre

solo una parte del database, che prende il nome di vista.

PROGETTAZIONE DI UN DATABASE

Progettare un database significa progettare le strutture, prima logiche e quindi fisiche, in modo che

possano accogliere nel modo migliore possibile i dati di cui l’utente ha bisogno. La progettazione di

un database si può dividere in:

- modellazione concettuale quindi dei dati vera e propria, che include l'analisi, la

progettazione concettuale e logica del database

- modellazione funzionale, che include la progettazione fisica e la realizzazione delle

applicazioni.

Il modello concettuale descrive cosa deve essere rappresentato mentre il modello logico descrive

come sono organizzati i dati. Detto altrimenti, la modellazione di dati consiste nella progettazione

delle tabelle del database, mentre la modellazione funzionale consiste nell’implementazione delle

tabelle e nella creazione delle funzioni che accedono i dati.

La fase di analisi di ogni progetto, indipendentemente dalla sua complessità, serve proprio per

modellare il problema e quindi adottare una soluzione tecnica: questa stessa metodologia viene

applicata anche i dati del database. Un modello di dati consiste in una rappresentazione astratta

delle strutture dei dati di un database. L’atto di creazione di un modello prende il nome di

modellazione di dati, in inglese data modeling.dell’azione dei dati serve per tradurre i dati dal punto

di vista dell’utente al punto di vista dell’applicazione o database, cioè per trasportarli dal mondo

reale al mondo informatico.

L’analisi preliminare per la modellazione dei dati avviene solitamente cercando di individuare le

esigenze del cliente o il dominio dell’applicazione, cioè quali informazioni devono essere salvate e in

che modo queste informazioni verranno manipolate dall’utente. Al termine dell’analisi inizia la prima

fase di modellazione, che è quella concettuale; per attuarla, si può far ricorso ai due seguenti

modelli:

- modello Entità-Relazione

- modello a Oggetti

Il modello E-R è indipendente dal linguaggio scritto o parlato e permette quindi a tutti di

comprendere la struttura del database. Di norma, al modello E-R viene affiancato un documento

tecnico che descrive in maggior dettaglio, usando un linguaggio naturale, i concetti espressi

graficamente dal modello E-R.

Un buon progetto concettuale, per definirsi tale deve essere caratterizzato da:

- correttezza: uso corretto degli strumenti

- completezza: tutti gli aspetti rilevanti della realtà devono essere modellati

- chiarezza: il modello deve essere leggibile e rappresentare le informazioni in maniera

comprensibile

- indipendenza dallo strumento informatico che verrà utilizzato

Una volta approntato il modello concettuale, si procede alla definizione del modello logico dei dati,

che consiste in uno schema realizzato in una funzione delle caratteristiche del sistema di gestione

della base che si intende utilizzare. Il modello logico è più vicino la rappresentazione informatica di

dati, per ottenerlo, è necessario tradurre lo schema concettuale attraverso l’applicazione di un

sistema di regole ben definite. Il modello logico deve essere indipendente dalle strutture fisiche e

utilizzate dei programmi applicativi. Nel tempo si sono succeduti diversi tipi di modelli logici:

- Gerarchico. Il primo modello di affermarsi sul mercato è stato il modello di database

gerarchico. Nel modello gerarchico i dati sono organizzati secondo struttura ad albero che

rappresentano la gerarchia degli elementi presenti nell’archivio. La radice è il record

principale del database, da cui partono uno o più sotto alberi a esso simili, naturalmente il

numero dei figli è variabile. Ogni elemento prende il nome di segmento e il modello

gerarchico permette di rappresentare i dati sfruttando la re