Appunti universitari su database e intelligenza artificiale

DATABASE

SISTEMA INFORMATIVO E INFORMATICO

SISTEMA INFORMATIVO = insieme organizzato, tutto il complesso che ruota attorno all'azienda
(strumenti automatia, procedure manuali, risorse umane, materiali)
SISTEMA INFORMATICO = sottoinsieme del sistema informativo dedicato alla gestione automatica delle informazioni
daň digitali

SCHEMA TRADIZIONALE E ARCHIVIO

SCHEMA TRADIZIONALE = ogni applicazione opera su dati organizzati-> problemi: . condivisione di dati
· no gestioni di enormi quantità di dati
ARCHIVIO = insieme di dati organizzati -> problemi: 1. incongruenza dati
2. problema lettura file
· dati non tenuti aggiornati
· no uso simultaneo
3. pesantezza file

SCHEMA DATABASE

SCHEMA DATABASE: · unica copia di dati
· accesso simultaneo
· interfaccia semplice
· dati sempre aggiornati
· non compromettere funzionamento altre applicazioni
server locale = qui
server remoto = non qui

DATABASE E DBMS

DATABASE = collezione organizzata di informazioni memorizzate/recuperate da sistema remoto/locale
DBMS: Database Management System
gestisce la relazione tra il DATABASE e chi prova ad accederci
= software responsabile per la creazione, recupero, aggiornamento e gestione del database
caratteristiche:
·
integro
.
condivisibile
·
sicuro
.
persistente
.
consistente
.
scalabile

MODELLI DI ORGANIZZAZIONE DEL DATABASE

Un database è organizzato secondo un MODELLO = rappresenta uno schema composto di concetti e costrutti utilizzati per organizzare
i dati e descriverne la struttura e i vincoli che essa rispetta

MODELLO CONCETTUALE

1. MODELLO CONCETTUALE
Astrazione dei dati indipendente da qualsiasi sia il sistema.
Rappresenta i concetti presenti in una base di dati e non la struttura con cui sono archiviati in memoria. Due metodi:
- modello Entità-Relazione
- modello ad oggetti

MODELLO LOGICO

2. MODELLO LOGICO
Impiega una specifica rappresentazione dei dati, le strutture seppur astratte riflettono una particolare organizzazione.
Principali modelli logici:
.
GERARCHICO -> svantaggi: troppo dipendente dalla realizzazione fisica del db operazioni di ricerca non efficienti
.
RETICOLARE -> svantaggi: ricerca difficile tra dati non direttamente connessi spreco di memoria per l'implementazione introduce
ridondanza estremamente rigido in caso di modifiche dopo la creazione
.
RELAZIONALE -> vantaggi: indipendenza dei dati (modifiche alla struttura fisica o alla rappresentazione logica dei dati non
comporta modifiche degli applicativi)
AD OGGETTI

MODELLO ENTITA' -RELAZIONE ER

MODELLO ENTITA' -RELAZIONE ER

PROGETTARE UN DATABASE

PROGETTARE UN DATABASE:
D.B.
1.
raccolta requisiti
B
2.
schema concettuale COSA rappresentano
M
3.
schema logico COME rappresentano
4.
implementazione fisica
Progettazione
fisica
concettuale
Progettazione
logica
S

ELEMENTI FONDAMENTALI DEL MODELLO

ELEMENTI FONDAMENTALI DEL MODELLO:
· ENTITÀ
· RELAZIONI
ATTRIBUTI
O
· GENERALIZZAZIONI

PASSAGGI DI PROGETTAZIONE

PASSAGGI:
1. individuo entità
3. trovo PK (primary key)
5. cardinalità
2. individuo attributi
4. trovo le associazioni/relazioni

DATI

DATI : dati sensati, organizzati, che hanno un nesso logico tra di loro-> meglio mettere dati che non variano nel tempo

ENTITÀ

ENTITÀ : concetto principale = concetto concreto o astratto che ha vita indipendente -> insieme di istanze
GIOCATORE
62

ISTANZA

ISTANZA : singolo elemento dentro al gruppo/entità

ATTRIBUTI

ATTRIBUTI : caratteristiche/aggettivi riguardanti un'entità
-> DOMINIO = insieme dei valori assunti dall'attributo (interi, caratteri, stringhe, ... )

ATTRIBUTO IDENTIFICATIVO

ATTRIBUTO IDENTIFICATIVO
> CHIAVE PRIMARIA = Uno o più attributi che hanno un valore unico per ogni istanza (distinzione)
si inserisce solo nelle entità' NO nelle relazioni
> ATTRIBUTO FITTIZIO (artificiale) = quando non ho una chiave primaria ne creo una
> CHIAVE PRIMARIA COMPOSTA:
O
-> CHIAVE CANDIDATA = candidata come chiave primaria, ma non stata scelta = seconda scelta

TIPI DI ATTRIBUTI

-> ATTRIBUTO SEMPLICE (ATOMICO) = può avere solo un valore per volta
obbligatorio da mettere
> ATTRIBUTO MULTIVALORE = può avere più valori
uno o più
ovia
-> ATTRIBUTO COMPOSTO = attributo scomponibile in sotto attributi
o CIVICO
o citta'
sempre un valore
-> ATTRIBUTO OPZIONALE: può esserci un valore come può non esserci
può essere vuoto

RELAZIONE O ASSOCIAZIONE

RELAZIONE O ASSOCIAZIONE : mette in relazione le entità-> collegate tramite linee
DataAperturaConto
-> ATTRIBUTI SU RELAZIONE
Cliente
possiede
Conto

GRADO DI RELAZIONE

-> GRADO DI RELAZIONE = numero di entità coinvolte in una relazione
- relazione binaria
-> grado = 2
CARDINALITÀ RELAZIONE TERNARIA
UTENTE
prerota
UTENTE
COPPIA POSTO
SPETTACOLO
- relazione ternaria -> grado = 3
- relazione n-aria -> grado = n
STATO
- relazione ritorsiva

CARDINALITÀ

CARDINALITÀ : vincoli di cardinalità rappresentati con una coppia di numeri (min,max)
-> cardinalità minima
0
1
· O = è opzionale
· 1 = è obbligatoria
-> cardinalità massima
1
N
· N = non ha limiti
uno-a-uno (1:1)
uno-a-molti (1:N)
molti-a-molti (N:N)
A1
B1
A1
B1
(0,N)
(0,1)
Persona
Proprietà
Automobile
Libro
Scritto
Autore
A3
B3
(1,M)
(1,N)
AZ
B3

GERARCHIE

GERARCHIE
-> copertura delle generalizzazioni
nome CF cognome , attnbun che valgono
COMPLETA (TOTALE) ED ESCLUSIVA
NON COMPLETA E NON ESCLUSIVA
COMPLETA (TOTALE) E NON ESCLUSIVA
NON COMPLETA (PARZIALE) ED ESCLUSIVA
0
9
anche per le entità Figue
persone
persone
laureati
laureati
veicoli
veicoli
donne
uomini
ingegneri
(1,0)
1
moto
uomini
donne
ingegneri
medici
ingegneri
donn
uomini
auto
moto
PRESIDENTE
MONARCA
specialittodone
0
partito politico
casato
vale solo per
l'entila presidente
ENTITÀ PADRE
CAPO
donne
(t.e)
uomini
ingegneri
medici
(p,o)
auto
1Ì
(p.e)
A1
B1
(0,1)
B2
B3
(ON)
(ON )
POSTO
(ON)
SPETTACOLO
+numero
Lovia
laureati
laureati
ENTITÀ
FIGUE

RISTRUTTURAZIONE

RISTRUTTURAZIONE: procedura che si assicura che lo schema ER sia traducibile nello schema logico -elimina elementi non traducibili
1.
verifico PK (primary key)
3.
tolgo attributi composti
5.
eliminare gerarchie
2.
tolgo attributi multipli
4.
eliminare ridondanze

ELIMINARE ATTRIBUTO COMPOSTO

ELIMINARE
ATTRIBUTO COMPOSTO:
PERSONA
INDIRITTO
PERSONA
o civico

ELIMINARE ATTRIBUTO MULTIVALORE

ELIMINARE
ATTRIBUTO MULTIVALORE:
PERSONA
@ telefono
PERSONA
(O,N'
(11)
TELEFONO
cognome rome . F
e prenotazioni totali

ELIMINARE RIDONDANZE

ELIMINARE RIDONDANZE :
esprime un concetto che riesco ad ottenere in un altro modo
TELEFONO
· numero
KAIL
· indirizzo
(1,1)
20
nome
ann
ootta®
porta
( ON)
cognome o
TOMTE O
OF
STUDENTE
iscrive
CORSO
· Codice
o numero iscrith
CF.
( ON)
scrive
(AN)
. codice
STUDENTE
CORSO
PERSONA
(ON)
(OIN)
SPETTACOLO
o daa
mi basterebbe contare i collegamenti tra le due ennta perficalarmi l'attributo prenotazioni totali
(O, N)
nome
anno
O.NÌ
(IN)
(1,1)
Impiegato
Dirige
Progetto
B2
AZ
B2

COLLASSO DELLE GERARCHIE

COLLASSO = eliminazione delle gerarchie - le sostituiamo con entità e relazioni
> collasso verso l'alto
-
accorpare le entità figlie nel genitore
-collasso verso il basso -> accorpare il genitore nelle entità figlie
quando tolgo i figli aggiungo TIPO al padre per poi saper distinguere i due figli

COLLASSO VERSO L'ALTO

COLLASSO VERSO L'ALTO
ANIMALE
o colote
o nome
RETTILE
MAMMIFERO
parche presente solo as one delle due anare"
1
(0: 4 o nome
-o tipo
o codice
ANIMALE
o colore
maincola
Fome
cognome
maincola rome
Cognome
STUDENTE
DOCENTE
MATERIE
o nome
REPTILE
HAHAKIERO
classe
ripeiente

COLLASSO VERSO IL BASSO

COLLASSO VERSO IL BASSO
matricola+
FOME o
PERSONA
(4 M)
(N)
SEDE
cognome o
STUDENTE
DOCENTE
( IN)
MATERIE
ciasve
inpeTence
-
( 1 , N )
(1,N)
SEDE
(4,N)
. name
(IN )

SQL

SQL = Structured Query Language
-> linguaggio usato per gestire/manipolare le basi di dati
Istruzioni suddivise in sottolinguaggi

DDL

DDL = Data Definition Language: istruzioni per definire, modificare, gestire la struttura del DB
CREATE - ALTER- DROP

DML

DML = Data Manipulation Language:
istruzioni per inserire, modificare, gestire i dati delle tabelle
INSERT - UPDATE- DELETE

QL

QL = Query Language: istruzioni per Interrogare il DB
SELECT

DCL

DCL = Data Control Language istruzioni per gestire i diritti di accesso e le autorizzazioni relative all'utilizzo del DB

NORMALIZZAZIONE

PRIMA FORMA NORMALE - 1FN

NORMALIZZAZIONE: PRIMA FORMA NORMALE - 1FN
Una relazione (tabella) è in 1FN se:
· ogni attributo (colonna) contiene valori atomici (NO attributi
composti o multipli)
· ogni riga è diversa dalle altre (deve esserci la chiave primaria unica)
NORMALIZZAZIONE: PRIMA FORMA NORMALE - 1FN
Regole di traduzione in 1FN:
· assicurarsi che esista una PK che rende ogni
riga unica, altrimenti crearla
· scomporre gli attributi composti nei
sottoattributi
· creare una relazione (tabella) per ogni
attributo multivalore e collegarla alla
precedente tramite chiave esterna
se
se prima si è svolto la
RISTRUTTURAZIONE
allora la relazione sarà
già in 1FN

SECONDA FORMA NORMALE - 2FN

NORMALIZZAZIONE: SECONDA FORMA NORMALE - 2FN
Una relazione (tabella) è in 2FN se:
· è in 1FN
· tutti gli attributi NON CHIAVE dipendono dall'intera chiave primaria
(non ci sono attributi NON CHIAVE che dipendono solo da una parte
della chiave primaria)
NORMALIZZAZIONE: SECONDA FORMA NORMALE - 2FN
Regole di traduzione in 2FN:
· trovare tutti i determinanti diversi dalla chiave primaria composta
· creare una tabella per ogni determinante che compone in parte la PK
· le colonne (attributi) della dipendenza vanno spostate nella nuova
tabella dove la nuova PK sarà il determinante
· eliminare le colonne spostate dalla tabella originaria mantenendo solo i
determinanti che faranno da FK (chiave esterna) verso la nuova tabella

LE RETI

Cos'è una rete di computer?

Cos'è una rete di computer?
RETE = interconnessione di più dispositivi che si scambiano informazioni
-> semplice: due dispositivi connessi da un cavo
-> complessa: milioni di dispositivi collegati tra di loro

Topologia di rete

La disposizione fisica dei cavi e dei dispositivi nella rete è detta topologia.
Parametri da considerare:
· Numero di nodi (host): inteso i computer collegati
· Numero di canali trasmissivi: numero di collegamenti
· Ridondanza (più strade possibili migliorano tolleranza ai guasti)
- i dispositivi servono per reindirizzare il traffico

Definizioni

Alcune definizioni ..
HOST : Qualunque dispositivo dotato di CPU in grado di connettersi alla rete

TIPI DI TOPOLOGIA

Topologia di rete
Topologia point-to-point
La topologia più semplice,
collegamento diretto (peer
to peer) tra due host
terminali
Topologia a maglia completa
Altissima fault tollerance, ogni host
connesso a tutti gli altri quindi costi
maggiori di implementazione
Reti a stella
Gli host sono collegati a un
dispositivo centrale (switch). Facile
da implementare e scalabile.
Nessuna fault tollerance, in caso
di guasto la rete è compromessa
a maglia -> il più complesso
a stella -> il più diffuso, cade la centrale: gli altri dispositivi non sono più collegati
Reti a bus
Reti ad anello
Non richiede dispositivi intermedi, è semplice da costituire.
Problemi di velocità e tolleranza ai guasti in quanto gli host
sono connessi su un canale comune e solo un calcolatore
alla volta può trasmettere (si devono dare il turno)
I dispositivi sono connessi a quelli adiacenti
formando un anello
Dati trasmessi «circolarmente» e trasmessi uno alla
volta, ma per trasmettere ogni nodo deve
cooperare. La caduta di un nodo compromette
tutta la rete.

Classificazione delle reti in base alla dimensione

Classificazione delle reti in base alla dimensione
-> rete locale: LAN (Local Area Network)
-> rete metropolitana: MAN (Metropolitan Area Network)
-> rete geografica: WAN (Wide Area Network)