Elementi di un Database Relazionale

Un sistema database

E' un deposito computerizzato per una collezione di files di dati. L'obiettivo principale di questo deposito e' di conservare opportunamente le informazioni e renderle disponibili su richiesta.

Un sistema database coinvolge quattro maggiori componenti:

• Dati
• Hardware
• Software
• Utenti

Definizione di dato

Il dato e' una descrizione "OGGETTIVA" di fenomeni del mondo " REALE " in un certo codice.

" Il dato e' la descrizione immediata e non interpretata di un evento " ( Blumental, s.c. 1973 )

Definizione di informazione

" L' INFORMAZIONE " e' l'insieme di uno o piu' dati, classificati, memorizzati, messi in relazione o interpretati nell'ambito di un contesto, in modo da avere un significato. ( Blumental, s.c. 1973 )

Una base di dati

Una Base di Dati e' una raccolta di dati operazionali di un sistema applicativo o di una particolare azienda.

Una base di dati ha caratteristiche di:

• Integrazione - Unisce piu' data files distinti, eliminando parzialmente o totalmente la ridondanza
• Condivisione - I dati individuali della base di dati devono essere condivisi tra diversi utenti che hanno ognuno l'accesso ai dati per obiettivi uguali o distinti

Alcuni esempi di aziende con i relativi tipici dati operazionali:

• Una fabbrica - dati di produzione
• Una banca - dati contabili
• Un ospedale - dati sui pazienti
• Un'universita' - dati sugli studenti
• Un dipartimento governamentale - dati di pianificazione

Una raccolta di dati operazionali non comprende:

• dati di input
• dati di output
• risultati temporanei
• informazioni di transito

Un sistema database fornisce all'azienda un controllo centralizzato sui propri dati operazionali togliendo tipicamente ad ogni applicazione la possibilita' di avere i files propri (e di conseguenza i dischi e/o nastri propri) rendendo meno complesso un controllo sistematico.

I principali vantaggi sono:

• Standardizzare la logica di rappresentazione dei dati
• Ridurre la ridondanza
• Eliminare l'inconsistenza
• Condividere i dati
• Forzare l'applicazione degli standard
• Applicare restrizioni di sicurezza
• Mantenere l'integrita' dei dati
• Bilanciare i conflitti nei requisiti
• Permettere l'indipendenza logica dei dati
• Permettere l'indipendenza fisica dei dati
• Interfacce di programmazione ad alto livello
• Fornire strumenti di recupero della base dati
• Fornire strumenti per il monitoraggio della base dati
• Maggior semplicita' nelle implementazioni di riorganizzazione, esportazione e distribuzione.

Sistema di gestione di una base di dati

Un D.B.M.S. - Data Base Management System

• Sistema
  • Linguaggi
  • Interfacce
  • Strumenti
  • Ambienti

• Gestione
  • Creazione
  • Uso
  • Manutenzione

• Base Dati
  • Collezione di Dati

I DBMS sul mercato si distinguono sul mercato per il/i modelli teorici adottati nelle definizioni di SCHEMI e SOTTOSCHEMI.

In generale un sistema di gestione di DataBase e' conforme ad uno dei tre principali modelli di DataBase:

• GERARCHICO - Permettono la descrizione di entita' con archi che collegano in modo gerarchico.
• RETICOLARE - Non esiste nessuna restrizione sulla disposizione degli archi.
• RELAZIONALE - Si distinguono per non possedere 'archi informativi', le informazioni delle dipendenze reciproche dei vari tipi di entita' si ottengono ponendo in relazione le varie tabelle.

Modello relazionale

La definizione formale del modello relazionale fu stabilita da E.C. CODD nel 1960 usando una precisa terminologia matematica. Gli oggetti che fanno parte del modello relazionale sono:

• CHIAVI
• RELAZIONI
• OPERATORI RELAZIONALI
• OPERATORI INSIEMISTICI

Tabella

E' il contenitore dei dati strutturati. E' suddivisa in colonne o campi con un determinato dominio, dove per dominio si intende l'insieme dei possibili valori con le relative caratteristiche (range, formato, controlli di integrita', ecc) che possono essere acquisiti.

Chiave

E' un attributo o insieme di attributi il cui valore puo' identificare univocamente le istanze dell'entita'.

La chiave primaria e' quella che viene scelta per la designazione usuale delle tuple. Nel modello relazionale, la chiave primaria identifica la tupla della relazione.

La chiave secondaria o duplicabile, e' quella che indica una partizione della relazione in gruppi di tuple.

La chiave esterna e' una chiave primaria in un'altra relazione.

Relazione

Una relazione e' una tabella formata da colonne, il cui ordine e' indeterminato, dette attributi A_i che assumono valori in un certo dominio D_i e da righe dette tuple, ciascuna diversa dalle altre, che rappresentano occorrenze degli attributi nei loro domini.

Il numero degli attributi o delle colonne e' chiamato il range di una relazione.

Operatori relazionali

Dette R1 e R2 due relazioni e RR il risultato, si definiscono le seguenti operazioni (unarie e binarie):

• Selezione - RR contiene le tuple di R1 che soddisfano un certo criterio logico (predicato)
• Proiezione - RR contiene un determinato sottoinsieme di attributi di R1
• Giunzione Equivalente - gli attributi di RR sono l'unione di quelli di R1 e R2 laddove esiste corrispondenza tra gli attributi di R1 e quelli di R2
• Giunzione Esterna - gli attributi di RR sono l'unione di tutti quelli di R1 e quelli R2 laddove esiste corrispondenza tra gli attributi di R1 e quelli di R2
• Giunzione Propria - gli attributi di RR sono l'unione di quelli di R1 e R1 laddove esistono due attributi in R1 da mettere in corrispondenza

Operatori insiemistici

• Unione - le tuple di RR sono tutte quelle di R1 piu' tutte quelle di R2 (senza ripetizione)
• Intersezione - RR contiene le tuple che compaiono sia in R1 sia in R2
• Differenza - RR contiene le tuple che compaiono in R1 ma non in R2
• Prodotto cartesiano - le tuple di RR sono ottenute eseguendo il prodotto cartesiano ordinato delle tuple di R1 e R2
• Divisione - RR e' formata dagli attributi che compaiono in R1 ma non in R2, e dalle tuple tali che il prodotto di RR e R2 sia interamente contenuto in R1