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CAP. 2 – SEMANTICA DEI DATI: ONTOLOGIE E RAPPRESENTAZIONI DELLA

CONOSCENZA

La parola ontologia compare nel XVII secolo per indicare una disciplina filosofica che si occupa della conoscenza

dell’essere in quanto tale. L’originale di questa disciplina nasce con Aristotele all’interno della filosofia prima o

metafisica o teologia razionale.

L’ontologia si occupa di conoscere ciò che rende una sostanza ciò che è, ovvero la sua essenza, e non la sua

categorizzazione rispetto agli universali e ai generi.

In informatica l’ontologia affronta il problema sulla tipologia di significati che il linguaggio utilizzato è in grado di

rappresentare. Non importa un discorso sull’essere ma un discorso sulle possibilità del linguaggio di rappresentare la

realtà. E’ l’uso del linguaggio che costituisce l’essere e la realtà in informatica. 2

Ontologie e informatica: concetti introduttivi

A partire dagli anni ’80 il termine ontologia entra a far parte della terminologia informatica e più specificatamente nelle

discipline dell’Intelligenza Artificiale e dell’Ingegneria della Conoscenza. Negli anni ’90 con internet le ontologie hanno

acquisito una rilevanza sempre maggiore.

________________________________________________________________________________________________

CAP. 3 – LA PROGETTAZIONE CONCETTUALE

La maggior parte dei problemi nella gestione dei dati può essere risolta con una corretta rappresentazione dei dati stessi.

La progettazione concettuale ha per scopo la produzione di uno schema concettuale ovvero di un diagramma che,

utilizzando uno specifico formalismo, rappresenti la realtà di interesse in termini di classi di oggetti e relazioni fra tali

classi. Uno dei formalismi più usati è il modello Entità-Relazione (modello ER).

Entità e attributi

Un’entità nel modello ER rappresenta una classe, o insieme, di oggetti della realtà che hanno proprietà comuni ed

esistenza autonoma ai fini dell’applicazione di interesse.

Ogni entità all’interno di uno schema ha un nome univoco che la identifica ed è rappresentata graficamente da un

rettangolo. L’entità rappresenta sia insiemi di oggetti concreti come persone sia insiemi di oggetti astratti come l’opera

cinematografica (esempio: entità “Film” come l’insieme dei film archiviati e l’entità “Persona” come l’insieme di persone

che lavorano nel cinema).

Ogni entità è caratterizzata da un insieme di proprietà elementari comuni agli oggetti della realtà rappresentati dall’entità.

Ogni proprietà è rappresentata da un attributo che denota una caratteristica specifica degli oggetti dell’entità: gli attributi

sono caratteristiche che dipendono dall’entità e non hanno dunque un’esistenza autonoma nella realtà descritta; sono

rappresentati nel modello ER con piccoli cerchi associati al nome dell’attributo e collegati da una linea all’entità a cui si

riferiscono. Es.: entità “film” / attributo “codice”, “titolo”, “anno”, “durata” – entità “persona” / attributo “nome”,

“nazione”, “data di nascita”.

FIGURA 3.1

Relazioni fra entità

Una relazione fra entità rappresenta un legame logico fra due o più entità; nel modello ER ha un nome che la identifica ed

è rappresentata graficamente per mezzo di un rombo, connesso alle entità poste in relazione per mezzo di una linea.

Es.: la relazione “troupe” rappresenta il legame che intercorre tra l’entità “film” e l’entità “persona”.

Anche le relazioni possono avere attributi: in questo caso l’attributo rappresenta una caratteristica non di una delle entità

coinvolte ma piuttosto del loro legame logico.

Es.: l’attributo “ruolo” da intendersi non come una caratteristica di un film o di una persona ma come una caratteristica

propria del legame fra una persona e un film per il quale lavora.

Un relazione può interessare anche la stessa entità; in questo caso si parla di relazione ricorsiva. Es.: la relazione

“remake” sull’entità “film” ha due direzioni (rifacimento / originale).

FIGURA 3.2

Cardinalità delle relazioni

Ogni relazione rappresenta un legame logico fra oggetti di due entità: il numero minimo e massimo di combinazioni, o

corrispondenze, che si possono avere fra gli oggetti delle due entità nella realtà di riferimento prende il nome di

cardinalità della relazione.

Considerato che ogni relazione ha due sensi di lettura è importante indicare il numero minimo e massimo di

corrispondenze in entrambe le direzioni.

Data una relazione R fra due entità A e B, determinare la cardinalità di R consiste nel domandarsi quanti oggetti B possono

corrispondere a un oggetto A come minimo e come massimo rispetto al significato del legame rappresentato da R; la

domanda si ripete poi nell’altro senso.

Es.: nella relazione “cast” tra “film” e “persona” ci chiederemo, dato un film, quante persone possono fare parte di un cast

(zero per i film di animazione) e, data una persona, a quanti film può essere associata dalla relazione cast ovvero in quanti

film abbia recitato (zero nel caso in cui la persona non sia un attore). 3

FIGURA 3.3

Identificatori

Un identificatore di un’entità E è una collezione di attributi e/o entità connesse a E che permettono di identificare

univocamente gli elementi di E.

Es.: il codice attribuito ad un film che, come il codice fiscale, lo identifica in modo univoco.

Nello schema un identificatore è contrassegnato annerendo il cerchio che denota l’attributo corrispondente.

Un identificatore può essere composto anche da più attributi; ciò avviene quando un solo attributo non è sufficiente

all’identificazione ma occorre considerare l’insieme di più caratteristiche di un’entità.

Es.: per identificare una persona in un gruppo può non essere sufficiente il solo nome o il solo cognome, mentre l’insieme

di nome e cognome può costituire un identificatore valido.

Infine vi sono entità che non hanno un identificatore univoco, nemmeno considerando tutti i loro attributi. In questo caso

per l’identificazione di un’entità E – denominata entità debole - bisognerà ricorrere alla combinazione dei suoi attributi

con quelli di altre entità in relazione con E.

Es.: per identificare uno studente universitario non è sufficiente il numero di matricola in quanto lo stesso dovrà essere

correlato necessariamente all’università frequentata dallo studente. L’entità studente è l’entità debole mentre l’entità

università funge da entità forte.

Gerarchie di generalizzazione

Mentre le relazioni viste in precedenza rappresentano un legame generico fra entità, le gerarchie di generalizzazione

rappresentano un legame di specializzazione di un entità rispetto ad un’altra: se esiste una gerarchia di generalizzazione

tra un’entità E e un’entità E1 ciò indica che ogni oggetto che è elemento di E1 è anche elemento di E ma non viceversa (=

nozione di sottoinsieme).

L’entità più generale è denominata entità padre mentre le entità più specifiche prendono il nome di entità figlie; il

legame tra le due è rappresentato da una freccia orientata dall’entità figlia all’entità padre.

Le gerarchia può essere:

- totale (T) se l’unione degli insiemi delle entità figlie coincide con l’insieme degli oggetti rappresentati dall’entità

padre; altrimenti si dice parziale (P)

- esclusiva (E) se costruendo un insieme che contenga tutti gli oggetti che sono elementi di tutte le entità figlie,

ovvero l’intersezione delle entità figlie, l’insieme ottenuto non contiene alcun oggetto ovvero ogni oggetto

compare al più in una sola delle entità figlie: la gerarchia è esclusiva quando le entità figlie non hanno

intersezione; altrimenti si dice sovrapposta o overlapping (O)

FIGURE 3.4

Indicazioni metodologiche per la progettazione

FIGURE 3.5 E SEGUENTI

________________________________________________________________________________________________

CAP. 4 – MODELLO RELAZIONALE

Nel modello relazionale dei dati (Codd, 1970) i singoli dati acquistano valore di informazione quando vengono messi in

relazione tra loro. Il modello è fondato sulla nozione matematica di relazione che fornisce non solo la base teorica per la

rappresentazione dei dati ma anche lo strumento fondamentale per lo studio delle proprietà dei dati e delle operazioni su di

essi. La rappresentazione dei dati avviene per mezzo di tabelle.

Il modello relazionale è divenuto quello più importante: oggi è quello più usato in quasi tutti i DBMS.

Un relazione (o tabella) è caratterizzata da un insieme di righe, dette anche tuple, e da un insieme di colonne, dette anche

attributi.

FIGURE 4.1

Teoria del modello relazionale 4

Definiamo una base di dati relazionale un insieme di relazioni R, ognuna delle quali descrive una classe di oggetti della

realtà di riferimento.

Per dominio intendiamo un insieme di valori, come ad esempio l’insieme delle stringhe di testo, l’insieme dei numeri

interi, l’insieme delle date,…

Il prodotto cartesiano è invece un’operazione su insiemi.

Per rendere più semplice l’interpretazione e l’accesso ai dati si può aggiungere ad ogni colonna un nome e l’indicazione

del dominio, in tal modo si definiscono gli attributi.

Valori nulli

Nella realtà può accadere che il dato corrispondente a qualche attributo di una relazione non sia disponibile. Per non

generare confusione e per indicare chiaramente l’assenza del dato viene attribuito un valore nullo (NULL).

Es.:“Full Metal Jachet” oscar vinti = 0 – “La Piovra” oscar vinti = NULL (è un film per la TV, non concorre agli oscar).

Relazioni fra tabelle

Nelle basi di dati relazionali, ogni classe di oggetti ha una rappresentazione in una corrispondente tabella; fra i dati di

tabelle diverse intercorre spesso una relazione.

Tutte le caratteristiche di una realtà di interesse, compresi i legami logici fra gli oggetti che la caratterizzano, sono

rappresentate esclusivamente per mezzo dei valori che descrivono i singoli oggetti (orientamento ai valori).

Dettagli
Publisher
A.A. 2014-2015
23 pagine
7 download
SSD Scienze matematiche e informatiche INF/01 Informatica

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher pietrolicini di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Media digitali e società delle reti e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Bergamo o del prof Dondi Riccardo.