Telerilevamento e GIS

Corso di Laurea Magistrale in
Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio
A.A. 2014-2015
Telerilevamento e GIS
Prof. Ing. Giuseppe Mussumeci
Strutture di dati: DB e DBMS
DATO E INFORMAZIONE
Dato: insieme di caratteri che devono
essere elaborati e interpretati.
Informazione: evoluzione del dato dopo
che è stato interpretato.
DATO
+
INTERPR. DATO
=
INFORMAZIONE
DATO E INFORMAZIONE
ESEMPIO
DATO:
Mario, Rossi, 156896, LM-AT
Regola di
INTERPRETAZIONE:
Nome, Cognome, matricola, corso di laurea
INFORMAZIONE:
Mario Rossi è uno studente del
Corso di Laurea Magistrale in
Ingegneria per l'Ambiente e il
Territorio con matricola n. 156896
SISTEMI PER L’ELABORAZIONE DEI DATI
Sistema informativo: raccolta
opportunamente organizzati;
di
dati
Sistema informatico: architettura Hardware
e Software che consente di automatizzare la
gestione di un sistema informativo.
STRUTTURE DI DATI
Un database (DB) è un archivio di dati strutturati e
memorizzati e in ambiente informatico, in modo da
consentirne una veloce ed efficiente gestione (ricerca,
inserimento, modifica, cancellazione)
Un DB può essere gestito attraverso un Gestore di Basi di
Dati (DBMS – Data Base Management System).
L’organizzazione dei DB e l’utilizzo dei DBMS costituiscono
un aspetto cruciale della “tecnologia GIS”.
PROPRIETA’ DI UN DB
GRANDEZZA: un DB deve potere contenere la prevista mole di dati
senza che ciò rappresenti un problema per la sua gestione.
PERSISTENZA: la “vita” dei dati non deve essere limitata al tempo di
esecuzione da parte dei software che li gestiscono e/o utilizzano
(a differenza di dati gestiti da un software in memoria centrale, cioè
direttamente in CPU, che hanno una vita che inizia e termina con
l’esecuzione del programma stesso).
AFFIDABILITA’: il DB deve avere la capacità di conservare il suo
contenuto in caso di malfunzionamento Software o Hardware e
permetterne il salvataggio e il ripristino (backup e restore);
PROPRIETA’ DI UN DBMS
PRIVATEZZA: l’utente che accede al DB deve essere identificabile
univocamente, in modo da controllare gli accessi ed assegnare agli utenti
specifiche funzioni di consultazione e di eventuale elaborazione e/o modifica
dei dati.
EFFICIENZA: Il DBMS deve essere capace di svolgere le operazioni richieste
utilizzando risorse strumentali e tempi accettabili per gli utenti (dipende anche
dalla struttura del DB).
EFFICACIA: un DBMS deve essere capace di rendere produttive le attività
svolte su di esso dagli utenti;
CONDIVISIONE: applicazioni e utenti diversi devono potere condividere
l'accesso al DB secondo modalità impostate dal gestore del DB stesso.
DATABASE
SCHEMI E ISTANZE
SCHEMI: forniscono la struttura dell'archivio, indicando i dati e la loro
collocazione (“scheletro” del db).
ISTANZE: insieme dei dati che popolano il DB e che lo schema consente di
interpretare.
STUDENTE
MATRICOLA
SCHEMA
DB
CORSO
Rossi
STUDENTE
MATRICOLA
CORSO
Rossi
156245
Geomatica
156245
Geomatica
ISTANZA
ARCHITETTURA DI UN DBMS
Livello fisico:
DB
LIVELLO
FISICO
strutture di memoria di massa in
cui sono archiviati i dati e alle quali
è necessario accedere in modo
rapido ed efficiente;
trasparente per l’utente;
gestione affidata all'amministratore
del DBMS.
LIVELLO
LOGICO
UTENTE
LIVELLO
ESTERNO
UTENTE
UTENTE
ARCHITETTURA DI UN DBMS
DB
LIVELLO
FISICO
Livello logico:
LIVELLO
LOGICO
descrizione della struttura e dei
contenuti del DB secondo
formalismi codificati (modello
dei dati);
interfaccia tra il livello fisico e il
livello esterno;
UTENTE
LIVELLO
ESTERNO
UTENTE
UTENTE
ARCHITETTURA DI UN DBMS
LIVELLO
FISICO
DB
LIVELLO
LOGICO
Livello esterno:
LIVELLO
ESTERNO
UTENTE
UTENTE
livello di accesso al DB da
parte dell'utente, che così
può operare sui dati
UTENTE
DATABASE
TIPOLOGIE DI DB
I Data Base si classificano mediante il “modello dei dati”
cioè l’insieme di concetti e modelli utilizzati per descrivere
e organizzare i dati e definirne la struttura, in modo che sia
implementabile a livello informatico.
STRUTTURA LOGICA DEI DATABASE
Può aversi un unico database per gestire le componenti geometrica ed
alfanumerica del dato, oppure due database separati, uno per ciascuna
componente, o ancora un database per i dati geometrici connesso a più
database per le componenti alfanumeriche.
Completata l’analisi dei dati, il “modello dati” deve essere implementato
usando un software DBMS adeguato.
Questo potrebbe essere implementato ex-novo, ma in genere si fa ricorso a
sistemi disponibili, che si basano essenzialmente su quattro diverse
tipologie di
strutture logiche:
gerarchica
reticolare
relazionale
a oggetti
MODELLO GERARCHICO: sviluppato intorno a gli anni 60,
presenta una struttura ad albero, basata su “record” e caratterizzata
da un vertice gerarchico, la radice del modello, al quale sono
relazionati elementi di ordine inferiore, senza alcuna connessione tra gli
elementi della stesso livello.
La ricerca e selezione dei
dati si basa su un sistema
complesso di puntatori.
E’ una struttura inflessibile
che presenta difficoltà di
aggiornamento, espansione
e riduzione.
UNIVERSITA'
NOME
SEDE
STUDENTE
NOME
DOCENTE
COGNOME MATRICOLA
NOME
COGNOME
INSEGNAMENTO
CORSO DI LAUREA
NOME
PROGRAMMA
NUM. ESAMI
MATERIA
PROGRAMMA
DOCENTE
ESAME
DOCENTE
DATA
ORARIO
LEZIONI
MODELLO RETICOLARE: sviluppato agli inizi degli anni 70, è detto
anche modello CODASYL; è poco usato a causa della sua complessità di
gestione (per puntatori).
STUDENTE
VOTO
DOCENTE
CORSO DI STUDI
ESAME
DIPARTIMENTO
ATENEO
E’ un modello molto elaborato, che offre una rappresentazione compatta, ammettendo per
ogni record strutture superiori e inferiori.
E’ simile al modello gerarchico, ma presenta una maggiore flessibilità poiché consente
collegamenti anche tra elementi appartenenti allo stesso livello.
In questa struttura a rete ogni elemento o gruppo di elementi simili è connesso a diversi
elementi appartenenti a livelli diversi senza vincoli nel tipo di relazione.
MODELLO RELAZIONALE: sviluppato tra la fine degli anni 70 e
l’inizio degli anni 80, è oggi il più diffuso.
L'archivio è organizzato in tabelle che riportano le stesse sequenze di
dati; le righe sono i record e le colonne sono i campi.
Il sistema di ricerca e selezione si basa sui valori dei campi (attributi) e
non su puntatori.
Ciascun campo può essere usato come chiave di ricerca attraverso
interrogazioni interattive.
Alcuni campi o sequenze di campi possono assumere il significato di
identificatore univoco del record (singolo dato della tabella)
Associando attributi comuni, si possono stabilire relazioni tra tabelle
diverse, ottenendo una grande flessibilità della struttura.
E' agevole l’espansione o la riduzione della base dei dati, così come il
suo periodico aggiornamento.
ESEMPIO
UNIVERSITA'
MATRICOLA
CORSO DI
STUDI
CATANIA
178899698
LM-35
MATRICOLA
COGNOME
NOME
DATA
NASCITA
178899698
ROSSI
PAOLO
12-03-86
CORSO DI
STUDI
LM-35
DIPARTIMENTO
DICAR
SEDE
CT
MODELLO AD OGGETTI: sviluppato negli anni 80, nasce come
evoluzione del modello
relazionale estendendo alla base di dati la
programmazione ad oggetti.
E’ la struttura di più recente sperimentazione e sviluppo. Un qualsiasi
oggetto viene rappresentato come entità omogenea e indipendente.
Gli elementi costituenti questo modello sono gli oggetti e le loro classi.