Componenti, Funzioni e Tipi di Sistemi di Gestione di Database (DBMS)

Introduzione ai Sistemi di Gestione di Database (DBMS)

Un DBMS (Database Management System) è una suite software o un programma progettato per permettere l'accesso e la modifica di un database (DB). Un database (DB) è una collezione di dati correlati, ovvero un insieme di file contenenti informazioni organizzate e strutturate relative a un determinato argomento. I database sono utilizzati, ad esempio, per tenere traccia di un'agenda personale.

Un DBMS fornisce un insieme di programmi che consentono l'accesso e la gestione dei dati.

Inconvenienti della Gestione dei File Tradizionale

• Ridondanza e Inconsistenza dei Dati: I file possono avere formati diversi e i dati possono essere duplicati in più punti.
• Dipendenza Fisico-Logica dei Dati: La struttura fisica dei dati è codificata nei programmi applicativi. Modifiche a questa struttura richiedono modifiche al codice, rendendo difficile l'individuazione e la correzione dei problemi.
• Difficoltà nell'Ottenere Dati a Causa della Proliferazione dei Programmi: Ogni nuova query richiede la scrittura di nuovo codice.

Caratteristiche Fondamentali di un Sistema di Gestione di Database (DBMS)

Un DBMS è progettato per gestire grandi quantità di dati. Una volta definito il database, i dati possono essere accessi contemporaneamente da più utenti, con un minimo di duplicazioni e file correlati.

Il DBMS è un'applicazione che permette agli utenti di definire, costruire e mantenere il database, fornendo un accesso controllato ai dati. Offre i seguenti servizi:

• Creazione e definizione del database.
• Manipolazione dei dati (inserimento, aggiornamento, cancellazione).
• Controllo dell'accesso ai dati attraverso meccanismi di sicurezza.
• Mantenimento dell'integrità e della consistenza dei dati, garantendo che solo le modifiche autorizzate vengano apportate.
• Accesso condiviso al database.
• Meccanismi di recupero e ripristino delle informazioni in caso di guasti del sistema.

Componenti di un DBMS

Linguaggi DBMS

• Data Definition Language (DDL): Utilizzato per specificare lo schema del database, le viste degli utenti e le strutture di memorizzazione.
• Data Manipulation Language (DML): Utilizzato per leggere e aggiornare i dati nel database.

Sicurezza e Integrità

Il DBMS garantisce che solo gli utenti autorizzati possano accedere al database e verifica il rispetto delle restrizioni di integrità. Include meccanismi per il backup e il ripristino del database a uno stato consistente.

Strumenti DBMS

Fornisce una serie di strumenti che consentono agli amministratori di gestire il database, gli utenti e le autorizzazioni.

Organizzazione delle Informazioni

• Entità: Qualsiasi oggetto reale identificabile con caratteristiche proprie.
• Attributo: Le caratteristiche di un'entità.
• Valore: I dati che rappresentano gli attributi.
• Dominio: L'insieme dei valori possibili che un attributo può assumere.

Chiavi

Un attributo o un insieme di attributi utilizzati per identificare univocamente un'istanza di un'entità e distinguerla dalle altre.

Tipi di chiavi:

• Chiavi Candidate: Attributi che potrebbero essere utilizzati per identificare univocamente un'istanza.
• Chiave Primaria: La chiave candidata scelta per identificare univocamente l'istanza.
• Chiavi Alternative: Le chiavi candidate non scelte come chiave primaria.
• Chiave Esterna (Foreign Key): Un attributo di un'entità che funge da chiave primaria in un'altra entità.

Rappresentazione dei Dati

• File: Rappresentazione di un'entità.
• Record: Corrispondono ai valori di ciascuna istanza di un'entità.
• Campo: Equivalente all'attributo dell'entità.

File System e Gestori di File

Il gestore di file permette al programmatore di manipolare i file.

Tipi di file:

• Esterni: File permanenti su un computer.
• Interni: File temporanei.

Classificazione dei file in base all'utilizzo:

• Costanti: Contengono informazioni che non variano nel tempo (es., province, CAP).
• Master: File che devono essere aggiornati frequentemente.
• Storici: Contengono informazioni su eventi passati o dati statici.

Classificazione dei file in base all'organizzazione:

• Sequenziali: Accessibili solo in modo sequenziale, in base alla posizione (prima il primo record, poi il secondo, ecc.).
• Relativi (o Diretti): Accessibili direttamente in base a una posizione relativa all'inizio del file.
• Indicizzati: Accessibili tramite calcoli o formule, spesso utilizzando una combinazione di metodi, con l'aggiunta di un indice.

Classificazione dei file in base all'accesso:

• Accesso sequenziale per valore e posizione.
• Accesso diretto per valore e posizione.

Sistemi di Gestione di Database (Approfondimento)

Database: Un insieme di file correlati.

Relazioni: Associazioni tra due o più entità.

Integrità dei Dati: I dati devono corrispondere alla realtà. Si evitano duplicazioni, dati inesistenti, dati cancellati e dati non aggiornati.

Ridondanza dei Dati: Ripetizione dei dati.

Condivisione dei Dati: Permette a più utenti di utilizzare il database.

• Gestione delle Autorizzazioni: Controllo degli accessi in lettura e scrittura al database.
• Gestione della Concorrenza: Gestione e blocco degli accessi simultanei, permettendo l'accesso a un solo utente alla volta per operazioni di modifica.

Tipi di Relazioni tra Entità

• Riflessiva: Tra un'entità e se stessa.
• Binaria: Tra due entità.
• Ternaria: Tra tre entità.

Tipi di Relazioni in Base alla Cardinalità

• Uno a Uno (1:1): Un record di un'entità può essere collegato a un solo record di un'altra entità.
• Uno a Molti (1:M): Un record di un'entità può essere collegato a molti record di un'altra entità.
• Molti a Molti (M:M): Un record di un'entità può essere collegato a molti record di un'altra entità, e viceversa.

Un buon DBMS deve:

• Facilitare l'accesso ai dati.
• Controllare la presenza e l'integrità dei dati.
• Verificare la sicurezza del database.
• Controllare la concorrenza.
• Facilitare l'amministrazione del database stesso.

Livelli di un DBMS

• Livello Fisico (Manager): Responsabile della memorizzazione dei file.
• Livello Logico (Software): Controlla la gestione dei dati.
• Livello Esterno (Utenti): Definisce la struttura, l'aspetto e la forma del database.

Componenti di un DBMS (Dettaglio)

• Strumenti di Gestione: Per creare, cancellare e modificare database.
• Strumenti di Programmazione: Permettono alle applicazioni di accedere al database.
• Linguaggi:
  • Definizione (DDL): Per creare il database.
  • Controllo: Per la gestione degli utenti.
  • Manipolazione (DML): Per lavorare con i dati.
  • Consultazione: Per visualizzare dati specifici.
• Dizionario dei Dati: Per controllare quali informazioni vengono gestite.

Tipi di Utenti di un DBMS

• Utenti Esperti: Un numero limitato di utenti, come amministratori, programmatori, ecc.
• Utenti Non Esperti: La maggior parte degli utenti, con conoscenze limitate del sistema.

Tipi di DBMS in Base alla Distribuzione dei Componenti

• Centralizzato: Tutti i componenti risiedono sulla stessa macchina del database.
• Distribuito: I componenti sono distribuiti su macchine diverse.