Database

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Idoneità Informatica, CdS Economia e Commercio
- questi lucidi, a cura del Dott. Giulio Pellitta, non
sostituiscono il libro di testo;
- si prega di segnalare eventuali errori a
[email protected]
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Sommario
- Introduzione
- Tabelle e chiave primaria
- Query
- Calcoli ed alias
- Ordinamento
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Introduzione
- Un database è un archivio strutturato di dati che
può essere manipolato con dei comandi nel
linguaggio SQL, Structured Query Language
- I programmi per la gestione dei database si
chiamato RDMS, Relational Database Manager
Systems
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Introduzione
- Base di Open Office o LibreOffice
- Access di Microsoft Office
- Diversi formati di file (odb, mdb, mdbx)
- Per praticità ci riferiremo solitamente a Base
- NB: Base per funzionare ha bisogno di Java
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Tabelle e chiave primaria
- Un database è costituito di una o più tabelle,
ciascuna composta di uno o più campi, ognuno
con un certo nome ed un tipo prefissato
- Un elemento contenuto in una tabella (una riga)
si chiama record
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Tabelle e chiave primaria
- Per poter accedere ai singoli record di una
tabella è necessario impostare per quella tabella
quali campi costituiscono la chiave primaria
- Un valore di chiave primaria identifica al più un
elemento di una tabella, non ci possono essere
due o più elementi con la stessa chiave primaria
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Tabelle e chiave primaria
- Ad esempio, possiamo immaginare di avere un
database con una tabella “studenti”, composta di
tre campi di tipo testo: “matricola”, “nome”,
“cognome”: la matricola identifica un unico
studente e quindi può funzionare da chiave
primaria
- La chiave può mancare, ma è raro. Se mancano
campi da usare come chiave si può aggiungere
un campo detto chiave surrogata, poi vediamo.
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Tabelle e chiave primaria
- Una tabella si può indicare con l'elenco dei suoi
campi. Quelli sottolineati sono in chiave. Es.
studenti(matricola,nome,cognome)
- Le virgolette doppie “ e ” si usano per delimitare
nomi di campi o tabelle
- Sono utili ad esempio nel caso in cui un nome
contenga uno spazio, come “Nome persona”,
altrimenti possono essere omesse
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Tabelle e chiave primaria
- Non vanno confuse invece con gli apici o
virgolette singole ' e ', che delimitano dei valori
- Ad esempio il campo “nome” della tabella
“studenti” potrebbe essere uguale a 'Gianni'
- A differenza delle doppie virgolette vanno messe
sempre!
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Tabelle e chiave primaria
Q1. Pensando ai fogli di calcolo, la chiave
primaria svolge il ruolo di che cosa?
a) Formule
b)
Indirizzi
c)
Funzioni
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Query
- Le tabelle vengono manipolate (create, lette,
modificate, cancellate) tramite dei comandi
chiamati query
- Ci concentreremo sul comando SELECT per la
lettura delle tabelle
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Query
- SQL non è un linguaggio case sensitive, ma
preferiremo indicare i comandi in maiuscolo
- Nel caso del comando SELECT, la sintassi da
utilizzare è SELECT campo1, campo2, … FROM
nometabella
- Alcuni DB richiedono di terminare la query con ;
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Query
- Quella che abbiamo appena visto è una
proiezione, cioè prendiamo alcuni dei campi di
una tabella
- Possiamo prenderli tutti con la seguente sintassi
SELECT * FROM nometabella;
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Query
- Possiamo anche imporre delle condizioni ai
record che ci interessano tramite la clausola
WHERE, in questo caso parliamo di selezione
- Ad esempio SELECT * FROM studenti WHERE
“nome”='Gianni'
- Gli operatori logici di confronto sono gli stessi
del foglio elettronico. Si compongono con gli
operatori OR, AND e NOT.
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Calcoli ed alias
- Il comando SELECT può anche fare dei calcoli a
partire dai dati contenuti nel database.
- Supponendo di avere una tabella temperature
con campi “luogo” e “tempC” (temperatura in gradi
Celsius) possiamo calcolare le temperature Kelvin
equivalenti con
SELECT luogo, tempC+273 FROM temperature
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Calcoli ed alias
ES1. Scrivere una query per convertire le
temperature da Celsius a Fahrenheit.
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Calcoli ed alias
- Quando si usa SELECT per dei calcoli si può
assegnare un nome (alias) al campo
corrispondente tramite l'operatore AS (si può
omettere)
- Riprendendo l'esempio precedente:
SELECT luogo, tempC+273 AS tempK FROM
temperature
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Calcoli ed alias
- Si può anche usare AS per avere un nome più
semplice da utlizzare (specie se compare più
volte nella query).
- SELECT nome N FROM studenti WHERE
N='Gianni' OR N='Pino' OR N='Andrea'
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Ordinamento
- Possiamo ordinare i nostri dati rispetto a uno o
più campi, in maniera crescente (predefinito) o
decrescente usando l'operatore ORDER BY
campo1 ASC|DESC, campo2 ASC|DESC, …
- Es.: SELECT * FROM temperature ORDER BY
tempC, oppure SELECT * FROM temperature
ORDER BY luogo ASC, tempC DESC
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Ordinamento
Es. ? Data la tabella
studenti(matricola,nome,cognome), scrivere
l'elenco degli studenti in ordine alfabetico rispetto
al cognome, e rispetto al nome in caso di stesso
cognome.
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Progettazione di un database
- In un database c'è una marcata distinzione tra i
valori in esso contenuti e le operazioni che si
effettuano su di essi.
- Rispetto ad un semplice foglio di calcolo c'è un
cambio di prospettiva significativo.
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Progettazione di un database
- Progettare bene un database richiede che i dati
tenendo conto di come andranno usati.
- Le tabelle in esso contenute in generale non
sono le stesse che avremmo in un foglio di
calcolo, ma sono studiate per essere utilizzate
con le query.
- Saremo comunque in grado di ottenere un
risultato leggibile tramite le query stesse.
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Progettazione di un database
- Uno dei principi fondamentali che si segue nella
progettazione di un database è di evitare la
ridondanza dei dati, ogni informazione deve
essere presente una e una sola volta.
- Questo per evitare problemi di coerenza e
risparmiare spazio.
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Progettazione di un database
- Supponete di dover compilare dei moduli,
dovrete ripete più volte le stesse informazioni
(nome, cognome, codice fiscale, email, …).
- Inoltre potreste accidentalmente inserire gli
stessi dati in maniera diversa in punti diversi.
- Con i database si vogliono evitare situazioni
simili.
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Progettazione di un database
- Questi problemi si possono verificare nel
momento in cui il database è costituito di più
tabelle, e particolarmente se le tabelle
contengono dati tra loro correlati e che verranno
utilizzati assieme tramite delle query.
- Vedremo meglio più avanti.
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Progettazione di un database
- Quando un database contiene più tabelle queste
sono indipendenti tra di loro, in particolare
possono contenere campi con lo stesso nome.
- In questi casi per riferirsi ad un campo si
aggiunge il nome della tabella, ad esempio
“persone”.”nome” o “animali”.”nome”.
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Progettazione di un database
E1. Supponiamo di voler usare un database per
memorizzare l'elenco di libri in vendita presso una
libreria, includendo le informazioni su “titolo”,
“autore” e “prezzo”.
Creare una tabella per i libri. Che tipi vanno
utilizzati e quali campi impostare come chiave
primaria?
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Progettazione di un database
- Nell'esercizio precedente, ragionevolmente
avete impostato i campi titolo ed autore come
testo e il campo prezzo come decimale (potreste
aver anche specificato che vogliamo due cifre
decimali).
- Dovreste inoltre aver impostato tutti i campi
come chiave primaria.
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Progettazione di un database
- Premesso questo, cosa c'è che non va in questo
modo di procedere?
- Alcuni dati saranno ripetuti, ad esempio ci
saranno autori relativi a più libri oppure più
edizioni dello stesso libro.
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Progettazione di un database
- Come anticipato questo crea problemi di
coerenza ('Umberto Eco', 'Eco Umberto', 'U. Eco').
- Inoltre sprechiamo spazio per scrivere più volte
gli stessi valori (nel 2007 è uscito un libro di
Davide Ciliberti il cui titolo è lungo 1433 caratteri).
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Progettazione di un database
- Evitare quanto sopra dovremo suddividere
l'informazione sui libri in più tabelle.
- Poi ricomporremo i dati tramite un'operazione
chiamata JOIN.
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Progettazione di un database
E2. Creare una tabella “autori” e una tabella “titoli”
usando un codice numerico come chiave
primaria. Nella tabella autori usare campi distinti
per nome e cognome.
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Progettazione di un database
- Nell'esercizio precedente dovreste aver creato
due tabelle con campi “codice”, “nome”,
“cognome” e “codice”, “titolo”.
- Dovreste aver imposto i due campi “codice”
come campi interi che si auto-incrementano, in
modo da poterli usare come chiave primaria.
- I campi codice (ID o simili) che abbiamo
aggiunto si chiamano a volte chiavi surrogate.
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Progettazione di un database
- Come utilizzare le tabelle autori e titoli
Riprendiamo la tabella libri e modifichiamo i campi
autore e titolo in modo che contengano un dato di
tipo numerico.
- In tal modo le due tabelle autori e titoli
conterranno dei dati a cui la tabella libri potrà far
riferimento.
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Progettazione di un database
- Tra le tabelle c'è dunque una relazione di tipo
gerarchico.
- Si dice che la tabella libri è la tabella figlia, le
tabelle autori e titoli sono tabelle padre.
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Join
- Siamo ora quasi pronti ad introdurre il Join. Per
effettuare una query su più tabelle si utilizza la
seguente sintassi.
SELECT campo1, campo2, … FROM tabella1,
tabella2, … [WHERE …]
- Supponiamo in un primo tempo di omettere la
clausola WHERE, che risultato viene?
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Join
- Quando si utilizzano campi di più tabelle
vengono combinati i valori delle varie tabelle in un
prodotto cartesiano.
- Ad esempio, SELECT * FROM libri, autori
prende tutti i record della tabella libri combinati in
ogni modo possibile con i record della tabella
autori.
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Join
- La query dunque produrrà una tabella molto
grande, dove però la maggior parte delle righe
non hanno senso.
- Dunque è necessario selezionare i risultati
significativi con una clausola WHERE tenendo
presente la relazione tra le tabelle.
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Join
- Il Join, dunque, è dato da un prodotto
cartesiano seguito da una selezione.
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Join
E3. Scrivere una query per fare il join della tabella
libri con le tabelle titoli ed autori.
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Join
Q1. Dire se le query seguenti producono lo stesso
risultato o meno, e motivare la risposta.
SELECT * FROM libri, autori
SELECT * FROM autori, libri
Database
Join
E4. Creare un database con tabelle “lavoratori” e
“aziende”, la prima con campi “nome” e “azienda”,
la seconda con campi “nome” e “luogo”.
Scrivere una query per fare un elenco dei
lavoratori completo del luogo di lavoro.
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Valore NULL
- Nella scorsa lezione abbiamo già visto che in
una tabella uno o più campi devono essere
impostati come chiave primaria per poter
manipolare la tabella tramite query.
- La chiave primaria identifica un record di una
tabella, ed è quindi un insieme di campi unico i cui
elementi non possono essere NULL.
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Valore NULL
- NULL è un valore speciale, corrisponde ad un
campo vuoto. Serve a gestire dati parzialmente
completi.
- Per chiederci se un campo di una tabella è vuoto
utilizziamo la sintassi seguente.
SELECT * FROM tabella WHERE campo IS
NULL
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Valore NULL
- Attenzione, abbiamo utilizzato l'operatore IS
NULL piuttosto che dire =NULL, perché tutti i
confronti con il valore NULL risultano falsi.
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Valore NULL
Q2. Qual è il risultato di questa query?
SELECT * FROM tabella WHERE campo=NULL
Database
Valore NULL
E5. Scrivere una query per trovare tutti i libri il cui
autore nel campo cognome non ha il valore 'Eco'.
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Operatori aggregati
- Abbiamo visto come si può utilizzare una
SELECT per fare delle operazioni su un dato di
una tabella del database.
- Per lavorare su più dati assieme si usano gli
operatori aggregati.
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Operatori aggregati
- Consideriamo ad esempio la query seguente
SELECT SUM(stipendio) FROM lavoratori
- Prima vengono trovati tutti i valori del campo
stipendio, poi una volta ottenuta la colonna con
questi valori ci si applica l'operatore SUM.
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Operatori aggregati
- Cosa succede in presenza di valori NULL?
- Quei valori vengono scartati, quindi l'esempio
precedente somma solo i valori non NULL del
campo stipendio.
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Operatori aggregati
- Altro operatore aggregato è COUNT(campo),
che conta il numero di valori (non nulli, per quanto
appena detto) del suo argomento.
- Si può anche utilizzare per contare i valori
diversi usandolo in combinazione con l'operatore
DISTINCT, cioè COUNT(DISTINCT campo).
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Operatori aggregati
- COUNT(*) può essere utilizzato per contare tutte
le righe di una tabella.
- DISTINCT si può usare anche non in
combinazione con altri operatori aggregati, ad
esempio SELECT DISTINCT nome FROM
persone
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Operatori aggregati
E6. Aggiungere alla tabella lavoratori la distanza
del domicilio dal luogo di lavoro. Scrivere una
query per calcolare la distanza media usando
l'operatore aggregato AVG().
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Operatori aggregati
- Gli operatori aggregati si usano anche assieme
ad una selezione. Ad esempio per sapere quanti
autori si chiamano 'Umberto' scriviamo SELECT
COUNT(*) FROM autori WHERE nome='Umberto'
- Possiamo anche chiedere quanti sono gli autori,
raggruppati per i vari nomi, con il comando
SELECT COUNT(*) FROM autori GROUP BY
nome, che è un esempio di query raggruppata.
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Stringhe
- SQL ha varie funzioni per manipolare le stringhe.
- Il caso più semplice è la concatenazione, che si
fa tramite la funzione CONCAT(,) (o talvolta con
l'operatore ||).
- Es: SELECT CONCAT(CONCAT(FirstName,' '),
LastName) “Full Name” FROM employee
Oppure
SELECT FirstName||' '||LastName AS “Full Name”
FROM employee
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Stringhe
- Viceversa si possono anche considerare delle
sotto-stringhe.
sotto-stringhe
- Es. per sapere gli studenti col Cognome che
inizia per 'Ta' si potrebbe scrivere
SELECT * FROM studenti WHERE
LEFT(Cognome, 1)='Ta'
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Stringhe
- Viceversa si possono anche considerare delle
sotto-stringhe.
sotto-stringhe
- Es. per sapere gli studenti col Cognome che
inizia per 'Ta' si potrebbe scrivere
SELECT * FROM studenti WHERE
LEFT(Cognome, 1)='Ta'
- LEFT prende un certo numero di caratteri da
l'inizio di una stringa. RIGHT( , ) parte dalla fine.
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Stringhe
- Altra possibilità è prendere una sotto-stringa nel
mezzo. In tal caso bisogna specificare la stringa
di partenza, la posizione del carattere iniziale e
quanti caratteri prendere.
- La funzione si chiama MID( , , ) oppure
SUBSTRING( , , ).