Elementi di Informatica 1
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Basi di Dati (BD) / Data Base (DB)
DBMS: Data Base Management System (Sistema di Gestione di Basi di Dati) Organizzazione di dati memorizzati su più archivi (file) fra loro collegati opportunamente in base correlazioni logiche tra i dati in essi memorizzati Consentono di:
Definire e manipolare il contenuto della BD tramite opportune operazioni Mantenere i dati in modo persistente
Permettere il reperimento dei dati in maniera efficiente Gestire la sicurezza e l’accesso ai dati
Diverse tipologie di DBMS: gerarchici, relazionali, oggetti, … Diversi sistemi di DBMS commerciali ed open-source:
ad es. DBMS relazionali
Oracle, DB2, Informix, MS- Access, MySQL, PostgreSQL, …
Elementi di Informatica
Relazioni e basi di dati relazionali
Una relazione matematica R è un sottoinsieme del prodotto cartesiano Dati due insiemi D1 e D2, il prodotto cartesiano tra essi è l’insieme delle possibili coppie ordinate (v1, v2) con v1 D1 e v2 D2
Esempio:
D1={1, 2, 4} D2={a,b}
D1 x D2 = {(1,a), (1,b), (2,a), (2,b), (4, a), (4, b)}
R = {(1,b), (4, a), (4, b)} (D1 x D2) R è un insieme
• non ci possono essere elementi duplicati
• non è definito un ordinamento fra gli elementi di R
Basi di Dati Relazionali
Elementi di Informatica 3
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Relazioni e basi di dati relazionali
Relazione corrispondenza tra dati Una relazione è una n-pla ordinata di dati
Esempio:
Generalità : (nome, cognome, data nascita, residenza) Generalità ={ (Gennaro, Esposito, 1/1/70, Napoli),
(Ambrogio, Rossi, 1/2/73, Milano), (Romolo, Romano, 25/12/67, Roma),
…}
Basi di Dati Relazionali
Elementi di Informatica
Una relazione è tipicamente rappresentata con una tabella:
Basi di Dati Relazionali
NOME COGNOME DATA nascita RESIDENZA
Gennaro Esposito 1/1/1970 Napoli
Ambrogio Rossi 1/2/1973 Milano
Romolo Romano 25/12/67 Roma
... ... ... ...
Schema della relazione/tabella:
l’insieme degli attributi (le colonne della tabella) che la caratterizzano Istanza di relazione:
l’insieme delle ennuple di valori che definiscono una particolare relazione fra tutte quelle possibili aventi il medesimo schema (l’insieme delle righe della tabella che rappresenta la relazione)
Chiave di una relazione:
Un insieme di attributi è detto chiave di una relazione se identifica univocamente una riga della tabella
Una base di dati relazionale è un insieme di relazioni (cioè di tabelle)
Elementi di Informatica 5
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Esempio: Base di Dati “Casa_Editrice”
costituita dalle relazioni:
AUTORI(Cognome, Nome, DataNascita, Indirizzo, Telefono, CodiceFiscale);
LIBRI (codice libro, titolo, prezzo, genere, nro contratto con autore) AUTORI-LIBRI (Codice fiscale, codice libro)
corrispondenza ciascun autore con i libri che egli ha scritto;
GENERE (genere, collocazione, responsabile)
tipologia (es. giallo, avventura, romanzo, saggistica,… ) del libro usata per la classificazione editoriale; ciascun genere ha un proprio responsabile editoriale; ciascun genere ha una collocazione nella biblioteca della casa editrice
Elementi di Informatica
AUTORI Cognome Nome Data
nascita
Indirizzo Telefono Codice Fiscale
CG2 N14 D13 I1 T32 F1
CG4 N21 D22 I2 T44 F2
CG11 N36 D43 I3 T11 F3
CG6 N14 D54 I4 T72 F4
CG7 N52 D25 I5 T33 F5
CG11 N36 D16 I6 T22 F6
LIBRI Codice
libro
Titolo Prezzo Genere Nro Copie Vendute
Nro Contrato
C1 T31 LC1 G1 CV11 CT1
C2 T12 LC2 G2 CV23 CT2
C3 T43 LC1 G1 CV11 CT3
C4 T21 LC4 G3 CV14 CT4
C5 T56 LC2 G2 CV23 CT5
AUTORI - LIBRI Cod.fisc
.
Cod. libro
F1 C1
F1 C2
F1 C4
F2 C2
F2 C3
F3 C4
F4 C4
F5 C5
GENERE
Genere Collocazione Responsabile
G1 L1 R1
G2 L2 R2
G3 L3 R3
G4 L4 R4
Basi di dati Relazionali
Elementi di Informatica 7
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Chiave di una relazione:
Un insieme di attributi è detto chiave di una relazione (tabella) se identifica univocamente una riga della tabella
Con riferimento all’esempio si hanno le seguenti chiavi (in grassetto corsivo):
- AUTORI (Cognome, Nome, Data Nascita, Indirizzo, Telefono, Codice Fiscale);
- LIBRI (codice libro, titolo, prezzo, genere, nro copie vendute, nro contratto con autore) - AUTORI-LIBRI (Codice fiscale, codice libro) chiave multipla
- GENERE (genere, collocazione, responsabile)
… ma anche collocazione o responsabile
Quando esiste più di una chiave possibile (come nel caso di GENERE), allora ne deve essere scelta una sola, che viene detta chiave primaria
Chiave Primaria:
Ogni tabella è caratterizzata da una ed una sola chiave primaria
Basi di dati Relazionali
Elementi di Informatica
Relazioni fra le tabelle
Tra le tabelle di un DB esistono delle associazioni concettuali che permettono di rappresentare concetti più “ampi”
Ad esempio per il DB “Casa Editrice
un Autore è associato ad uno o più libri Libri che ha scritto;
un Libro è associato ad uno o più Autori che lo hanno scritto
un Libro è associato ad un Genere; un dato Genere è associato ad uno o più libri un Libro è associato ad un responsabile editoriale (in base al Genere); … … Tali associazioni concettuali sono rappresentate tramite relazioni tra le tabelle
Basi di dati Relazionali
AUTORI Nome D-na sc.
Indir.
C.F.
AUT-LIB Cod.fisc.
Cod.libro
LIBRI Cod.libro Titolo Costo Genere Contra tto 1
m
m 1
GENERE Genere Colloc.
Re sp.
1 m
Le relazioni tra tabelle sono realizzate mediante l’uso di chiavi esterne (la chiave di una tabella è un attributo della tabella cui è relazionata)
Le linee rappresentano le relazioni del database Editrice; le etichette 1, m le cardinalità delle associazioni (cioè quante righe di una tabella partecipano all’associazione)
Elementi di Informatica 9
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Realizzazione fisica di una tabella:
A livello di fisica realizzazione una tabella può essere vista come un file ad accesso random, le righe del quale sono dei record
I record sono memorizzati sequenzialmente in posizioni distinte, ciascuna identificata da un Indirizzo (posizione nel file); ciascun record è individuato dal valore della chiave
FILE TABELLA Indirizzo Chiave. Resto del record
101 Carli ……..
102 Bianchi ……..
103 Zurlo ……..
104 Abate ……..
105 Drago ……..
106 Esposito ……..
…..
INDICE
Indirizzo Chiave.
104 Abate 102 Bianchi 101 Carli 105 Drago 106 Esposito
….. ……
103 Zurlo
Per accedere ad un record viene utilizzato un Indice: un file che associa a ciascun valore della chiave l’indirizzo del record corrispondente; tale file è generalmente ordinato sulla chiave
L’accesso ad un record avviene tramite la sua chiave:
si cerca nell’indice il record con il valore della chiave e si ottiene il valore dell’indirizzo con cui si accede al File Tabella
possibile avere più file indice
indice primario: file indice relativo alla chiave primaria
Elementi di Informatica
Basi di dati Relazionali
Operazioni su un DB
• Definizione dello schema delle relazioni che la costituiscono
Per ciascuna relazione definire:
attributi, e per ciascun attributo il tipo di dati la chiave primaria
eventuali chiavi esterne
La definizione di un DB è fatta mediante Data Definition Language (DDL)
• Creazione di una tabella (create)
• Inserimento di nuove righe nella tabella (insert)
• Cancellazione di righe (delete)
• Aggiornamento di valori nelle righe (update)
• Interrogazioni (query) Selezione
Proiezione Join
Le operazioni su un DB sono fatte mediante Standard Query Language (SQL)
Elementi di Informatica 11
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Basi di dati Relazionali
Operazioni su un DB
• Creazione di una tabella (create)
CREATE TABLE <nome_tabella>
(nome_attributo1 tipo [vincolo], … , nome_attributoN tipo [vincolo]) Es.:
CREATE TABLE Studenti
(Matricola VARCHAR(6) NOT NULL, Cognome VARCHAR(40) NOT NULL, Nome VARCHAR(40) NOT NULL, DataNascita VARCHAR (8),
PRIMARY KEY (Matricola) )
Crea una nuova Tabella, vuota, di nome Studenti con lo schema indicato e con Matricola come chiave, in cui i campi Matricola, Cognome e Nome non possono essere vuoti
Matricola Cognome Nome DataNascita
Elementi di Informatica
Basi di dati Relazionali
Operazioni su un DB
•Inserimento di nuove righe nelle tabelle
INSERT INTO <nome_tabella> (attributo1, …., attributoN) VALUES (valore1, …, valoreN)
Es.:
INSERT INTO Studenti (Matricola, Cognome, Nome, DataNascita) VALUES (863123, ‘Rossi’, ‘Mario’, ‘25111994’)
Inserisce nella tabella Studenti una nuova riga con i valori indicati nei rispettivi attributi
Matricola Cognome Nome DataNascita
863123 Rossi Mario 25111994
Elementi di Informatica 13
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Operazioni su un DB
• Cancellazione di righe (delete)
DELETE FROM <nome_tabella> WHERE <condizione>
Es.:
DELETE FROM Studenti WHERE Matricola = “863445”
Cancella nella tabella Studenti la riga corrispondente alla Matricola= “863445”:
Prima di DELETE:
Matricola Cognome Nome DataNascita
863123 Rossi Mario 25111994
863445 Verdi Antonio 27101994
863234 Bianco Maria 12011999
Matricola Cognome Nome DataNascita
863123 Rossi Mario 25111994
863234 Bianco Maria 12011999
Dopo DELETE:
Elementi di Informatica
Basi di dati Relazionali
Operazioni su un DB
• Aggiornamento di valori nelle righe (update)
UPDATE <nome_tabella> SET Attributo1 = <espressione>, …, AttibutoN=<espressione>
WHERE <condizione>
UPDATE Studenti SET Nome = “Anna” WHERE Matricola = “863234”
Modifica nella tabella Studenti il campo Nome nella riga con Matricola = “863234” ponendolo uguale ad “Anna”.
Prima di UPDATE :
Matricola Cognome Nome DataNascita
863123 Rossi Mario 25111994
863234 Bianco Maria 12011999
Matricola Cognome Nome DataNascita
863123 Rossi Mario 25111994
863234 Bianco Anna 12011999
Dopo UPDATE :
Elementi di Informatica 15
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Selezione
Effettua la selezione delle righe di una tabella che soddisfano specificate condizioni:
SELECT * FROM <nome_tabella> WHERE <condizioni>
Esempio: usando la tabella Generalità
Basi di dati Relazionali
COGNOME NOME DATA nascita RESIDENZA
Esposito Gennaro 1/1/1970 Napoli
Rossi Ambrogio 1/2/1973 Milano
Romano Romolo 25/12/67 Roma
Esposito Carlo 11/11/11 Torino
Verde Gennaro 9/9/55 Milano
Rossi Antonio 4/4/33 Napoli
Bianco Gennaro 21/9/45 Roma
COGNOME NOME DATA nascita RESIDENZA
Esposito Gennaro 1/1/1970 Napoli
Verde Gennaro 9/9/55 Milano
Bianco Gennaro 21/9/45 Roma
SELECT * FROM Generalità WHERE NOME = “Gennaro”
Elementi di Informatica
Proiezione
La proiezione seleziona alcune colonne (attributi) di una tabella opportunamente specificate SELECT <lista_attributi> FROM <nome_tabella>
Esempio: usando la tabella Generalità
Basi di dati Relazionali
COGNOME NOME DATA nascita RESIDENZA
Esposito Gennaro 1/1/1970 Napoli
Rossi Ambrogio 1/2/1973 Milano
Romano Romolo 25/12/67 Roma
Esposito Carlo 11/11/11 Torino
Verde Gennaro 9/9/55 Milano
Rossi Antonio 4/4/33 Napoli
Bianco Gennaro 21/9/45 Roma
SELECT COGNOME, DATA nascita FROM Generalità
COGNOME DATA nascita Esposito 1/1/1970
Rossi 1/2/1973 Romano 25/12/67 Esposito 11/11/11
Verde 9/9/55
Rossi 4/4/33
Bianco 21/9/45
Elementi di Informatica 17
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Selezione con Proiezione
Selezione e Proiezione possono essere usate insieme per selezionare solo alcune colonne (attributi) di righe di una tabella che soddisfano condizioni opportunamente specificate
SELECT <lista_attributi> FROM <nome_tabella> WHERE <condizioni>
Esempio: usando la tabella Generalità
COGNOME NOME DATA nascita RESIDENZA
Esposito Gennaro 1/1/1970 Napoli
Rossi Ambrogio 1/2/1973 Milano
Romano Romolo 25/12/67 Roma
Esposito Carlo 11/11/11 Torino
Verde Gennaro 9/9/55 Milano
Rossi Antonio 4/4/33 Napoli
Bianco Gennaro 21/9/45 Roma
SELECT COGNOME, DATA nascita FROM Generalità WHERE NOME = “Gennaro”
COGNOME DATA nascita Esposito 1/1/1970
Verde 9/9/55
Bianco 21/9/45
Elementi di Informatica
Join
L’operazione congiunge due, o più, tabelle che hanno qualche attributo in comune:
Dette R ed S due tabelle si ha:
SELECT <lista_attributi> FROM R, S WHERE <R.attributo_R1=S.attributo_S1>
Esempio:
Basi di dati Relazionali
SELECT * FROM LIBRI, GENERE WHERE LIBRI.Genere= GENERE.Genere LIBRI
Codice libro
Titolo Prezzo Genere Nro Copie Vendute
Nro Contrato
C1 T31 LC1 G1 CV11 CT1
C2 T12 LC2 G2 CV23 CT2
C3 T43 LC1 G1 CV11 CT3
C4 T21 LC4 G3 CV14 CT4
C5 T56 LC2 G2 CV23 CT5
GENERE
Genere Collocazione Responsabile
G1 L1 R1
G2 L2 R2
G3 L3 R3
G4 L4 R4
LIBRI Codice
libro
Titolo Prezzo Genere Nro Copie Vendute
Nro Contrato
Collocazione Responsabile
C1 T31 LC1 G1 CV11 CT1 L1 R1
C2 T12 LC2 G2 CV23 CT2 L2 R2
C3 T43 LC1 G1 CV11 CT3 L1 R1
C4 T21 LC4 G3 CV14 CT4 L3 R3
C5 T56 LC2 G2 CV23 CT5 L2 R2
Elementi di Informatica 19
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Elementi di Informatica
Elementi di Informatica 21
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Elementi di Informatica
Elementi di Informatica 23
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Creazione della tabella Autori
(modalità Visualizzazione struttura)
Elementi di Informatica
Creazione della tabella Autori
(modalità Visualizzazione struttura)
Elementi di Informatica 25
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
(modalità Visualizzazione struttura)
Elementi di Informatica
Definizione dei campi della tabella Autori: definizione della chiave
(modalità Visualizzazione struttura)
Elementi di Informatica 27
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Definizione dei campi della tabella Autori
(modalità Visualizzazione struttura)
Elementi di Informatica
Salvataggio dei campi della tabella Autori
(modalità Visualizzazione struttura)
Elementi di Informatica 29
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
(modalità Visualizzazione foglio dati)
Elementi di Informatica
‘Riempimento’ della tabella Autori
(modalità Visualizzazione foglio dati)
Elementi di Informatica 31
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
‘Riempimento’ della tabella Autori
(modalità Visualizzazione foglio dati)
Elementi di Informatica
Definizione di una query di Selezione
Elementi di Informatica 33
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
criteri da applicare – Salvataggio della query
… per selezionare gli Autori con nome = ‘‘tizio’’
… selezione dei campi da visualizzare ’’
Elementi di Informatica
Definizione di una query di Selezione: indicazione dei campi e criteri da applicare – Salvataggio della query
Elementi di Informatica 35
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
SQL della query definita
Elementi di Informatica
Esecuzione della una query di Selezione
Elementi di Informatica 37
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Risultati dell’esecuzione della query di Selezione
Elementi di Informatica
Definizione di un Join, per avere in una sola tabella i libri scritti da ciascun autore
Elementi di Informatica 39
Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio
Es. Join: tabelle interessate
Elementi di Informatica
Esecuzione del Join