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DBMS (Data Base Management System), Appunti di Informatica

Appunti di quinta liceo scientifico opzione scienze applicate: spiegazione dei problemi dei vecchi archivi; la nascita del DBMS e le sue caratteristiche principali; la divisione del DBMS in tre livelli; indipendenza fisica e logica

Tipologia: Appunti

2021/2022

In vendita dal 19/01/2023

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Problemi di vecchi archivi & DBMS
Prima dell'introduzione dei database, l'organizzazione di un archivio dipendeva
fortemente dalla tipologia dei programmi applicativi e buona parte dei dati doveva
essere memorizzata più volte (ridondanza) in diversi file, in modo da poter essere
disponibile per vari programmi.
Una ridondanza di questo tipo presenta ovviamente molti svantaggi, tra cui i più
evidenti sono:
Il costo aggiuntivo per la generazione e la memorizzazione delle copie dei
singoli dati;
La complessità delle operazioni necessarie per aggiornare, a ogni variazione,
tutti gli archivi in cui il dato cambiato è presente;
L'impossibilità pratica di avere tutti gli archivi sempre allo stesso livello di
aggiornamento;
L'ultimo inconveniente, in particolare, è intollerabile, poiché se gli archivi non sono
tutti allo stesso livello di aggiornamento, è possibile che attraverso una consultazione
si riceva una versione non aggiornata dei dati, e ciò porterebbe a un'errata
interpretazione dei dati (problema dell'incongruenza dei dati).
Altri problemi che possono sorgere sono legati alla concorrenza.
In uno stesso istante possono essere attivi vari programmi che operano su uno stesso
file tentando di accedere ai suoi dati.
Se due programmi leggono uno stesso valore iniziale e lo modificano
contemporaneamente, solo l'ultima operazione di modifica sarà registrata, con il
risultato che un'operazione di scrittura andrà persa.
Programmi ad accesso concorrente devono operare sotto vincoli di mutua esclusione.
I DBMS nascono per ovviare alle difficoltà precedenti.
Un DBMS (Data Base Management System) è un insieme di strumenti software che,
sulla base delle specifiche dell'utente, è in grado di gestire dati strutturati che sono
tanti, importanti, condivisi, sia interrogati che aggiornati.
-E’ lo strumento software sul quale si basa il progetto logico e che permette di
generare il progetto fisico di un data base.
-Provvede inoltre alla generazione dello schema, alla ricerca e all'aggiornamento
dei dati.
-Nel caso specifico dei database relazionali, si parla di RDBMS (Relational Data
Base Management System).
Il DBMS rappresenta, quindi, un interfaccia tra gli sviluppatori, gli utenti del database
e il sistema di elaborazione.
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Problemi di vecchi archivi & DBMS

Prima dell'introduzione dei database, l'organizzazione di un archivio dipendeva fortemente dalla tipologia dei programmi applicativi e buona parte dei dati doveva essere memorizzata più volte ( ridondanza ) in diversi file, in modo da poter essere disponibile per vari programmi. Una ridondanza di questo tipo presenta ovviamente molti svantaggi , tra cui i più evidenti sono:

  • Il^ costo aggiuntivo^ per la^ generazione^ e la^ memorizzazione^ delle copie dei singoli dati;
  • La^ complessità delle operazioni^ necessarie per aggiornare, a ogni variazione, tutti gli archivi in cui il dato cambiato è presente;
  • L'impossibilità^ pratica di avere tutti gli archivi sempre allo^ stesso livello di aggiornamento; L'ultimo inconveniente, in particolare, è intollerabile, poiché se gli archivi non sono tutti allo stesso livello di aggiornamento, è possibile che attraverso una consultazione si riceva una versione non aggiornata dei dati, e ciò porterebbe a un' errata interpretazione dei dati (problema dell'incongruenza dei dati). Altri problemi che possono sorgere sono legati alla concorrenza. In uno stesso istante possono essere attivi vari programmi che operano su uno stesso file tentando di accedere ai suoi dati. Se due programmi leggono uno stesso valore iniziale e lo modificano contemporaneamente, solo l'ultima operazione di modifica sarà registrata , con il risultato che un'operazione di scrittura andrà persa. Programmi ad accesso concorrente devono operare sotto vincoli di mutua esclusione. I DBMS nascono per ovviare alle difficoltà precedenti. Un DBMS (Data Base Management System) è un insieme di strumenti software che, sulla base delle specifiche dell'utente, è in grado di gestire dati strutturati che sono tanti, importanti, condivisi, sia interrogati che aggiornati.

- E’ lo strumento software sul quale si basa il progetto logico e che permette di

generare il progetto fisico di un data base.

- Provvede inoltre alla generazione dello schema, alla ricerca e all'aggiornamento

dei dati.

- Nel caso specifico dei database relazionali, si parla di RDBMS (Relational Data

Base Management System). Il DBMS rappresenta, quindi, un interfaccia tra gli sviluppatori, gli utenti del database e il sistema di elaborazione.

Ovviamente, tra DBMS e database esiste una forte interazione. Il DBMS è un sistema attivo , mentre il database è l'oggetto passivo su cui esso opera Quando si usa un DBMS, i sistemi informativi possono essere adeguati molto facilmente al cambiamento delle richieste informative dell'organizzazione, si possono, per esempio, aggiungere al database nuove categorie di dati senza stravolgere il sistema esistente. Le caratteristiche sono:

  1. Gestione del database : Il DBMS deve permettere operazioni di creazione, inserimento, aggiornamento e interrogazione del database. Deve anche consentire di interfacciare i programmi scritti con i classici linguaggi di programmazione e garantire un accesso ai dati attraverso interfacce semplici e intuitive, al fine di venire incontro al personale non specialistico.
  2. Persistenza e consistenza dei dati : il DBMS deve essere in grado di conservare intatto il contenuto del database (o almeno di permetterne la ricostruzione) in caso di malfunzionamento del sistema di elaborazione su ciò è in funzione (persistenza). A tale scopo, la quasi totalità dei DBMS è provvista di specifiche funzionalità di salvataggio e ripristino dei dati ( backup e restore ).
  3. Privacy e sicurezza dei dati: ciascun utente, identificabile univocamente nel momento in cui decide di interagire con il DBMS, deve essere autorizzato a svolgere solo specifiche azioni sui dati, per mezzo di specifici meccanismi di autorizzazione.
  4. Integrità dei dati: l'integrità va intesa sostanzialmente in riferimento ai valori che i dati possono assumere. L'integrità dei dati però, va anche intesa come integrità definita dall'utente , cioè controllo sui vincoli imposti per una specifica base di dati come conseguenza di scelte specifiche di implementazione o di norme di legge.
  5. Supporto alle transazioni: una transazione è una sequenza di operazioni effettuate su un database che può concludersi con un successo o un insuccesso. Nel caso di successo, le modifiche apportate al database devono essere rese permanenti, altrimenti non deve rimanere traccia della transazione e la base di dati deve tornare nello stato precedente alla stessa.
  6. Gestione del dizionario dei dati : il dizionario (o catalogo) contiene i metadati , ossia le informazioni che descrivono gli oggetti del database.
  • livello interno o^ fisico^ →^ è il livello usato effettivamente per la memorizzazione dei dati. Qui troviamo il database fisico , costituito dall'implementazione del database logico. Esso considera i tipi di dati, i formati, le strutture di memorizzazione e i metodi di accesso: come tale, rappresenta la forma in cui il database viene memorizzato e usato. E' facile intuire che l'efficienza del database dipende molto dal grado di ottimizzazione raggiunto nell'organizzazione dei dati all'interno di questo livello, operazione realizzata con un apposito linguaggio chiamato DMCL (Device Media Control Language). Il livello fisico è, per l'utente, del tutto trasparente: egli infatti non si preoccupa affatto di come i dati vengano registrati sui supporti, tale funzione è compito del DBMS. L'utente si occuperà principalmente di ciò che vi è registrato. Con l'organizzazione a tre livelli un DBMS permette di ottenere indipendenza fisica e indipendenza logica dei dati:
  • indipendenza fisica → si intende la possibilità di modificare l’organizzazione fisica dei dati applicativi senza dover modificare l’organizzazione logica e i programmi applicativi che agiscono sul data base;
  • indipendenza logica → si intende la possibilità di modificare lo schema logico senza modificare i programmi applicativi non interessati alla modifica. La gestione è data da:
  • creazione(supporto e spazio)
  • inserimento (possibilità di inserire i dati)
  • consultazione (possibilità di reperire informazioni)
  • modifica o aggiornamento(sia dei dati sia della struttura)
  • cancellazione( di dati, parte della struttura o anche dell’intero archivio)