Programmazione dei DataBase - Nozioni di Base
Una qualsiasi attività, piccola o grande che sia, deve essere in grado di gestire in modo efficiente le informazioni legate all'attività stessa. Un sistema informativo, è un sistema per organizzare le informazioni, in modo che, queste possano essere a disposizione, in maniera rapida ed efficente. Quando il sistema informativo è automatizzato, si parla di sistema informatico.
Nell'ambito dei sistemi informativi esiste una sostanziale differenza tra dati e informazioni. Le informazioni sono rappresentate tramite i dati, vale a dire un dato per diventare informazione deve essere associato a un'interpretazione.In parole povere, un dato diventa informazione quando è il risultato di una specifica richiesta. La condizione sufficiente affinchè un dato diventi informazione è che esso sia interpretabile.
Con l'avvento delle tecnologie informatiche, l'insieme dei dati, denominato base di dati o database è memorizzato permanentemente su memorie di massa (Hard Disk, CD Rom etc..). Tutto ciò che riguarda la gestione dei dati è delegato ai sistemi informativi, i quali,la maggior parte di essi usano uno strumento software intermedio chiamato DataBase Management System (DBMS).
Il DBMS è un "interprete" che ci permette di comunicare tra l'applicazione e i dati. Questo significa che, il DBMS interpreta le richieste dell'applicazione, preleva i dati, li mette in un formato standard e li invia all'applicazione. Quest'ultima memorizzerà i dati in strutture interne e le utilizzerà. Lo scambio di informazioni tra applicazioni e DBMS avviene tramite speciali linguaggi di interrogazioni noti a entrambi (Query). Esistono vari tipologie di DBMS che si differenziano tra loro in base al meccanismo di organizzazione logica dei dati. I più usati sono quelli relazionali che usano linguaggi di interrogazione chiamati SQL. In questi ultimi anni stanno prendendo sempre più piede i database orientati agli oggetti. Per quanto riguarda quest' ultimi, i dati vengono strutturati in base al paradigma orientato agli oggetti. Lo schema sarà quindi composto da classi, attributi, associazioni e aggregazioni con altre classi. Usando un linguaggio e un database orientato agli oggetti, la memorizzazione degli oggetti potrà avvenire senza dover prevedere il mapping tra questi e le tabelle del database relazionale. Esempi di DBMS orientati agli oggetti sono Versant, Objectstore e Poet.
Progettare una base di dati è un'operazione che scaturisce da esigenze reali, da entità concrete o astratte presenti nella vita quotidiana. Bisogna modellare la realtà che c'è intorno, individuare gli oggeti utili ai fini del sistema e, da questi, organizzare i dati e le informazioni in modo preciso ed efficente. Questa fase preliminare di analisi è necessaria per modellare la "realtà di interesse", termine tecnico che sta ad indicare tutto ciò che di reale ruota attorno ad un'attività sia essa di carattere gestionale, amministrativo o altro.La realtà di interesse è l'insieme di attività e processi aziendali al quale gli analisti e progettisti sono interessati.
Uno degli obiettivi principali riguardante l'analisi delle realtà d'interesse è di pervenire alla struttura (o schema) finale del database. Questo processo è composto da tre passi principali: i primi due portano alla realizzazione di altrettanti schemi intermedi, il terzo ha come risultato lo schema finale (fisico), ovvero la struttura finale del database. I processi che consentono il passaggio tra uno schema e il successivo sono realizzati attraverso modelli. Un modello è un insieme di regole che portano alla definizione di uno schema.
Modelli Concettuali
La progettazione dello schema concettuale di un database è senza dubbio una delle operazioni più delicate nella progettazione di un sistema informativo. I modelli dei dati usati nella progettazione concettuali sono definiti anche modelli concettuali o semantici. Il modello semantico più in voga è quello sperimentato Peter P. Chan nel 1976, chiamato entity-relationship model ( modello entità-relazione). Attraverso questo modello, dalla realtà sono estrapolati oggetti denominati entità, aventi caratteristiche proprie rappresentate mediante attributi. Facendo un esempio riferendoci a un' azienda di noleggio automobili, alcune delle entità estrapolate dalla realtà potrebbero essere le seguenti: Cliente, Auto, Contratto etc.. Ciascuna entità sarà caratterizzata da un insieme di attributi. Per esempio, gli attributi relativi all'entità Cliente potrebbero essere: Codice, Cognome, Nome, etc.. Individuare e distinguere gli attributi dalle entità è uno degli aspetti più delicati dell' analisi concettuale. Il legame tra un'entità e i suoi attributi non è assoluto ma varia in funzione del problema che si sta affrontando. Modelli Logici
Il modello logico consente la trasformazione di uno schema concettuale in uno logico. Lo schema logico è una collezione di strutture che rappresentano il DataBase. Esso è totalmente indipendente dalla piattaforma Hardware o dal Sistema Operativo, ma dipende fortemente dal tipo di DBMS sul quale dovrà funzionare. Chi realizza lo schema deve avere in mente il DBMS target e sopratutto il modello logico che questo implementa. Tra i modelli logici, il più diffuso è senza dubbio quello relazionale , nel quale lo schema può essere visto, come una collezione di tabelle e di relazioni tra tabelle. Tra i DBMS relazionali commerciali più noti sono Oracle e SQL Server. Esistono anche versioni Shareware o Freeware come MySQL, un database relazionale economico, robusto ed efficente. Per applicazioni di piccole dimensioni, si può optare per Microsoft Access, incluso nel pacchetto di Microsoft Office.
Modelli Fisici
Un modello fisico è l'insieme di regole che consentono di trasformare uno schema logico in uno fisico. Generalmente, il DBMS trasforma un modello logico in uno fisico automaticamente e in modo totalmente trasparente.
Entità-Relazione
L'entità, come detto in precedenza, è uno dei due concetti basilari del modello entità-relazione e rappresenta un insieme di oggetti della "realtà d'interesse". I dati relativi a un'entità sono chiamati elementi o occorrenza dell'entità. Le entità possono essere legate tra loro attraverso relazioni. I prodotti finali dell'analisi dati concettuale basata sul modello entità-relazione sono sostanzialmente due. Il primo è un documento nel quale sono descritte le entità e gli attributi attraverso commenti e descrizioni.
| Entità | Attributo | Descrizione |
| Cliente | codice | Codice del Cliente |
| | cognome | Cognome del Cliente |
| | nome | Nome del Cliente |
| | ....... | .......... |
| Ordine | numero | Numero dell'Ordine |
| | data | Data di Emissione |
| | ....... | .......... |
Il secondo prodotto è quello che viene chiamato Diagramma Entità-Relazione oppure ERD (Entity-Relationship Diagram). L' ERD consente la rappresentazione delle relazioni che intercorrono tra le varie entità. Esistono tre tipi fondamentali di relazioni tra entità:
- 1:1 (Uno a Uno) -- Due Entità X e Y sono in relazione 1:1 se a ogni elemento di X può corrispondere un solo elemento di Y e viceversa. Un esempio di relazione 1:1 è quella delle nazioni con le proprie capitali. "Una Nazione ha Una Capitale".
- 1:N (Uno a Molti) -- Due Entità X e Y sono in relazione 1:N se ad ogni elemento di X possono corrispondere più elementi di Y, mentre ad ogni elemento di Y può corrispondere un solo elemento di X. Un esempio di relazione 1:N è quella tra una squadra e i suoi giocatori. "Una Squadra ha Molti Giocatori".
- N:N (Molti a Molti) -- Due Entità X e Y sono in relazione N:N se a ogni elemento di X possono corrispondere più elementi di Y e a ogni elemento di Y possono corrispondere più elementi di X. Un esempio di relazione N:N è quella tra autore e libro. "Un Autore può scrivere più Libri, un Libro può essere scritto da più Autori".
La simbologia 1:1, 1:N e N:N è denominata cardinalità della relazione. All'interno della stessa cardinalità le relazioni possono essere a loro volta classificate. Nei diagrammi entità-relazione la cardinalità può essere specificata dalle seguenti notazioni:
| 1 | Uno e un solo elemento |
| N | Molti elementi (almeno Uno) |
| 0...1 | Zero o un elemento |
| 0...N | Zero o Molti elementi |
| K | esattamente K elementi (K costante) |
| J...K | tra J e K elementi (J e K costanti) |
Breve riepilogo
Un database è un insieme di uno o più oggetti di tabelle. Una tabella è un oggetto database formato da righe (record) che condividono un insieme di proprietà. I valori associati alle proprietà di una tabella vengono visualizzati in colonne (campi). Un record è una rappresentazione di un oggetto reale quale una persona, una società, una fattura etc. Una riga o record rappresenta un'entità. Un campo descrive una delle caratteristiche degli oggetti rappresentati dai record. L'intersezione tra una riga e una colonna viene definita attributo, il quale rappresenta il valore di una proprietà significativa di un oggetto reale. Gli attributi sono noti come celle e celle dati, tutti gli attributi contenuti in una singola colonna di una tabella vengono definiti classe di attributi.
Il criterio alla base di tutti gli oggetti della tabella consiste nel fatto che ciascun campo è destinato a un'unica proprietà. A ciascun campo viene assegnato un campo univoco all'interno della tabella. E' preferibile, ma non è necessario, che ciascun record di una tabella disponga di un insieme di attributi in modo da operare una distinzione tra i vari record. Questo insieme viene definito identificatore entità oppure identificatore. I campi che includono gli attributi identificatori sono definiti chiavi primarie oppure campi di chiave primaria della tabella. Per definizione, è necessario che il valore dell'attributo oppure l'insieme dei valori degli attributi che formano la chiave primaria siano univoci per ciascun record. I record delle tabelle correlate sono uniti da valori della chiave primaria di una tabella e da valori uguali della chiave primaria o delle chiavi esterne dell'altra tabella. Una chiave esterna rappresenta uno o più attributi di una tabella collegata che non costituiscono la chiave primaria della tabella. Le tabelle che contengono record che identificano oggetti intrinsecamente univoci, come gli esseri umani, sono definite tabelle primarie oppure di base. Ciascun record di una tabella primaria deve disporre di uno o più attributi che identificano in maniera univocà l'entità.
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