Appunti informatica

Dati e informazioni

Per dati in genere si intende la descrizione di una caratteristica della realtà costituita da simboli che ne garantiscono la comprensione e registrata su un supporto che ne garantisce la conservazione. Per informazione intendiamo l’interpretazione di un dato. I siti informatici sono normalmente capaci di memorizzare i dati e di fornire un contesto interpretativo ai dati facendoli diventare informazioni utili per gli utenti.

Memorizzazione di dati e basi di dati

I dati di interesse vengono reperiti da un grande archivio elettronico dove sono memorizzati e conservati nel tempo.

• Database: base di dati creata con lo scopo di rappresentare e memorizzare informazioni. I dati memorizzati vengono mantenuti aggiornati, al fine di fornire dati sempre attuali agli utenti e alle applicazioni che ne necessitano.
• Per effettuare la ricerca dei dati l’utente può fare uso di software che mettono a disposizione una serie di interfacce, spesso di tipo grafico, per guidare l’utente nella corretta formulazione delle sue richieste.

I sistemi di gestione di basi di dati (DBMS)

Sistema software creato per supportare la definizione e la manipolazione della base di dati da parte di vari utenti.

• Fornisce una visione di alto livello dei dati attraverso l’uso di un modello di dati, nascondendo i dettagli di basso livello relativi alla memorizzazione fisica dei dati
• Fornisce supporto per la condivisione della base di dati da parte di molteplici utenti e applicazioni
• Garantisce la sicurezza dei dati
• Fornisce la possibilità di definire una visione personalizzata dei dati, contenente il sottoinsieme di dati di utilità per quell’utente
• Fornisce funzionalità di salvataggio e ripristino (backup e recovery) dei dati, per garantirne il mantenimento in caso di guasti e malfunzionamenti del software o dei dispositivi hardware del sistema
• Assicura la consistenza dei dati nella base di dati, facendo rispettare i vincoli di integrità sui dati stessi

Modelli dei dati

Descrive la struttura dei dati che caratterizzano la realtà di interesse a cui si riferisce la base di dati. Comprende: un insieme di costrutti, una notazione per specificare i dati tramite costrutti del modello e un insieme di operazioni per esprimere le interrogazioni e le modifiche da eseguire sui dati organizzati.

Per definire correttamente la rappresentazione degli oggetti (insiemi) del mondo è necessario procedere ad una concettualizzazione delle informazioni, ossia rappresentare una realtà in termini di oggetti, di loro caratteristiche e di loro legami.

Associazioni fra dati

Rappresenta un legame logico tra oggetti della realtà. Un’associazione può avere varietà arbitraria, ovvero può porre in relazione un numero arbitrario di oggetti.

• Associazioni molti-a-molti: un oggetto di un insieme è messo in relazione con uno o più oggetti dell’altro insieme e viceversa
• Associazione uno-a-molti: un oggetto di un insieme è messo in relazione con uno o più oggetti dell’altro e ogni oggetto di quest’ultimo corrisponde a un solo oggetto del primo.
• Associazione uno-a-uno: un oggetto di un insieme corrisponde ad un solo oggetto dell’altro e viceversa.

Schema e istanza di una base di dati

Schema delle basi di dati: fornisce una descrizione del contenuto della base, invariante nel tempo, a meno che non si necessiti di adattare la base a nuovi requisiti sui dati. I dati contenuti in un certo momento nella base di dati costituiscono lo stato corrente o insieme delle istanze della base di dati (parte estensionale). Lo stato varia di frequente per riflettere gli aggiornamenti apportati ai dati.

Modello relazionale

Introdotto nel 1970 da Ted Cood, rappresenta il modello dei dati sul quale si basa la maggior parte dei DBMS (sistemi di gestione di basi di dati) oggi disponibili. I dati sono memorizzati in tabelle, dette relazioni, composte da un certo numero di colonne, dette attributi, e da un certo numero di righe, dette tuple. Una tabella di una base di dati relazionali ha i valori di una colonna appartenenti allo stesso tipo di dati o dominio.

Schema di una base di dati relazionale

Lo schema di relazione è costituito dal nome della relazione più dall’insieme degli attributi della relazione. Si definisce istanza di una relazione l’insieme delle tuple definite sugli attributi della relazione.

Il concetto di chiave primaria nelle basi di dati relazionali

Una chiave primaria può essere costituita da un singolo attributo o più attributi. Ogni tabella possiede una chiave primaria così che ogni tupla sia riconoscibile. In genere la chiave primaria di una tabella è indicata sottolineando i nomi degli attributi costituenti.

Il concetto di chiave esterna e di valore nullo nelle basi di dati relazionali

Affinché la base di dati sia corretta, l’identificatore presente all’interno di una tupla deve essere un valore già presente come valore di chiave nella tabella interessata. Per garantire che questo controllo venga effettuato automaticamente dal sistema, nelle basi di dati relazionali l’attributo viene dichiarato come chiave esterna nella tabella, ovvero si specifica che i suoi valori devono essere valori presenti nella tabella in corrispondenza dell’attributo. Ogni tupla di una base di dati corrisponde allo schema della relazione di cui fa parte anche quando il valore di un certo attributo non è disponibile. A tale scopo, nelle basi di dati relazionali, si usa un particolare valore, detto valore NULL.

Livelli di astrazione nei DBMS

• Schema logico: rappresentazione dei dati di alto livello, fornisce la descrizione dell’intera base di dati per mezzo del modello di dati del DBMS utilizzato.
• Schema fisico: visione dei dati a basso livello, descrive l’organizzazione fisica dei dati in termini di strutture fisiche di memorizzazione e di accesso (es. file sequenziali su disco).
• Schema esterno o vista: descrive una porzione dell’intera base di dati, limitata ai dati che costituiscono la specifica visione degli utenti, facendo uso del modello dei dati utilizzato dal DBMS (modello relazionale).

L’aspetto importante è che gli utenti formulano le loro richieste facendo riferimento allo schema logico o gli schemi esterni, quindi facendo riferimento a descrizioni di alto livello dei dati nella base di dati. Il DBMS tradurrà internamente le richieste di accesso formulate sugli schemi esterni oppure sullo schema logico in opportune richieste di accesso a file nelle strutture di memorizzazione per reperire i dati di interesse.

Linguaggi per le basi di dati

Messe a disposizione dai DBMS:

• Linguaggio di definizione dei dati o DDL (Data definition language): linguaggio per la definizione dello schema logico e degli schemi esterni
• Linguaggio di manipolazione per formulare interrogazioni e modifiche sui dati della base di dati. Questi due linguaggi nei DBMS sono parte di uno solo denominato SQL, standard per i DBMS relazionali.

Differenze fra le basi di dati e i fogli di calcolo

I fogli di calcolo: consentono la memorizzazione dei dati in una griglia di celle in cui non esiste distinzione fra schema e istanza (l’organizzazione dei dati dipende dall’utente). Sono predisposti per l’inserimento di formule e funzioni di calcolo.

Basi di dati: l’organizzazione dei dati in tabelle con uno schema bene definito è fondamentale e distintivo, così come la possibilità di correlare tra loro dati appartenenti a tabelle diverse. Favoriscono l’immagazzinamento dei dati in modo facile ed efficiente.

Creazione di una base di dati in Access

Access è un DBMS monoutente, per ambiente Windows per la creazione e la gestione di dati personali sul pc. Una volta avviato il programma, andiamo nel menu nuovo-file e selezioniamo “database vuoto”, a cui daremo un nome.

Definizione delle tabelle

Ci posizioniamo nell’elenco a sinistra e selezioniamo la voce “tabelle” e poi “crea una tabella in visualizzazione struttura”. Alla tabella si va ad attribuire per ogni riga un attributo del record e il tipo corrispondente. Una volta definiti tutti gli attributi si dichiara la chiave primaria con gli attributi che la costituiscono (click tasto destro-chiave primaria). A questo punto salviamo la tabella e le diamo un nome. Creiamo in modo analogo le tabelle in relazione con la prima dando come chiave primaria l’attributo titolo.

Definizione delle associazioni

Andiamo a selezionare la voce “relazioni” nel menu strumenti. Scegliamo le tabelle da collegare ed eseguiamo fisicamente l’associazione cliccando sull’attributo della prima tabella e trascinandolo fin sopra l’attributo della seconda.

Per definire le chiavi esterne si seleziona la voce “applica integrità referenziale” che impone ai campi contrassegnati di contenere valori già presenti come valori chiave primaria nella tabella a cui fanno riferimento.

Popolamento della base di dati

Stabiliti i collegamenti, si procede con l’inserimento dei dati. Torniamo nella finestra che rappresenta la base di dati e clicchiamo su una delle tabelle create. Compare una struttura in cui ogni colonna rappresenta uno degli attributi definiti per la tabella, mentre ogni riga dovrà contenere i dati che andremo ad inserire. Prima di tutto vanno inseriti i dati nelle tabelle in cui sono presenti chiavi esterne. Successivamente si va a riempire la tabella la cui chiave esterna fa riferimento all’attributo della prima tabella. Infine popoliamo la tabella primaria. Nel caso in cui non si rispettasse quest’ordine, il computer ci impedirebbe di salvare i dati producendo a video un messaggio di errore.

Interrogazioni in Access

Detti “query”, aiutano alla ricerca di dati tra quelli contenuti nella base di dati, specificando le condizioni che tali devono soddisfare. Il risultato è una tabella che comprende tutti i dati (tuple della base di dati) che soddisfano i requisiti definiti nell’interrogazione. Viene messo a disposizione anche uno strumento grafico per la formulazione delle interrogazioni (query-by-example o QBE), in cui l’interrogazione viene formulata descrivendo le caratteristiche che devono essere posseduto dal risultato.

Composizione di una query in Access

Selezioniamo nella schermata della base di dati interessata la voce Query nell’elenco di sinistra e poi, in quello di destra, la voce “Crea una query in visualizzazione struttura”. A questo punto scegliamo le tabelle da includere nella nostra interrogazione, ovvero le tabelle con i dati di interesse per l’interrogazione, e aggiungiamole. In un’apposita area apparirà la loro rappresentazione grafica con l’indicazione delle associazioni stabilite in precedenza. Nella zona sotto possiamo scegliere quali campi dovranno essere inclusi nella tabella del risultato della nostra interrogazione.

• Per visualizzare un codice SQL generato da Access al termine della nostra interrogazione in modalità grafica è necessario cliccare il tasto destro-visualizzazione SQL.
• Per visualizzare il risultato si seleziona la voce Query nel menu “oggetti” della finestra che rappresenta la base di dati e cliccando sul nome della query creata, che può essere cambiato selezionando la query e cliccando “tasto destro”-rinomina.
• Per esprimere un vincolo tra gli attributi deve essere scritta la relazione alla riga “criteri” della colonna che rappresenta la relazione.

Basi di dati su web

A metà degli anni ’90 il web era formato da pagine statiche (documenti HTML il cui contenuto rimaneva invariato fino alla modifica manuale). Con l’evoluzione di internet si resero i contenuti dinamici (la pagina propone contenuti personalizzati o estratti da una DBS). Nel 1994 nasce PHP, ad opera di Rasmus Lerdorf, come una serie di macro (singolo comando che consente di eseguire operazioni), ampliate fino a comprendere un pacchetto detto Form Interpreter (PHP/FI). Dopodiché si crea PHP 3. Oggi è conosciuto come Hypertext Preprocessor, ed è un linguaggio di scripting completo, sofisticato e flessibile. Offre la possibilità di interagire con la maggior parte dei database.

Utilizzo di PHP

Linguaggio la cui funzione è quella di produrre codici HTML condizionato ai risultati dell’elaborazione. Il codice PHP deve essere compreso fra appositi tag di apertura e di chiusura:

• Codice PHP
• ?> // tag di chiusura

Tutto ciò che è contenuto fra questi tag deve corrispondere alle regole sintattiche del PHP, ed è il codice che sarà eseguito dall’interprete e non sarà inviato direttamente al browser.

Fogli di calcolo

Programma applicativo di produttività personale, che offre strumenti di elaborazione e automazione del calcolo. A partire da Visicalc (1978) e passando a Lotus-1-2-3 (1983) arriviamo ai più recenti Microsoft Office Excel e Openoffice.org.calc.

Organizzazione di un foglio di calcolo

Si presenta come una griglia di celle in cui ogni cella ha coordinate univoche. La cella selezionata è dotata di un quadratino sporgente detto maniglia di riempimento che consente di accedere a funzionalità di riempimento automatico e al trascinamento di formule. Sopra la griglia delle celle, il foglio di calcolo mostra la barra della formula (fx) che visualizza il contenuto della cella.

Inserimento di dati

Una cella può ospitare tre tipologie di contenuto: valori testuali (stringa di testo), valori numerici e formule. Una formula può essere composta utilizzando gli operatori aritmetici, utilizzando anche le funzioni predefinite messe a disposizione. Una formula ha inizio con = e ha fine con la digitazione del tasto “invio”.

Riempimento automatico delle celle

Consente di inserire gli elementi relativi alla serie di dati predefinite, funzione accessibile tramite la maniglia di riempimento, trascinando ad esempio con il mouse nella direzione opportuna.

Dimensionamento di righe e colonne

La larghezza di ogni colonna e l’altezza di ogni riga può essere modificata in base alla lunghezza del contenuto, attraverso l’utilizzo del mouse, o mediante le opzioni di formato (menu formato>colonna>larghezza).

Formattazione celle

• Numero: personalizza la visualizzazione dei valori numerici in una cella.
• Allineamento: riguarda la disposizione del contenuto in una cella, specificando l’orientamento a sinistra, centro, destra ecc. È possibile anche indicare l’orientamento della cella.
• Carattere: funzionalità analoghe a quelle di programmi di videoscrittura come Word.
• Bordo: personalizzazione della bordatura dei lati della cella.
• Motivo: per la colorazione dello sfondo delle celle.

Funzioni di calcolo in Excel

Tipologie di funzione

• Finanziarie: per la gestione di piani di ammortamento, tassi e calcolo di interessi
• Data e ora: per la manipolazione di date e orari (calcolo del giorno settimanale associato a una data...)
• Matematiche e trigonometriche: funzioni matematiche classiche. Figurano funzioni semplici, seno, coseno, tangente, logaritmo…
• Statistiche: funzioni di calcolo combinatorio e calcolo delle probabilità (media aritmetica, armonica, moda, distribuzione binomiale…)
• Testo: manipolazione di stringhe di testo come la sostituzione di una sequenza di caratteri e l’estrazione di una porzione di testo
• Logiche: funzioni legate agli operatori logici and, or, not.

Riferimenti relativi e assoluti

Quando si trascina una funzione, i riferimenti vengono automaticamente traslati, occorre ricorrere al riferimento assoluto, creato anteponendo il carattere ($) alla coordinata della cella che deve restare fissa durante l’operazione di riferimento.

• Relativo se ($)B5 o B($)5
• Fisso se ($)B($)5

Funzione condizionale

Funzione logica che consente di inviare il contenuto di una cella in base al verificarsi o meno di una condizione prefissata. Sintassi della funzione: =SE(test;se_vero;se_falso)

• test: esprime la condizione da verificare. L’esito di test è un valore booleano, questo significa che il risultato può assumere solo i valori vero o falso.

Funzioni per calcolare massimo e minimo di un serie di dati

=MAX(num1;num2;…) Dove num1 e num2 sono i riferimenti alle celle con i valori da considerare.

Funzioni per il calcolo di medie

=MEDIA(num1;num2;…) Num1 num2 sono i valori delle celle da considerare. In alternativa è possibile utilizzare una sintassi più sintetica in cui la funzione media riceve un solo argomento che rappresenta un intervallo specificato di celle.

• =MEDIA.ARMONICA(num1;num2;…)
• =MEDIA.GEOMETRICA(num1;num2;..)

Sia la funzione media che quella per i massimi e minimi considera solo i valori numerici.

Funzioni di conteggio numerico

=CONTA.NUMERI(val1;val2;..) La funzione conta numeri considera solo i valori numerici, ignorando i valori logici o testuali. Val1 e val2 sono i riferimenti alle celle contenenti i valori da considerare.

Altre funzioni di conteggio

• =CONTA.VUOTE(val1;val2;…) Esegue il conteggio delle celle vuote in un intervallo di celle.
• =CONTA.VALORI(val1;val2;…)